JP6808501B2 - 撮像装置、及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、及び撮像装置の制御方法に関し、特に連続合焦撮影の制御に関する。

従来、ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子からオートフォーカス評価値に必要な画像の読出しを行う際、静止画像等の通常の読出し速度よりも速い速度で読み出すことで高速な焦点検出を行う技術がある。

例えば、特許文献１では、有効画素領域のうち特定の領域の画素信号のみを撮像素子から読み出し、オートフォーカス評価値を取得することで高速な焦点検出を行う技術が開示されている。また、特許文献２では、予め区分された静止画像の読出し領域のうち特定の区分領域を他の区分領域よりも先に読み出し、オートフォーカス評価値を取得することで高速な焦点検出を行う技術が開示されている。

特開２０１２−５８４６４号公報 特開２０１１−１６６５１５公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、有効画素領域の全体を読出して被写体を検知し、オートフォーカス評価値取得のための読出し領域を決めている。しかしながら、全体を読み出す際には被写体のいない部分も読み出すことになるため、無駄な読み出し時間を費やしてしまい、結果オートフォーカス評価値取得までに時間が掛かることが考えられる。

また、特許文献２に開示された従来技術では、静止画像の読出しと一部並行して、オートフォーカス評価値取得のための読出しを行っている。オートフォーカス評価値取得のための読出し部分は予め区分された静止画像の読出し領域内の特定の一部領域としている。しかしながら、予め区分けされた一部の領域を読み出す場合、被写体に動きがあると、設定した領域に被写体が入らない可能性が高くなり、被写体検出・追尾性能としては低下することが考えられる。

本発明は、上記課題を鑑みて、オートフォーカスによるフォーカス位置の決定までに掛かる時間を抑制しつつ、被写体追尾しながらの高速連写撮影を実現する撮像装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の撮像装置は、撮影開始命令を受けて撮像素子から信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段が読み出した前記信号から被写体を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記信号を読み出す領域を決定する決定手段と、前記決定手段で決定した領域の前記信号に基づいて焦点検出結果を取得する取得手段と、前記焦点検出結果からレンズを駆動するための駆動量を算出して、当該レンズを駆動させる制御信号を出力する制御手段と、を備え、前記検出手段は、前記読み出し手段による前記信号の読み出しが完了する前に、前記読み出しを終えた信号から前記被写体の検出を開始することを特徴とする。

本発明によれば、オートフォーカスによるフォーカス位置の決定までに掛かる時間を抑制しつつ、被写体追尾しながらの高速連写撮影を実現する撮像装置を提供することができる。また、静止画像読出しをしている途中で被写体検出処理を行い、その検出結果に基づいてオートフォーカス評価値取得のための読出し領域を決めて評価値演算を実行する。これにより、次の撮影のフォーカス位置の決定までに掛かる時間を抑制しつつ、被写体追尾しながら高速連写撮影することができる。

撮像装置の全体構成を示す概略図である。 撮影処理の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。 撮影処理の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る撮影処理の動作タイミングチャートである。 第２実施形態に係る撮影処理の動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る撮影処理の動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る撮影処理の動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る撮影処理の動作のタイミングチャートと読み出しモードの説明図である。 第４実施形態に係る撮影処理の動作を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る撮影処理の動作を示すフローチャートである。 第５実施形態に係る撮影処理の動作を示すフローチャートである。 第５実施形態に係る撮影処理の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面などを参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本実施形態に係る撮像装置の全体構成について図１を用いて説明する。本実施形態に係る撮像装置１００は、デジタルカメラ等の撮像装置である。図１に示すように、結像光学系の先端部に第１レンズ群１０１が配置されており、第１レンズ群１０１は、光軸方向に進退可能に保持されている。絞り兼用シャッタ１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行なう他、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしても機能する。絞り兼用シャッタ１０２と第２レンズ群１０３とは一体となって光軸方向に進退し、第１レンズ群１０１の進退動作との連動によって、変倍作用（ズーム機能）を奏する。第３レンズ群１０５は、光軸方向の進退によって、焦点調節を行う。光学的ローパスフィルタ１０６は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。撮像素子１０７は、２次元ＣＭＯＳフォトセンサーと周辺回路とを含み、結像光学系の結像面に配置される。

