JP5500916B2

JP5500916B2 - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP5500916B2
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Inventors: 大祐吉田
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Description

本発明は、複数の焦点検出領域を備え、各焦点検出領域のデフォーカス量を用いて露出制御を行う撮像装置に関する。

デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置には、被写体に合焦しているかを判断し、合焦するように合焦レンズを動作させる、オートフォーカス機能を備えているものがある。オートフォーカスの方式には、位相差検出方式というものがあり、位相差検出方式では、被写体像を瞳分割して２つの像を得、その２つの像の位相差から被写体のデフォーカス量を検出する。そして検出されたデフォーカス量に基づいて撮影光学系中のフォーカスレンズを移動させ、ピントを合わせる。

また、撮像装置には、被写体の明るさを測光し、被写体を撮像する際の適切な露出量を決定する、自動露出機能を備えているものがある。露出量は、被写体の測光値と撮像装置の感度（に相当するもの）によって決定されるものであり、露出量が決定されると、必要な露出量にあわせて絞りやシャッタスピードを変更し、適切な露出量での撮像が可能となる。

撮像装置が、オートフォーカス機能と自動露出機能の両方を備える場合、オートフォーカス機能により検出された合焦している被写体像の領域において、被写体の測光を行うことで、被写体に合焦し、かつ適切な露出量での撮像を行うことが可能である。特許文献１では、複数の焦点検出エリアのデフォーカス量に応じて重み付け量を決定し、複数の焦点検出エリアの測光値を重み付け量によって加重平均して全領域の測光値を算出することで、適切な露出量を得る技術が開示されている。

特開２００１−３５６３８４号公報

しかしながら、前述の特許文献１における適切な露出量を得る技術を連写撮影に適用すると、デフォーカス量の演算に時間を要するため、連写スピードが低下してしまうという問題がある。そこで、連写スピードを優先して、デフォーカス量の演算が完了したか否かに係わらず撮像を行うようにすると、連写撮影で得られた画像において、デフォーカス量を用いて露出制御を行った画像と用いずに露出制御を行った画像とで露出量がバラつく問題がある。

本発明の目的は、複数の焦点検出領域を備え、各焦点検出領域のデフォーカス量を用いて露出制御を行う撮像装置において、連写スピードを低下させることなく、適切な露出量で連写撮影を行えるようにすることである。

前述の目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、連写撮影が可能な撮像装置であって、撮像画面の複数の焦点検出領域のそれぞれでデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、複数の焦点検出領域に対応する複数の測光領域を有し、該複数の測光領域のそれぞれで測光する測光手段と、デフォーカス量検出手段により検出されたデフォーカス量に基づいて、複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を決定することが可能な重み付け手段と、測光手段により複数の測光領域のそれぞれで測光されて得られた複数の測光値と、重み付け手段により決定された複数の測光領域のそれぞれの重み付け量と、に基づいて撮像時の露出量を決定する露出決定手段と、を有し、露出決定手段は、連写撮影中の１回の撮影について、前回の撮影が終了してから開始されたデフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出が、当該デフォーカス量の検出を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了する場合、当該検出により検出されたデフォーカス量に基づいて重み付け手段により決定された複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定し、前回の撮影が終了してから開始されたデフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出が、当該デフォーカス量の検出を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了しない場合、前回の撮影の開始よりも前に開始されたデフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出によりデフォーカス量が検出されているときに、当該検出されたデフォーカス量に基づいて重み付け手段により決定された複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定することを特徴とする。

本発明によれば、複数の焦点検出領域を備え、各焦点検出領域のデフォーカス量を用いて露出制御を行う撮像装置において、連写スピードを低下させることなく、適切な露出量で連写撮影を行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る撮像装置の機能構成を示すブロック図焦点検出と測光の原理を説明するための図。一実施形態の撮像装置の連写撮影処理を説明するためのフローチャート。変形例１の撮像装置の連写撮影処理を説明するためのフローチャート。変形例２の撮像装置の連写撮影処理を説明するためのフローチャート。信頼度決定の方法の例を説明するための図。

以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、撮像装置の一例としての、位相差検出方式のオートフォーカス機能を有するデジタルカメラに、本発明を適用した例である。

図１は、本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。
制御部１０１は、例えばＣＰＵであり、デジタルカメラ１００の各ブロックの動作を制御する。制御部１０１は、例えば後述するＲＯＭ１０２に記憶されているデジタルカメラ１００の各ブロックを動作させるためのプログラムを読み込み、不図示のＲＡＭに展開し、各ブロックの動作を制御する。また制御部１０１は、後述する露出演算部１１４が算出した露出量に従い、シャッタスピードや絞り値を決定し、後述するレンズ駆動部１１５及びシャッタ制御部１１６に伝送する。ＲＯＭ１０２は、例えば書き換え可能な不揮発性メモリであり、デジタルカメラ１００の各ブロックの動作プログラムに加え、撮像された画像の記録画素数の情報や、連写撮影モードの使用の有無等の撮像に関する情報を記憶している。操作入力部１０３は、例えば電源ボタンやレリーズボタン等のデジタルカメラ１００が備えるユーザ入力インタフェースを有し、各ボタンに対するユーザからの操作を受け付けて、制御部１０１に入力があったことを伝える。