ズームアクチュエータ１１１は、図示しないカム筒を回動することで、第１レンズ群１０１乃至第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行う。絞りシャッタアクチュエータ１１２は、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節するとともに、静止画撮影時の露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ１１４は、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。

撮影時に用いられる照明手段（被写体照明用電子フラッシュ）１１５は、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適であるが、連続発光するＬＥＤを備えた照明装置を用いてもよい。オートフォーカス（以下、ＡＦと記す）補助光手段１１６は、所定の開口パターンを有するマスクの像を、投光レンズを介して被写体に投影し、暗い被写体あるいは低コントラストの被写体に対する焦点検出能力を向上させる。制御部１２１は、撮像装置１００における種々の制御を司るものであり、不図示のＣＰＵ（演算部）、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を有している。

電子フラッシュ制御回路１２２は、撮影動作に同期して照明手段１１５を点灯制御する。補助光駆動回路１２３は、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光手段１１６を点灯制御する。撮像素子駆動回路１２４は、撮像素子１０７の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換して制御部１２１に送信する。画像処理回路１２５は、撮像素子１０７が取得した画像の被写体検出、γ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮等の処理を行う。フォーカス駆動回路１２６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。絞りシャッタ駆動回路１２８は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。ズーム駆動回路１２９は、撮影者によるズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。

表示装置１３１は、例えば、ＬＣＤ等により構成されており、撮像装置１００の撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態の表示画像等を表示する。操作スイッチ群１３２は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等を含む。記録媒体１３３は、着脱可能なフラッシュメモリ等であり、撮影により取得した画像ファイルを記録する。メモリ１３４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等であり、所定のプログラムの記憶や、画像処理中の画像データや画像処理に必要なパラメータデータの保持等を行っている。制御部１２１は、メモリ１３４の有するＲＯＭに記憶された所定のプログラムに基づいて、撮像装置１００の各種回路を駆動し、ＡＦ、撮影、画像処理、記録等の一連の動作を実行する。

次に、本実施形態に係る撮像装置によって行われる被写体追従ＡＦ連続撮影について、図２と図３を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る撮像装置における被写体追従ＡＦ連続撮影の際の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。加えて、図３は、本実施形態に係る撮像装置における被写体追従ＡＦ連続撮影の際の動作を示すフローチャートである。

撮像装置１００は、操作スイッチ群１３２に含まれる撮影モード選択スイッチのユーザー操作により、撮影モードが被写体追従ＡＦ連続撮影モードとなっていることを前提とする。撮影モードのときに、操作スイッチ群１３２に含まれるレリーズスイッチがオンとなることで撮影が開始され、ステップＳ３０１へ移行する。まず、ステップＳ３０１では、撮影開始命令を受けて静止画撮影のために撮像素子１０７に対して露光を開始し、電荷が蓄積される。露光時間は絞りシャッタアクチュエータ１１２で制御する。このとき撮像素子駆動回路１２４において、撮像素子１０７の有効画素領域全体含む領域を読み出す駆動モードで撮像素子１０７を制御する。なお、処理のタイミングは、図２の静止画蓄積２０１で示すように、撮影開始の後に実行する。次に、ステップＳ３０２では、撮像素子駆動回路１２４により、撮像素子１０７に蓄積された電荷から得られた画像信号をＡ／Ｄ変換して制御部１２１に送信する処理を開始する。ステップＳ３０１において設定した駆動モードに従って、有効画素領域全体を含む領域の画像信号を読み出す。なお、処理のタイミングは、図２の静止画読出し２０２で示すように、静止画蓄積処理の完了後に実行する。

次に、ステップＳ３０３では、撮像素子１０７に蓄積された電荷から得られた画像信号をＡ／Ｄ変換して制御部１２１に１画素毎、もしくは複数の画素単位で次々送信している。そして、被写体検出処理の開始時間は、以下のようにして決める。まず、被写体検出処理の開始をＡＦ可能な領域までの読み出しが完了するタイミングとなるように決める。なぜなら、ＡＦできない領域で被写体を検出して、その周辺においてＡＦ評価値演算を行ったとしても。、結局はＡＦできない。つまり、ＡＦ可能な領域まで読み出しが完了した時点で、読み出した画像信号を基に被写体検出すれば必要なＡＦ評価値演算は可能であるから、ＡＦ可能な領域までの読み出しが完了する時点を被写体検出処理の開始時間とすればよい。また、ＡＦ可能な領域は、撮影モードや、レンズの種類により変わるため、条件に応じて検出開始時間を変えてもよく、連写撮影の速度設定を基に決めてもよい。連写速度が速い場合は、撮影と次の撮影との撮影間の処理時間をより短くする必要があるため、被写体検出処理の開始時間を早めることで、撮影間の処理時間を短くすることが出来る。この場合、読み出し完了している画像信号が少なくなってしまうため、被写体検出の精度は低下してしまうが、連写速度はより高速にすることが可能となる。

次に、ステップＳ３０４では、制御部１２１に送信されてきた画像信号を基に画像処理回路１２５において被写体検出処理を開始する。後述するが、ＡＦ処理に必要な検出結果情報は、被写体の位置情報であり、またＡＦ開始時間には制約があり、ＡＦ開始までには検出処理が終わっている必要がある。被写体が多数あるような場面で、検出処理が間に合わなかった場合は、前回の撮影での検出処理結果の位置情報を代用してもよく、予めデフォルト位置情報を設定しておいて、それをＡＦ処理では使用する方法でもよい。また、処理のタイミングは、前述の通り、静止画読出しの途中からであり、ＡＦ可能領域まで読み出しが完了する時点、または設定中の連写速度を保証できる時点となる。

次に、ステップＳ３０５では、図２に示すように、の静止画読出し２０２の処理の途中から被写体検出２０３が開始され、静止画読み出し処理と被写体検出処理を並行して実行している。ここで、ＡＦ開始時間は以下のように決める。連写速度によって決まる次の撮影開始時間に対して、ＡＦ評価値算出用読み出し領域算出処理、ＡＦ評価値算出用読み出しのための蓄積、ＡＦ評価値算出用読み出し、ＡＦ評価値算出とレンズ駆動量の算出、レンズの駆動、これらが完了するように決める。

次に、ステップＳ３０６では、被写体検出の結果からＡＦ評価値算出用読み出し領域を算出する。前提として、ＡＦ評価値算出用読み出しは、撮像素子駆動回路１２４において静止画読み出しとは別の駆動で制御し、撮像素子１０７の有効画素領域を部分的に読み出す。このとき、被写体検出結果の被写***置情報を用いて、被写***置を中心として、有効画素領域に対して部分的に読み出す位置を決定する。処理のタイミングとしては、図２のＡＦ蓄積２０４に含めているが、前述の通りに定めたＡＦ開始時間のタイミングで実行する。

次に、ステップＳ３０７では、ＡＦ評価値算出のために撮像素子１０７へ露光を開始し、電荷が蓄積される。なお、露光時間は絞りシャッタアクチュエータ１１２で制御する。静止画とは異なり、本実施形態では、撮像素子駆動回路１２４において、撮像素子１０７の有効画素領域の一部の領域を読み出す駆動モードで撮像素子１０７を制御する。処理のタイミングは、図２のＡＦ蓄積２０４で示すように、ＡＦ評価値算出用読み出し領域算出処理の後に実行する。

次に、ステップＳ３０８では、撮像素子駆動回路１２４により、撮像素子１０７に蓄積された電荷から得られた画像信号をＡ／Ｄ変換して制御部１２１に送信する処理を開始する。つまり、ステップＳ３０７において設定した駆動モードに従って有効画素領域の一部の領域の画像信号を読み出す。処理のタイミングは、図２のＡＦ読出し２０５で示すように、ＡＦ評価値算出用読み出しのための蓄積処理の完了後に実行する。

次に、ステップＳ３０９では、制御部１２１に送信された画像信号を基にＡＦの評価値算出を実行して、次の撮影で被写体にフォーカスするためのレンズの駆動量を制御部１２１で算出する。処理のタイミングは、図２の駆動量算出２０６で示すように、ＡＦ評価値算出用読み出しの完了後に実行する。