光学系１０４は、例えば合焦レンズ（フォーカスレンズ）、ズームレンズ等のレンズ群と、絞り、シャッタ等を備え、被写体からの反射光をデジタルカメラ１００に取り込む。撮像部１０５は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、光学系１０４を介してデジタルカメラ１００に入射して結像された被写体像を光電変換し、得られたアナログ画像信号をＡ／Ｄ変換部１０７に出力する。測光部１０６は、例えば撮像部１０５と光学的に共役な位置に位置する測光センサであり、光学系１０４を介してデジタルカメラ１００に入射した被写体からの反射光から、撮像画面の多分割された領域毎に測光値（輝度）の情報を取得し、制御部１０１に出力する。図２（ｂ）は、測光部１０６が備える測光センサが測光する領域の一例を示した図であり、図では４９分割された測光領域毎に測光値を取得可能である。Ａ／Ｄ変換部１０７は、撮像部１０５から入力されたアナログ画像信号に対し、Ａ／Ｄ変換処理を適用し、デジタル画像データを出力する。画像処理部１０８は、Ａ／Ｄ変換部１０７が出力したデジタル画像データに対して、例えば解像度変換処理や色調変換処理等の各種画像処理を適用し、後述する記録媒体１０９に記録する。記録媒体１０９は、例えばデジタルカメラ１００に内蔵される記録用の記憶領域や、メモリカードやＨＤＤ等の、デジタルカメラ１００に接続して用いる着脱可能な記録媒体である。画像表示部１１０は、例えば小型ＬＣＤ等の表示装置であり、撮像部１０５が出力した被写体像を逐次表示する（スルー表示）。画像表示部１１０は、スルー表示により電子ビューファインダとして機能するだけでなく、例えばデジタルカメラ１００の設定を行うためのＧＵＩの表示や、記録媒体に記録された画像の表示も行う。

焦点検出部１１１は、撮像画面上の複数の焦点検出領域について不図示の光学系により瞳分割された２像の位相差を検出し、デフォーカス量検出部１１２に出力する。また、焦点検出部１１１は、デフォーカス量検出部１１２で検出されたデフォーカス量を用いて、複数の焦点検出領域の何れかで被写体に合焦する合焦レンズの位置を算出する。図２（ａ）は、焦点検出部１１１で瞳分割された２像の位相差を検出する複数の焦点検出領域の一例を示した図であり、図ではハッチングで示した９つの領域を焦点検出に用いる複数の焦点検出領域としている。図２（ａ）及び図２（ｂ）から、例えば焦点検出領域ＡＦ５と測光領域ＡＥ４４が撮像画面上の同じ領域となることがわかる。即ち、各焦点検出領域にはそれぞれ対応した測光領域が存在しており、後述するようにして各焦点検出領域のデフォーカス量に基づいて各測光領域の重み付けが行われる。

また、焦点検出部１１１は、複数の焦点検出領域について焦点検出部１１１に配置されている焦点検出センサに結像された像のコントラスト情報を用いて各デフォーカス量の信頼度を決定してＲＯＭ１０２に出力し、記憶する。なお、信頼度とは、デフォーカス量検出部１１２で検出されたデフォーカス量が正確な値である度合いを表し、焦点検出センサに結像された像のコントラストが高いほど焦点検出センサの出力に対するノイズの影響が小さくなりデフォーカス量の信頼度が高くなる。

デフォーカス量検出部１１２は、焦点検出部１１１で検出された２像の位相差からデフォーカス量を演算し、得られたデフォーカス量を重み付け演算部１１３に出力する。重み付け演算部１１３は、焦点検出部１１１で決定された複数の焦点検出領域の信頼度の情報と、デフォーカス量検出部１１２で検出された複数の焦点検出領域のデフォーカス量の情報とから、対応した複数の測光領域のそれぞれについて重み付け量を決定する。重み付け量は、例えばデフォーカス量が少ない、即ち焦点のずれが小さい焦点検出領域に対応した測光領域ほど重み付け量を大きくし、デフォーカス量が大きい、即ち焦点のずれが大きい焦点検出領域に対応した測光領域ほど重み付け量を小さくする。また、信頼度がある閾値より高い、即ちデフォーカス量が正確と判断できる焦点検出領域に対応した測光領域は重み付け量を大きくする。同様に、信頼度がある閾値以下、即ちデフォーカス量が正確と判断できない焦点検出領域に対応した測光領域は重み付け量を小さくする。つまり、重み付け演算部１１３は、信頼度が高く、かつ、デフォーカス量が小さい焦点検出領域に対応した測光領域ほど重み付けが大きくなるように各測光領域の重み付けを設定し、各測光領域の重み付け量の情報を制御部１０１を介してＲＯＭ１０２に記憶する。