次に、ステップＳ３１０では、制御部１２１で算出して出力した制御信号に基づくレンズの駆動量から、被写体に合焦する位置までレンズを駆動させる。つまり、フォーカス駆動回路１２６または絞りシャッタ駆動回路１２７、あるいはそれらを組み合わせて制御して、各アクチュエータ１１４、１１２を駆動させて、被写体に合焦する位置までレンズを駆動させる。なお、処理のタイミングは、図２のレンズ駆動２０７で示すように、駆動量算出の後に実行する。

次に、ステップＳ３１１では、操作スイッチ群１３２に含まれるレリーズスイッチ（ＳＷ２）がオンかオフかを判定する。ＳＷ２がオンである場合（ＮＯ）、ステップＳ３０１に戻って処理を進め、ステップＳ３１０で合焦したレンズ位置で連写撮影を続ける。一方、ＳＷ２がオフである場合（ＹＥＳ）、連写撮影を停止して撮影終了となる。処理のタイミングは、図２のレンズ駆動２０７の後にレリーズスイッチの判定をして、ＳＷ２がオンならば撮影開始されて静止画蓄積２０８の静止画蓄積処理、静止画読出し２０９の静止画読み出しと撮影処理を続けていく。

以上、本実施形態では、静止画読み出し途中から被写体検出処理を開始する。これにより検出処理と静止画読み出しとを並行させることで撮影間の処理時間をより短くすることができる。また、ＡＦ評価値算出用読み出しについては読み出す領域を被写***置に基づいた撮像素子の有効画素領域の一部としている。これにより、被写体の検出、追尾精度は保ったまま、読み出しに掛かる時間をより短くすることができる。従って、被写体の検出、追尾精度は保ちつつ、撮影間の処理時間とＡＦ評価値算出用読み出し時間を短縮することで、被写体追従しながらの連写撮影において連写速度をより速めることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による撮像装置によって行われる被写体追従ＡＦ連続撮影について、図４と図５を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る撮像装置における被写体追従ＡＦ連続撮影の際の動作のタイミングを示すタイミングチャートである。また、図５は、本実施形態に係る撮像装置における被写体追従ＡＦ連続撮影の際の動作を示すフローチャートである。

本実施形態は、第１実施形態による撮像装置によって行われる被写体追従ＡＦ連続撮影の処理に対して、被写体検出処理の内容が異なる。その他の処理については、第１実施形態による処理内容と同じ処理を行う。すなわち、図５のステップＳ５０１からステップＳ５０３では、図３のステップＳ３０１からステップＳ３０３と同じ処理を行い、図５のステップＳ５０９からステップＳ５１３では、図３のステップＳ３０７からステップＳ３１１と同じ処理を行う。加えて、タイミングチャート上の処理についても、図４の静止画蓄積４０１と静止画読出し４０２、静止画蓄積４０９と静止画読出し４１０は、図２の静止画蓄積２０１と静止画読出し２０２、静止画蓄積２０８と静止画読出し２０９と同じ処理を行っておる。また、図４のＡＦ蓄積４０５からレンズ駆動４０８もまた、図２のＡＦ蓄積２０４からレンズ駆動２０７と同じ処理を行う。なお、本実施形態では、第１実施形態による撮像装置によって行われる被写体追従ＡＦ連続撮影の処理と異なる被写体検出処理およびそのタイミングについて説明する。

まず、ステップＳ５０４において、図３のステップＳ３０４と同様に、被写体検出を開始する。ただし、本実施形態では、２通りの手段で被写体の検出を行う。１つの検出手段は、被写体の内容や個数等は判別しない精度の低い検出手段である。つまり、検出精度のパラメータを調節することで、後述のＡＦ開始時間までに、主被写体の位置とサイズの情報を検出結果として出力することを保証する検出速度優先の検出手段である。本実施形態では、入力した画像信号を基にした色情報から当該検出を行う。なお、本処理は、図４のモノ検出４０３のモノ検出処理に該当する。