露出演算部１１４は、例えば測光部１０６の多分割された測光領域のうち、複数の焦点検出領域に対応する測光領域の測光値の情報を用いて、次の演算処理を行う。露出演算部１１４は、上記の複数の焦点検出領域に対応する測光領域の測光値の情報を、ＲＯＭ１０２に記憶されている重み付け量の情報に従って加重平均することにより、全領域の測光値として設定する加重平均測光値を演算する。露出演算部１１４は、演算された加重平均測光値の情報に従い適切な露出量を決定し、制御部１０１に露出量の情報を伝送する。レンズ駆動部１１５は、焦点検出部１１１が検出した被写体に合焦する合焦レンズの位置の情報に従い、光学系１０４の合焦レンズ（フォーカスレンズ）を駆動させる。またレンズ駆動部１１５は、露出演算部１１４が決定した露出量の情報を受信して制御部１０１が決定した絞り値の情報に従い、光学系１０４の絞りを駆動させる。シャッタ制御部１１６は、露出演算部１１４が決定した露出量の情報を受信して制御部１０１が決定したシャッタスピードの情報に従い、光学系１０４のシャッタを駆動させる。

このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラの、連写撮影処理について、図３のフローチャートをさらに用いて説明する。なお、本実施形態ではＲＯＭ１０２に記憶されているデジタルカメラ１００の撮像設定において、連写撮影モードに設定されているものとして説明する。

制御部１０１は、操作入力部１０３の電源ボタンへのユーザからの入力を受けて、デジタルカメラ１００を起動し、デジタルカメラ１００の各ブロック動作を開始する。ステップＳ３０１で、制御部１０１は、ユーザの操作により操作入力部１０３のレリーズボタンが半押し状態にされたかを判断する。ユーザの操作により操作入力部１０３のレリーズボタンが半押しされると、焦点検出部１１１は、光学系１０４を介してデジタルカメラ１００に入射する被写体からの光を瞳分割して不図示の焦点検出センサに入射させる。また、制御部１０１は、ユーザの操作により操作入力部１０３のレリーズボタンが半押し状態にされるまで、処理をステップＳ３０１で待機する。

ステップＳ３０２で、制御部１０１は、操作入力部１０３のレリーズボタンへのユーザからの全押しの入力を受けて、連写撮影処理を開始する。なお本実施形態において、連写撮影処理は操作入力部１０３のレリーズボタンがユーザにより押下されている間継続するものとする。例えば、制御部１０１は連写撮影中の１回の撮影が終了する毎にステップＳ３１４で操作入力部１０３のレリーズボタンへのユーザからの入力が継続しているかを判断する。連写撮影処理が開始されると、制御部１０１は処理をステップＳ３０３に移す。

ステップＳ３０３で、制御部１０１は、焦点検出部１１１に、複数の焦点検出領域のそれぞれのデフォーカス量を検出させる。焦点検出部１１１は、デフォーカス量検出部１１２に、複数の焦点検出領域のそれぞれについてデフォーカス量を演算させる。制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２でデフォーカス量の演算が完了すると、処理をステップＳ３０４に移す。

ステップＳ３０４で、制御部１０１は、ステップＳ３０４で得られたデフォーカス量の情報から、焦点検出部１１１に複数の焦点検出領域の何れかで被写体に合焦する合焦レンズの位置を算出させる。また、制御部１０１は、焦点検出部１１１が算出した、被写体に合焦する合焦レンズの位置の情報に従い、レンズ駆動部１１５に合焦レンズを被写体に合焦する位置に駆動させる。被写体に合焦する位置に合焦レンズを駆動させた後、制御部１０１は処理をステップＳ３０５に移す。このとき、何れの焦点検出領域に対して被写体の合焦動作を行うかは、操作入力部１０３へのユーザの入力により選択したり、公知の主被写体決定処理により決定された主被写体が存在する焦点検出領域を制御部１０１が自動で選択したりして決定すればよい。

ステップＳ３０５で、制御部１０１は、焦点検出部１１１により、複数の焦点検出領域のそれぞれについて合焦動作後のデフォーカス量の演算を開始させる。このとき、制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２にデフォーカス量の演算を開始させてから、所定の時間が経過した後、演算中であっても処理をステップＳ３０８に移す。また、所定の時間とは、例えばＲＯＭ１０２に記憶される撮像設定に含まれる、連写撮影において１回の撮影に割り当てる時間（連写スピード）の情報に比例して決定される。例えば、１秒間に５回の撮影を行う連写撮影の設定であった場合、１回の撮影に割り当てられる時間は０．２秒となる。しかしながら、１回の撮影にはその他のステップの処理に要する時間も含まれるため、本ステップの「所定の時間」は０．２秒より小さい、例えば０．０２秒等に決定すればよい。

ステップＳ３０６で、制御部１０１は、焦点検出部１１１に複数の焦点検出領域毎の焦点検出センサのコントラスト情報を検出させる。なお、本ステップは合焦動作後、ステップＳ３０５のデフォーカス量検出の開始とともに開始されればよく、制御部１０１は、ステップＳ３０５と、ステップＳ３０６からステップＳ３０７までの処理とを、同時に並行して処理するものとする。また、ステップＳ３０５で説明したように、制御部１０１はデフォーカス量の演算を開始させてから所定の時間経過後に処理をステップＳ３０８に移すが、このとき、後述のステップＳ３０７までの処理が完了するように、所定の時間の値は決定されるものとする。

ステップＳ３０７で、制御部１０１は、焦点検出部１１１にステップＳ３０６で検出させた、複数の焦点検出領域毎の焦点検出センサのコントラスト情報を用いて、焦点検出部１１１に複数の焦点検出領域のそれぞれについて信頼度を決定させる。ここで、焦点検出領域のデフォーカス量の信頼度決定の方法の一例について、図６を用いて説明する。制御部１０１は、焦点検出部１１１に焦点検出領域の焦点検出センサのコントラスト情報を検出させる際、各焦点検出領域のコントラスト情報を例えばデジタル画像の水平方向のライン毎の隣り合う画素の輝度差の平均値から得る。図６（ａ）と図６（ｂ）は、それぞれコントラストが高いデジタル画像とコントラストが低いデジタル画像を簡易的に表した図である。このとき、図６（ａ）のコントラストが高いデジタル画像において、図示した水平方向のラインで隣り合う画素の輝度情報は、例えば図６（ｃ）のようになる。また、図６（ｂ）のコントラストが低いデジタル画像において、図示した水平方向のラインで隣り合う画素の輝度情報は、例えば図６（ｄ）のようになる。図６（ｃ）と図６（ｄ）を比較すると、水平方向のラインで隣り合う画素の輝度差は、コントラストが高い画像の輝度情報である図６（ｃ）の方が顕著に現れている。そのため、コントラストが高い画像のほうが像の明暗がはっきり区別できるためノイズの影響を受けにくく、得られるデフォーカス量の信頼度が高いと判定できる。即ち、コントラスト情報が高い程、デフォーカス量の信頼度は高いため、例えば本実施形態で規定する信頼度は、輝度差の最大値に対する焦点検出領域の焦点検出センサの隣り合う画素の輝度差の平均値（コントラスト情報に含まれる）の割合で決定する。また、焦点検出部１１１は、制御部１０１の指示により決定した複数の焦点検出領域の信頼度の情報を、ＲＯＭ１０２に出力し、記憶する。

ステップＳ３０８で、制御部１０１は、ステップＳ３０５でデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量の演算が完了しているかを判断する。デフォーカス量の演算が完了している場合は、制御部１０１は処理をステップＳ３０９に移す。このとき、デフォーカス量検出部１１２は、制御部１０１の指示により演算された複数の焦点検出領域のデフォーカス量（検出結果）を、焦点検出部１１１を介して重み付け演算部１１３に出力する。

ステップＳ３０９で、制御部１０１は、重み付け演算部１１３に、焦点検出部１１１で決定され、ＲＯＭ１０２に記憶されている信頼度の情報を伝送する。そして、制御部１０１は、重み付け演算部１１３に焦点検出部１１１で決定された信頼度の情報と、デフォーカス量検出部１１２から出力されたデフォーカス量の情報とから、複数の焦点検出エリアのそれぞれについて重み付け量を決定させる。さらに、制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２が決定した重み付け量と、重み付け量の決定に用いたデフォーカス量と信頼度の情報とを、ＲＯＭ１０２に記憶し、処理をステップＳ３１３に移す。

重み付け量は、例えばデフォーカス量検出部１１２の検出結果のデフォーカス量の絶対値｜δ｜を、｜δ｜≦２５μｍ、２５μｍ＜｜δ｜≦５０μｍ、５０＜｜δ｜≦１００μｍ、｜δ｜＞１００μｍの範囲に分け、それぞれ重み付け量を決定する。例えば、上述の場合、重み付け量は１、０．７５、０．５、０．２５とすればよい。さらに、信頼度が例えば７５％より高い場合は、デフォーカス量の絶対値から決定した重み付け量を４倍して変更すればよい。これにより、信頼度が高くデフォーカス量が小さい焦点検出領域に、重点的に重み付け量が課されることになる。なお、重み付け量の決定方法の一例として、デフォーカス量を所定の範囲に分類して重み付け量を決定し、さらに信頼度が閾値より高いときに重み付け量に所定の数値を乗算して重み付け量を修正する方法を説明した。しかしながら、必ずしも上述の重み付け量の決定方法に限らず、例えばデフォーカス量の絶対値に反比例した、つまりデフォーカス量の絶対値の逆数に所定の数値を乗算して重み付け量としてもよい。また、例えば信頼度も閾値で分類せず、信頼度が高い場合ほど信頼度が低い場合よりも重み付け量が大きくなるように重み付け量を決定してもよい。

ステップＳ３０８でデフォーカス量の演算が完了していない場合、制御部１０１は処理をステップＳ３１０へ移す。ステップＳ３１０で、制御部１０１は、連写撮影中の撮影のうち、現在の撮影より前の撮影において、制御部１０１が合焦動作後にデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量の演算が完了しているものがあるかを判断する。現在の撮影より前の撮影で合焦動作後にデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量検出の演算が完了しているものがある場合は、制御部１０１は処理をステップＳ３１１に移す。