もう１つの検出手段は、検出結果として被写体が顔か否かを判定して、その被写体の個数、それぞれの位置とサイズ、重要度の順位まで出力する、高精度な検出手段である。つまり、顔やその他の物体の個数が多いところを撮影する場合に検出処理が高負荷となり、検出結果を出力するまでに時間が掛かるような検出精度優先の検出手段である。図４の顔検出４０４ａ、４０４ｂの顔検出処理に該当する。なお、それぞれの検出を開始するタイミングについては、図４のモノ検出４０３、顔検出４０４ａ、顔検出４０４ｂに示すように、静止画の読み出しを実施している途中から、２つの検出処理を同時に開始する。

次に、ステップＳ５０５では、静止画読み出し処理と２つの被写体検出処理を並行して実行している。また、ＡＦ開始時間についても図３のステップステップＳ３０５と同様に、連写速度によって決まる次の撮影開始時間に対して、ＡＦ領域算出処理、ＡＦ蓄積、ＡＦ読み出し、ＡＦ評価値とレンズ駆動量の算出、レンズの駆動、これらが完了するように決める。

次に、ステップＳ５０６では、ステップＳ５０４で開始した２つの被写体検出処理において、ステップＳ５０５で示すＡＦ開始時間が経過した際に、検出精度優先の検出結果を出力できているか否かを判定する。判定するタイミングとしては、モノ検出４０３、顔検出４０４ａ、顔検出４０４ｂの検出処理を開始してからＡＦ開始時間に到達したところで開始する。検出精度優先の検出結果が出力できている場合（ＹＥＳ）、すなわちモノ検出４０３、顔検出４０４ｂで示すようにＡＦ開始時間までに２つの検出結果が出力できている状態にある場合は、ステップＳ５０７の処理を開始する。一方、検出速度優先の検出結果のみが出力できている場合（ＮＯ）、すなわちモノ検出４０３、顔検出４０４ｂで示すようにＡＦ開始時間までに検出速度優先の検出結果のみが出力できている状態にある場合は、ステップＳ５０８の処理を開始する。以下それぞれの処理を説明する。

ステップＳ５０７では、検出精度優先の検出結果を用いて、ＡＦ評価値算出用読み出し領域を算出する。検出結果が１つの物体であれば、その物体の位置を中心として読み出し領域を決定する。一方で複数の物体が検出された際は、最も順位の高い物体の位置を中心として読み出し領域を決定する。また、読み出し領域の決定に顔情報を用いる場合、サイズによって、瞳位置を中心に領域決定するか、顔自体の中心で領域決定するかを判別する。上記の通り決定した読み出し領域に対して読み出しを開始する。読み出しの際の撮像素子１０７の駆動制御としてはステップＳ３０６と同様に、有効画素領域を部分的に読み出す駆動方式で制御する。処理のタイミングとしては４０５に含めているが、ＡＦ開始時間のタイミングで実行する。

ステップＳ５０８では、検出速度優先の検出結果を用いて、ＡＦ評価値算出用読み出し領域を算出する。検出結果としては、物体１つの情報のみ出力されているので、その物体の位置を中心として読み出し領域を決定し、読み出しを開始する。読み出しの際の撮像素子１０７の駆動制御としては、図３のステップＳ３０６、ステップＳ５０７と同様に、有効画素領域を部分的に読み出す駆動方式で制御する。なお、処理のタイミングとしてはＡＦ蓄積４０５に含めているが、ＡＦ開始時間のタイミングで実行する。

以上、本実施形態によれば、第１実施形態に対して検出方法を２つに分けて同時に実施することで、検出速度優先の検出により連写速度を保証しながらも、被写体の検出、追尾も保証が可能となる。加えて、検出精度優先の検出がＡＦ開始時間に間に合う場合は、より精度の高い検出結果を用いることで追尾性能も向上できる。

（第３実施形態）
以下、図６及び図８を参照して、本実施形態に係る撮像装置について説明する。本実施形態に係る撮像装置は、被写体の状況に応じて適切なＡＦ読出しを行い得るものである。本実施形態に係る撮像装置の基本的な構成は、図１を用いて上述した第１実施形態による撮像装置と同様であるため、説明を省略する。