ステップＳ３１１で、制御部１０１は、現在の撮影より前の撮影で合焦動作後にデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量の演算が完了しているもののうち、最新の撮影で演算されたデフォーカス量を、重み付け演算部１１３に出力する。また、制御部１０１は、現在の撮影より前の撮影で合焦動作後にデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量の演算が完了しているもののうち、最新の撮影で決定された信頼度の情報を、ＲＯＭ１０２より読み出し、重み付け演算部１１３に出力する。現在の撮影より前の撮影で合焦動作後にデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量の演算が完了しているもののうち、最新の撮影で演算されたデフォーカス量と、その撮影時の信頼度は、例えば次のようにして参照すればよい。

デフォーカス量検出部１１２が、制御部１０１の指示によりステップＳ３０５で開始したデフォーカス量の演算は、前の撮影のデフォーカス量の演算が完了していない場合は、連写撮影中の撮影毎に演算処理が並行して行われる。つまり、デフォーカス量検出部１１２は、連写撮影中、複数の撮影において制御部１０１の指示により開始されたデフォーカス量の演算を、同時に処理する。デフォーカス量検出部１１２は１回の撮影においてステップＳ３０６までに完了できなかった演算が、連写撮影中のそれ以降の撮影の最中に完了した場合、例えば得られたデフォーカス量を焦点検出部１１１を介して制御部１０１に出力する。制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２から焦点検出部１１１を介して出力された、演算が完了したデフォーカス量を、例えばＲＯＭ１０２に最新のデフォーカス量として記憶すればよい。このとき、制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２が同時に演算している連写撮影中の他の撮影におけるデフォーカス量のうち、ＲＯＭ１０２に最新のデフォーカス量として記憶したデフォーカス量より前の撮影の演算処理は例えば強制的に終了する。最新のデフォーカス量より前の撮影の演算処理であるかを判断するには、例えば制御部１０１がデフォーカス量検出部１１２にデフォーカス量の演算を開始させる際に、以下のように処理すればよい。制御部１０１は、例えばデフォーカス量検出部１１２にデフォーカス量の演算を開始させる際に、デジタルカメラ１００の内蔵タイマ（図示せず）の値を参照し、タイマの値を演算処理のもつ不変パラメータとして入力する。そして、最新のデフォーカス量が決定した後に、制御部１０１は最新のデフォーカス量を検出した演算処理のタイマの値と、現在並行して行われている演算処理のタイマの値を比較することで、最新のデフォーカス量より前の撮影の演算処理であるかを判断する。つまり、デフォーカス量検出部１１２で演算が完了した、現在の撮影より前の撮影におけるデフォーカス量が、常にＲＯＭ１０２に最新のデフォーカス量として記憶されているため、制御部１０１は最新のデフォーカス量を参照可能である。

また、信頼度の情報も同様に、例えばＳ３０７で、焦点検出部１１１で決定された信頼度をＲＯＭ１０２に記憶する際に、Ｓ３０５のデフォーカス量の演算開始時の内蔵タイマの値を関連付けて記憶する。そして、制御部１０１が、演算が完了したデフォーカス量をＲＯＭ１０２に最新のデフォーカス量として記憶する際に、最新のデフォーカス量の演算開始時の内蔵タイマと同じ値に関連付けられている信頼度を、最新のデフォーカス量に関連付ければよい。また、最新のデフォーカス量を記録する際に、制御部１０１は、最新のデフォーカス量の演算開始時の内蔵タイマの値より前の値に関連付けられている信頼度の情報はＲＯＭ１０２から削除すればよい。これにより、制御部１０１は、最新のデフォーカス量を取得する際に、デフォーカス量の検出時の信頼度の情報も取得することが可能である。

制御部１０１は、重み付け演算部１１３に制御部１０１がＲＯＭ１０２より読み出して出力した最新のデフォーカス量と、最新のデフォーカス量の検出時の信頼度の情報とから、複数の焦点検出エリアのそれぞれについて重み付け量を決定させる。さらに、制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２が決定した重み付け量と、重み付け量の決定に用いたデフォーカス量と信頼度の情報とを、ＲＯＭ１０２に記憶し、処理をステップＳ３１３に移す。

ステップＳ３１０で、現在の撮像より前の撮像で合焦後にデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量の演算が完了しているものがない場合は、制御部１０１は処理をステップＳ３１２に移す。ステップＳ３１２で、制御部１０１は、重み付け演算部１１３に焦点検出部１１１から出力された信頼度の情報に依らず、中央の測光領域に重きをおいた重み付け量を決定させる。中央の測光領域に重きをおいた重み付け量とは、例えば図２（ｂ）のＡＥ４４の測光領域の重み付け量を１とし、それ以外の測光領域は重み付け量を０．７５とする。制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２が決定した重み付け量を、ＲＯＭ１０２に記憶する。これにより、制御部１０１は、後述するステップで主に中央部の測光値を用いて露出量を決定することができる。制御部１０１は、中央の測光領域に重きをおいた重み付け量の決定後、処理をステップＳ３１３に移す。

ステップＳ３１３で、制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている重み付け量と、測光部１０６に測光させた測光値のうち、焦点検出領域に対応した測光領域の測光値とを、露出演算部１１４に出力し、露出演算部１１４に露出量を決定させる（露出決定）。露出演算部１１４は、制御部１０１の指示により、複数の焦点検出領域に対応する測光領域の測光値を、重み付け量に応じて加重平均し、得られた平均の測光値を全領域の加重平均測光値として、加重平均測光値から適切な露出量を決定し、制御部１０１に伝送する。

ステップＳ３１４で、制御部１０１は、露出演算部１１４から出力された適切な露出量の情報に従って、絞り値とシャッタスピードを決定する。制御部１０１は、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている撮像設定から、絞り優先露出か、シャッタスピード優先露出かの情報を読み出し、露出量から絞り値とシャッタスピードを決定する。具体的には、ＲＯＭ１０２に記憶されている撮像設定において、絞り量優先露出設定であった場合は、制御部１０１は、予め設定されている絞り値に基づいて、露出量からシャッタスピードを導出する。また、ＲＯＭ１０２に記憶されている撮像設定において、シャッタスピード優先露出であった場合は、制御部１０１は、予め設定されているシャッタスピードに基づいて、露出量から絞り値を導出する。このようにして決定した絞り値とシャッタスピードの情報を、制御部１０１は、レンズ駆動部１１５とシャッタ制御部１１６に、それぞれ伝送し、光学系１０４の絞りとシャッタを制御し、記録用の画像の撮像を行う。

ステップＳ３１５で、制御部１０１は、決定した絞り値とシャッタスピードの条件で、光学系１０４を介してデジタルカメラ１００に入射した光を撮像部１０５に光電変換させ、Ａ／Ｄ変換部１０７にＡ／Ｄ変換させて記録用のデジタル画像を得る。さらに、制御部１０１は、記録用のデジタル画像を画像処理部１０８で、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている記録用の画像の設定に従って所定の画像処理を適用させ、得られた記録用の画像を記録媒体１０９に伝送して記録させる。この処理を完了すると、制御部１０１は、連写撮影中の１回の撮影が終了したと判断し、処理をステップＳ３１６に移す。

ステップＳ３１６で、制御部１０１は、操作入力部１０３のレリーズボタンへのユーザからの入力が継続しているか判断することにより、連写撮影を継続するか終了するかを判断する。操作入力部１０３のレリーズボタンへのユーザからの入力が継続している場合は、制御部１０１は連写撮影が終了していないと判断し、処理をステップＳ３０３に移し、連続する次の撮影を行う。また、操作入力部１０３のレリーズボタンへのユーザからの入力がない場合は、制御部１０１は連写撮影が終了したと判断し、連写撮影処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、連写撮影処理において、被写体像の複数の焦点検出領域の情報から、デフォーカス量と該デフォーカス量の信頼度を検出する。そして、検出された信頼度が高く、かつ、デフォーカス量が小さい焦点検出領域に対応する測光領域ほど重み付けが大きくなるように各測光領域の重み付けを決定する。さらに、デフォーカス量と信頼度に基づいて重み付け量が決定可能なときは、複数の測光領域において測光した測光値を、該重み付け量によって加重平均することによって、撮像時の適切な露出量を決定する。また、連写撮影の１回の撮影において、合焦動作後のデフォーカス量の演算が完了せず、重み付け量が決定不可能であるときは、連写撮影中の現在の撮影より前の撮影で合焦動作後に演算されたデフォーカス量のうち最新のものを用いて重み付け量を決定する。また、現在の撮影より前の撮影で合焦動作後に演算されたデフォーカス量が存在しない場合は、被写体像の中央の領域にあたる測光領域に重きをおいた重み付け量を決定する。

これにより、連写スピードが早く、連写撮影中の１回の撮影において合焦後のデフォーカス量演算が間に合わないような場合であっても、適切な露出量で撮像を行うことが可能である。そのため、連写撮影の連写スピードを低下させずに、適切な露出で連写撮影を行うことができる。また、連写撮影中の連続する撮影間で得られる画像において、露出量のバラつきを抑止することが可能である。

なお、本実施形態では、デフォーカス量と該デフォーカス量の信頼度を用いて重み付け量の決定を行ったが、デフォーカス量の信頼度を用いずに重み付け量の決定を行っても構わない。また、ステップＳ３１２で、中央の測光領域に重きをおいた重み付け量を決定しているが、操作入力部１０３へのユーザの入力により選択した、撮影画面の所定の位置にある焦点検出領域に対応する測光領域に重きをおいた重み付け量を決定しても構わない。

（変形例１）
前述のような構成をもつデジタルカメラの、連写撮影処理の１つ目の変形例について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、本変形例１の連写撮影処理において、前述の実施形態と同じ処理を行うステップに関しては、図３と同一の参照番号を付して説明を省略し、本変形例１に特徴的なステップの説明に留める。

ステップＳ３０６で、デフォーカス量検出部１１２に開始させた合焦動作後のデフォーカス量の演算が完了している場合は、制御部１０１は処理をステップＳ４０１に移す。ステップＳ４０１で、制御部１０１は、重み付け演算部１１３に焦点検出部１１１から出力された、複数の焦点検出領域の信頼度の情報の中に、信頼度が高い焦点検出領域があるかを判断する。信頼度が高い焦点検出領域は、例えば閾値を７５％と設定したときは、信頼度が７５％より高い焦点検出領域を、信頼度が高い焦点検出領域とすればよい。複数の焦点領域の中に信頼度が高い焦点検出領域が１つでもあった場合は、制御部１０１は処理をステップＳ３０７に移し、信頼度が高い焦点検出領域が１つもなかった場合は、制御部１０１は処理をステップＳ３１０に移す。