図６は、本実施形態に係る撮像装置における被写体追従ＡＦ連続撮影を示すフローチャートである。図６に示す各ステップは、本実施形態による撮像装置１００の制御部１２１によって行われる。まず、図６のステップＳ６０１からステップＳ６０８、ステップＳ６１３からステップＳ６１７までは、第２実施形態において上述した図５のステップＳ５０１からステップＳ５０８、ステップＳ５０９からステップＳ５１３までと同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ６０９では、ステップ６０１とステップＳ６０２で撮影した静止画において、ステップＳ６０７またはステップＳ６０８により決定したＡＦ読出し領域に相当する領域内の輝度を算出する。そして、予めメモリ１３４に記憶してある輝度閾値と比較して低輝度と判定した場合（ステップＳ６０９でＹＥＳ）、ステップＳ６１０へ移行する。一方、低輝度ではないと判定した場合（ステップＳ６０９でＮＯ）、ステップＳ６１１へ移行する。

ステップＳ６１０では、ステップＳ６０４で検出した顔・モノ検出結果から被写体の大きさと動きが、予めメモリ１３４に記憶してある大きさ閾値及び動き閾値と比較する。そして、被写体の大きさが小さくかつ動きが小さいと判定した（閾値以下）場合（ステップＳ６１０でＮＯ）、ステップＳ６１２へ移行する。一方、被写体の大きさが大きいかまたは動きが大きいと判定した（閾値以上）場合には（ステップＳ６１０でＹＥＳ）、ステップＳ６１１へ移行する。

次に、ステップＳ６１１では、撮像素子駆動回路１２４により、ＡＦ読出しのための撮像素子１０７の撮像動作をステップＳ６０７またはステップＳ６０８により決定したＡＦ読出し領域を含む範囲で間引きモードに設定する。一方、ステップＳ６１２では、撮像素子駆動回路１２４により、ＡＦ読出しのための撮像素子１０７の撮像動作をステップＳ６０７またはステップＳ６０８により決定したＡＦ読出し領域を含む範囲でクロップモードに設定する。クロップモードで設定する読み出し範囲は間引きモードより狭い。

ここで、ステップＳ６０９とステップＳ６１０における判定とＡＦ読出しモードの関係を、図８を用いて説明する。画像４１９のように静止画におけるＡＦ読み出し領域の輝度が低く、被写体の大きさと動きが小さい場合には、ＡＦ読出しモードをＡＦ４２０のように被写体部分に限定して読み出すクロップモードを設定する。一方、画像４１７のように静止画におけるＡＦ読み出し領域は低輝度ではなく、被写体の大きさが大きいか動きが大きい場合には、ＡＦ読出しモードをＡＦ４１８のように全画面ではないが被写体部分を含む広い範囲を一部読み出す間引きモードを設定する。

なお、本実施形態では、ステップＳ６０９及びステップＳ６１０で予めメモリ１３４に記憶してある輝度閾値、大きさ閾値、動き閾値は撮影前にユーザーが操作スイッチ群１３２により設定できる構成であってもよい。また、ステップＳ６１０で被写体の大きさと動きを判定してＡＦ読出しモードを決定するが、ステップＳ６０６で顔検出ありの場合は顔を被写体とし、顔検出なしの場合はモノを被写体として後の処理を行う。

以上、本実施形態によれば、被写体の輝度、大きさ、動きの判定結果に応じて、被写体の大きさと動きが小さい場合には狭い範囲のクロップモード読出しであり、その領域内の情報量を多く取得できる。そのため、被写体追従ＡＦ連続撮影の連写性能を損なうことなく、被写体の輝度が低い場合でもＡＦの低輝度性能を向上することが可能となる。

（第４実施形態）
以下、図９及び図１０を参照して、本実施形態に係る撮像装置について説明する。本実施形態に係る撮像装置は、被写体の状況に応じて適切なＡＦ読出しを行い得るものである。本実施形態に係る撮像装置の基本的な構成は、図１を用いて上述した第１実施形態による撮像装置と同様であるため、説明を省略する。図９及び図１０は、本実施形態に係る撮像装置における被写体追従ＡＦ連続撮影を示すフローチャートである。図９及び図１０に示す各ステップは、本実施形態に係る撮像装置１００の制御部１２１によって行われる。

なお、ステップＳ７０１からステップＳ７０７、ステップＳ７１２からステップＳ７１６までは、第２実施形態において上述した図５のステップＳ５０１からステップＳ５０７、ステップＳ５０９からステップＳ５１３までと同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ７０８では、画像処理回路１２５のモノ検出結果からＡＦ読出し領域を決定しステップＳ７１１へ移行する。次に、ステップＳ７０９では、ステップ７０１とステップＳ７０２で撮影した静止画において、ステップＳ７０７またはステップＳ７０８により決定したＡＦ読出し領域に相当する領域内の輝度を算出する。そして、予めメモリ１３４に記憶してある輝度閾値と比較する。その結果、低輝度と判定した場合（ステップＳ７０９においてＹＥＳ）、ステップＳ７１０へ移行する。一方、低輝度ではないと判定した場合（ステップＳ７０９においてＮＯ）、ステップＳ７１１へ移行する。

次に、ステップＳ７１０では、撮像素子駆動回路１２４により、ＡＦ読出しのための撮像素子１０７の撮像動作をステップＳ７０７またはステップＳ７０８により決定したＡＦ読出し領域を含む範囲でクロップモードに設定する。一方、ステップＳ７１１では、撮像素子駆動回路１２４により、ＡＦ読出しのための撮像素子１０７の撮像動作をステップＳ７０７またはステップＳ７０８により決定したＡＦ読出し領域を含む範囲で間引きモードに設定する。なお、クロップモードで設定する読み出し範囲は間引きモードより狭い。また、被写体検出でモノ検出しかできていない場合は、画像処理回路１２５における被写体追従性能が顔検出した場合に比べて劣るため、ＡＦで対象を見つけるために広い範囲の情報を必要とする。

以上、本実施形態によれば、モノ検出しかできていない場合はより広い範囲の読出しである間引きモードによりＡＦ対象を見失いにくくなるため被写体追従ＡＦ連続撮影のＡＦ連続性を保つことが可能となる。

（第５実施形態）
以下、図１１及び図１２を参照して、本実施形態に係る撮像装置について説明する。本実施形態に係る撮像装置は、被写体の状況に応じて適切なＡＦ読出しを行い得るものである。本実施形態に係る撮像装置の基本的な構成は、図１を用いて上述した第１実施形態に係る撮像装置と同様であるため、説明を省略する。
図９は、本実施形態に係る撮像装置における被写体追従ＡＦ連続撮影を示すフローチャートである。図１１及び図１２に示す各ステップは、本実施形態に係る撮像装置１００の制御部１２１によって行われる。

なお、ステップＳ８０１からステップＳ８１２、ステップＳ８１４からステップＳ８１８までは、第３実施形態の図６及び図７のステップＳ６０１からステップＳ６１２、ステップＳ６１３からステップＳ６１７までと同様であるため、説明を省略する。

次に、ステップＳ８１３では、ステップＳ８１４のＡＦ蓄積の時間と、ステップＳ８１５のＡＦ読出しの時間を算出する。被写体追従ＡＦ連続撮影のＡＦ精度を保持するため図８においてＡＦ蓄積４１３とＡＦ読出し４１４は、次の撮影開始までの所定の時間内に処理を終える必要がある。なお、ＡＦ蓄積とＡＦ読出しの総処理時間は一定であるが、ステップＳ８１１またはステップＳ８１２で設定したＡＦ読出し領域とモードに応じてＡＦ読出し時間が変化する。被写体領域が低輝度の場合にはＡＦ読出し時間が短い際は総処理時間の内のＡＦ蓄積時間を延ばし、低輝度ではない場合にはＡＦ蓄積時間を静止画と同一の値またはＡＦに適した値とする。

以上、本実施形態によれば、ＡＦ読出し領域と読出しモードに応じてＡＦ読出し時間を算出し、被写体領域が低輝度の場合にはＡＦ蓄積時間を延ばすことでＡＦ画像の輝度を上げることができ、より精度の高いＡＦ処理が可能となる。

また、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１００ 撮像装置
１０７ 撮像素子
１２１ 制御部