ステップＳ３１０で、現在の撮影より前の撮影で合焦動作後にデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量検出の演算が完了しているものがある場合は、制御部１０１は処理をステップＳ４０２に移す。ステップＳ４０２で、制御部１０１は、デフォーカス量検出の演算が完了しているもののうち、最新のデフォーカス量を検出時の信頼度をＲＯＭ１０２から読み出し、検出字の信頼度が高い焦点検出領域が１つでもあるものがあるかを判断する。なお、以降の処理は、図３の場合と同様であるので説明を省略する。

以上説明したように、本変形例１の撮像装置は、連写撮影処理において、被写体像の複数の焦点検出領域の情報から、デフォーカス量と該デフォーカス量の信頼度を検出する。そして、検出された信頼度が高く、かつ、デフォーカス量が小さい焦点検出領域に対応する測光領域ほど重み付けが大きくなるように各測光領域の重み付けを決定する。このとき、合焦動作後のデフォーカス量の演算が完了していて、そのデフォーカス量を用いて重み付け量が決定可能であっても、焦点検出領域の中に検出時の信頼度が高い焦点検出領域が存在しない場合は、そのデフォーカス量を用いて重み付け量を決定しない。そして、連写撮影中の現在の撮影より前の撮影で検出されたデフォーカス量を用いて重み付け量を決定して、露出量の導出に用いる。

これにより、信頼度が低いデフォーカス量を用いて重み付け量を決定するがことなく、適正でない重み付けをした加重平均測光値に基づいて露出制御することを抑止でき、演算されたデフォーカス量の信頼度が低い場合であっても適正な露出量を得ることができる。

（変形例２）
前述のような構成をもつデジタルカメラの、連写撮影処理の２つ目の変形例について、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、本変形例２の連写撮影処理において、前述の実施形態及び変形例１と同じ処理を行うステップに関しては、図３及び図４と同一の参照番号を付して説明を省略し、本変形例２に特徴的なステップの説明に留める。

ステップＳ３１０で、現在の撮影より前の撮影でデフォーカス量検出部１１２に開始させた合焦動作後のデフォーカス量の演算が完了しているものがある場合は、制御部１０１は処理をステップＳ５０１に移す。ステップＳ５０１で、制御部１０１は、現在の撮像より前の撮像でデフォーカス量検出部１１２に開始させたデフォーカス量検出の演算が完了しているもののうち、最新の撮影で演算されたデフォーカス量を読み出す。このとき、制御部１０１は最新のデフォーカス量が現在の撮影から所定時間より前の撮影で演算されたものであるかを判断する。最新のデフォーカス量が、現在の撮影所定時間より前の撮影で演算されたものであるかを判断するためには、例えば次のようにすればよい。制御部１０１は、デフォーカス量検出部１１２にデフォーカス量の演算を開始させる際に、演算処理の不変パラメータとして、制御部１０１が伝送したデジタルカメラ１００の内蔵タイマの値を伝送する。さらに、演算が完了した際に、制御部１０１は最新のデフォーカス量とともに最新のデフォーカス量の演算開始時の内蔵タイマの値を、ＲＯＭ１０２に記憶する。制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている最新のデフォーカス量の演算が開始したときの内蔵タイマの値を参照することで、ＲＯＭ１０２記憶されている最新のデフォーカス量が、現在の撮影所定時間より前のものであるかを判断することができる。

ステップＳ５０１で、最新のデフォーカス量が、現在の撮影所定時間より前の撮影で演算されたものである場合は、制御部１０１は処理をステップＳ３１２に移す。また、最新のデフォーカス量が、現在の撮影より前の所定時間以内に行われた撮影で演算されたものである場合は、制御部１０１は処理をステップＳ４０２に移す。なお、以降の処理は、図４の場合と同様であるので説明を省略する。

以上説明したように、本変形例２の撮像装置は、連写撮影処理において、被写体像の複数の焦点検出領域の情報から、コントラストに比例した信頼度と、デフォーカス量とを検出する。そして、被写体像の複数の焦点検出用の領域のそれぞれにおいて、信頼度に比例し、デフォーカス量に反比例する重み付け量を決定する。また、連写撮影の１回の撮像において、デフォーカス量の検出が完了せず、重み付け量が決定不可能であるときは、連写撮影中の現在の撮像より前の撮像で検出されたデフォーカス量のうち最新のものを用いて重み付け量を決定する。また、１回の撮像でデフォーカス量の検出が完了していて、重み付け量が決定可能であっても焦点検出領域の中に信頼度の高い焦点検出領域が存在しない場合も、現在の撮像より前の撮像で検出されたデフォーカス量のうち最新のものを用いて重み付け量を決定する。このとき、現在の撮像より前の撮像で検出されたデフォーカス量のうち最新のものが、現在の撮像より所定の時間以上前の撮像で検出されたデフォーカス量である場合は、最新のデフォーカス量を用いない。そして、被写体像の中央の領域にあたる焦点検出用の領域に重きをおいた重み付け量を決定する。