Claims (10)

1. 撮影開始命令を受けて撮像素子から信号を読み出す読み出し手段と、
   前記読み出し手段が読み出した前記信号から被写体を検出する検出手段と、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記信号を読み出す領域を決定する決定手段と、
   前記決定手段で決定した領域の前記信号に基づいて焦点検出結果を取得する取得手段と、
   前記焦点検出結果からレンズを駆動するための駆動量を算出して、当該レンズを駆動させる制御信号を出力する制御手段と、
   を備え、
   前記検出手段は、前記読み出し手段による前記信号の読み出しが完了する前に、前記読み出しを終えた信号から前記被写体の検出を開始する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記読み出し手段による前記信号の読み出しと、前記検出手段による前記被写体の検出は並行して行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記検出手段は、
   検出速度を優先して前記被写体を検出する第１の検出手段と、
   検出精度を優先して前記被写体を検出する第２の検出手段と、
   を有し、
   前記第１の検出手段と前記第２の検出手段は、並行して前記被写体を検出し、
   前記決定手段は、前記第２の検出手段の検出結果に応じて前記領域を決定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記決定手段は、前記第２の検出手段による前記被写体の検出結果が出力された場合、前記第２の検出手段による検出結果に基づいて前記領域を決定し、前記第２の検出手段による検出結果が出力されていない場合、前記第１の検出手段による検出結果に基づいて前記領域を決定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記被写体の輝度を判定する第１の判定手段と、
   前記被写体の大きさ及び動きを判定する第２の判定手段と、
   をさらに備え、
   前記決定手段は、前記第１及び第２の判定手段の判定結果に応じて、前記第２の検出手段の検出結果より決定した領域に基づく間引きモードを決定する
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
6. 前記間引きモードは第１のモードと第２のモードを含み、
   前記決定手段は、前記第１の判定手段が前記輝度が所定の輝度閾値よりも高いと判定した場合、または前記第１の判定手段が前記輝度が前記所定の輝度閾値よりも低く、かつ前記第２の判定手段が前記被写体の大きさ及び動きが所定の閾値以上であると判定した場合、前記第１のモードに決定し、
   前記決定手段は、前記第１の判定手段が前記輝度が前記所定の輝度閾値よりも低く、かつ前記第２の判定手段が前記被写体の大きさ及び動きが所定の閾値以下であると判定した場合、前記第２のモードに決定する
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第１のモードは、前記決定した領域を含む範囲で間引きをするモードであり、
   前記第２のモードは、前記決定した領域を含む範囲であって、かつ前記第１のモードにおける範囲よりも狭い範囲で間引きをしないモードである
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記決定手段は、前記決定手段が前記第１の検出手段による検出結果に基づいて前記領域を決定した場合、または前記決定手段が前記第２の検出手段による検出結果に基づいて前記領域を決定し、かつ前記第１の判定手段が前記輝度が所定の輝度閾値よりも高いと判定した場合、前記第１のモードに決定し、
   前記決定手段は、前記決定手段が前記第２の検出手段による検出結果に基づいて前記領域を決定し、かつ前記第１の判定手段が前記輝度が所定の輝度閾値よりも低いと判定した場合、前記第２のモードに決定する
   ことを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
9. 前記取得手段が焦点検出結果を取得する時間を算出する算出手段
   をさらに備え、
   前記算出手段は、前記間引きモードに応じて前記時間を算出する
   ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 撮像装置の制御方法であって、
    撮影開始命令を受けて撮像素子から信号を読み出す読み出し工程と、
    前記読み出し工程で読み出した前記信号から被写体を検出する検出工程と、
    前記検出工程における検出結果に基づいて前記信号を読み出す領域を決定する決定工程と、
    前記決定工程で決定した領域の前記信号に基づいて焦点検出結果を取得する取得工程と、
    前記焦点検出結果からレンズを駆動するための駆動量を算出して、当該レンズを駆動させる制御信号を出力する制御工程と、
    を有し、
    前記検出工程では、前記読み出し工程での前記信号の読み出しが完了する前に、前記読み出しを終えた信号から前記被写体の検出を開始する
    ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
    

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