これにより、連写撮影中に時間の経過とともに被写体の状況が変化した場合に、状況が変化するより前のデフォーカス量に基づいて重み付けを行うことで、状況にあわない露出量で撮像を行うことを抑止することができ、適正な露出量で撮像を行うことができる。

なお、変形例２において、変形例１で説明した、１回の撮影でデフォーカス量の検出が完了していて、重み付け量が決定可能であっても焦点検出領域の中に信頼度の高い焦点検出領域が存在しない場合の条件分岐をステップに含めて説明した。しかしながら、本発明は、１回の撮影でデフォーカス量の検出が完了していて、重み付け量が決定可能であっても焦点検出領域の中に信頼度の高い焦点検出領域が存在しない場合の条件分岐はなくてもよい。

Claims

連写撮影が可能な撮像装置であって、
撮像画面の複数の焦点検出領域のそれぞれでデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出手段と、
前記複数の焦点検出領域に対応する複数の測光領域を有し、該複数の測光領域のそれぞれで測光する測光手段と、
前記デフォーカス量検出手段により検出されたデフォーカス量に基づいて、前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を決定することが可能な重み付け手段と、
前記測光手段により前記複数の測光領域のそれぞれで測光されて得られた複数の測光値と、前記重み付け手段により決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量と、に基づいて撮像時の露出量を決定する露出決定手段と、を有し、
前記露出決定手段は、連写撮影中の１回の撮影について、
前回の撮影が終了してから開始された前記デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出が、当該デフォーカス量の検出を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了する場合、当該検出により検出されたデフォーカス量に基づいて前記重み付け手段により決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定し、
前回の撮影が終了してから開始された前記デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出が、当該デフォーカス量の検出を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了しない場合、前回の撮影の開始よりも前に開始された前記デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出によりデフォーカス量が検出されているときに、当該検出されたデフォーカス量に基づいて前記重み付け手段により決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定することを特徴とする撮像装置。
前記複数の焦点検出領域のそれぞれのデフォーカス量の信頼度を決定する信頼度決定手段を有し、
前記重み付け手段は、前記デフォーカス量と前記信頼度決定手段により決定された信頼度とに基づいて、前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を決定すること特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記露出決定手段は、前回の撮影が終了してから開始された前記デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出が、当該デフォーカス量の検出を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了する場合、
前記複数の焦点検出領域の中に前記信頼度決定手段で決定された信頼度が予め決められた閾値より高い領域があるときは、当該検出により検出されたデフォーカス量に基づいて前記重み付け手段により決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定し、
前記複数の焦点検出領域の中に前記信頼度決定手段で決定された信頼度が前記閾値より高い領域がないときは、前回の撮影の開始よりも前に開始された前記デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出によりデフォーカス量が検出されているときに、当該検出されたデフォーカス量に基づいて前記重み付け手段により決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記露出決定手段は、前回の撮影が終了してから開始された前記デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出が、当該デフォーカス量の検出を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了しない場合、今回の撮影の所定時間より前に開始された前記デフォーカス量検出手段によるデフォーカス量の検出により検出されたデフォーカス量に基づいて前記重み付け手段により決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量は、今回の撮影の露出量の決定に用いないことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の撮像装置。
前記露出決定手段は、前記デフォーカス量検出手段によりデフォーカス量が検出されていない場合、前記複数の測光領域のそれぞれの測光値を、前記撮像画面の所定の位置にある測光領域に重きをおいた重み付け量を用いて露出量を決定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
連写撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置のデフォーカス量検出手段が、撮像画面の複数の焦点検出領域のそれぞれでデフォーカス量を検出するデフォーカス量検出工程と、
前記撮像装置の測光手段が、前記複数の焦点検出領域に対応する複数の測光領域を有し、該複数の測光領域のそれぞれで測光する測光工程と、
前記撮像装置の重み付け手段が、前記デフォーカス量検出工程において検出されたデフォーカス量に基づいて、前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を決定する重み付け工程と、
前記撮像装置の露出決定手段が、前記測光工程において前記複数の測光領域のそれぞれで測光されて得られた複数の測光値と、前記重み付け工程において決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量と、に基づいて撮像時の露出量を決定する露出決定工程と、を有し、
前記露出決定手段は前記露出決定工程において、連写撮影中の１回の撮影について、
前回の撮影が終了してから開始された前記デフォーカス量検出工程が、当該検出工程を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了する場合、当該検出工程において検出されたデフォーカス量に基づいて前記重み付け工程において決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定し、
前回の撮影が終了してから開始された前記デフォーカス量検出工程が、当該検出工程を開始した後に行われる今回の撮影の露出量の決定までに完了しない場合、前回の撮影の開始よりも前に開始された前記デフォーカス量検出工程においてデフォーカス量が検出されているときに、当該検出されたデフォーカス量に基づいて前記重み付け工程において決定された前記複数の測光領域のそれぞれの重み付け量を用いて、今回の撮影の露出量を決定することを特徴とする撮像装置の制御方法。