JP4173457B2 - 撮影装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮影装置及びその制御方法に関するものである。

ＣＣＤイメージセンサ等のイメージセンサで被写体を撮影するデジタルカメラが広く普及している。デジタルカメラは、イメージセンサで動画撮影を行い、その動画をビューファインダとしてのＬＣＤ（液晶ディスプレイ）にスルー画として表示し、レリーズボタンの押圧に応答して静止画の撮影を行い、得られる画像データをメモリカード等の記録媒体に記録する。また、デジタルカメラには、動画の画像データを記録するようにしたものもある。

このようなデジタルカメラでは、一般に動画の記録・再生に合わせて、１秒間に３０フレーム、すなわちフレームレート（撮影周期）を３０Ｈｚとしてイメージセンサでの露光・読出しを行っている。また、日本国内には商用電源の周波数が６０Ｈｚと５０Ｈｚとがある。この商用電源を用いて蛍光灯を点灯した場合、６０Ｈｚの商用電源では１秒間に１２０回、５０Ｈｚの商用電源では１秒間に１００回の点滅をする。このような周期的に点滅する蛍光灯下でデジタルカメラで撮影を行った場合、商用電源が５０Ｈｚの場合には、イメージセンサのフレームレートと蛍光灯の点滅周期とが公倍数の関係にならないため、撮影毎の明るさが変化し、撮影された明るさが変化するいわゆるフリッカが発生する。

上記のようなフリッカの発生を防止するために、デジタルカメラでは、光源が蛍光灯となるような低輝度の被写体を動画撮影する場合では、絞りを調節することで適正露出が得られるようにして、イメージセンサの電荷蓄積時間、すなわち電子シャッタのシャッタ速度（以下、電子シャッタ速度という）を１／５０秒または１／１００秒を可能な限り用い、５０Ｈｚの商用電源で点灯されている蛍光灯下でもフリッカが発生しないようにしている。

また、デジタルカメラは、レリーズボタンが押圧操作されていないときには、前述のようにイメージセンサで動画撮影を行い、撮影中の被写体画像をＬＣＤにスルー画として表示する。撮影者は、そのスルー画を観察してフレーミングを決定してから、レリーズボタンを押圧して撮影を行う。この操作でレリーズボタンが半押しとなると、静止画を撮影するための撮影絞りや電子シャッタ速度を決めるためのＡＥ処理や、その時点の被写体画像に撮影レンズのピント位置合わせを行うためのＡＦ処理を行う。ＡＥ処理，ＡＦ処理が完了すると、再びイメージセンサで動画撮影を行い、ＬＣＤにスルー画を表示する。

レリーズボタンが全押しとされると、その時点で撮影されていた１フレーム分の被写体画像を静止画として表示するフリーズ設定を行ってから、先にＡＥ処理で決定された絞りへの絞り切り替え動作を行い、続いてイメージセンサを静止画撮影用のタイミング及び電子シャッタ速度で駆動するための設定やメカニカルシャッタ装置の作動タイミングの設定をタイミングジェネレータに行う準備動作が行われる。そして、この準備動作の完了後に静止画撮影のための露光がイメージセンサで行われる。

また、デジタルカメラでは、レリーズボタンが全押しとされた際に、イメージセンサを駆動する各種駆動信号を出力するタイミングジェネレータに動作タイミングの基準となる垂直同期信号の周波数を高くする設定を行うものもある。タイミングジェネレータは、それに設定されたイメージセンサなどの駆動タイミングを決めるパラメータが設定（ロード）されると、その設定完了後の垂直同期信号の発生時点でパラメータ内容有効にし、設定完了後のフレーム期間からパラメータに基づいてイメージセンサ等を駆動する。このため、上記のように垂直同期信号の周波数を高くすることで、設定完了後の遅延を小さくして静止画の露光をイメージセンサで行うようにしている。

上記のようにレリーズボタンの全押しに応答して、各種の処理が行われるため、デジタルカメラでは、レリーズタイムラグが大きいという問題があった。レリーズタイムラグを小さくする技術として、１フレームの静止画を撮影を行う際に露光開始の始めに電子シャッタパルスを与え、その後に電荷の蓄積を行うところを、外部からのトリガ信号に同期して電荷の蓄積を開始させるようにタイミングジェンレータでイメージセンサの駆動を制御するものが特許文献１によって知られている。

特開平２−１８５１７３号公報

レリーズタイムラグを大きくする要因としてレリーズボタンが全押しとなった時点で絞り切り替えの動作がある。このためレリーズボタンを全押しとなる前に、静止画撮影用の絞りを用いて動画撮影を行うと、被写体輝度の変化に応じてシャッタ速度を変化させなくてはならず、フリッカの発生を防止できる前述のような電子シャッタ速度を維持することができなくなってしまうという問題が発生する。

また、レリーズタイムラグを改善する点で特許文献１に記載された手法は有効であるが、特別なタイミングジェネレータが必要であり、一般的なタイミングジェネレータでは実現困難であった。

さらに、これまでのデジタルカメラでは、タイミングジェネレータへの設定内容の有効化が垂直同期信号に同期するため、この同期に起因して実際の静止画の露光となるまでに遅延が発生する。上記のように垂直同期信号の周波数を高める設定を行うことで、レリーズタイムラグの要因の１つであるその遅延を低減することもできるが、設定可能な垂直同期信号の周波数にも限界があり、十分な効果が得られなかった。

本発明は、上記問題点を考慮してなされたもので、特別なタイミングジェネレータを用いずに、効果的にタイムラグを低減することができる撮影装置及びその制御方法を提供するものである。

上記目的を達成するために、請求項１記載の撮影装置では、レリーズボタンの押圧解除状態では、フリッカの発生を防止する電子シャッタ速度が低輝度域で用いられる第１のプログラム線図に基づいて、被写体輝度に対して決まる電子シャッタ速度，絞り及び撮影感度を設定し、レリーズボタンの半押し維持状態では、前記レリーズボタンの半押し操作に応答して決定される静止画撮影用の絞りに設定し、絞り優先式の第２のプログラム線図に前記静止画撮影用の絞りを適用し、被写体輝度に対して決まる電子シャッタ速度及び撮影感度を設定する露出制御手段と、イメージセンサの撮影フレームレートとして、前記押圧解除状態では、第１のフレームレートを設定し、前記半押し維持状態では、フリッカの発生を防止する第２のフレームレートを設定するフレームレート設定手段とを備えたものである。

請求項２記載の撮影装置では、第２のプログラム線図が対応する被写体輝度の低輝度限界を第１のプログラム線図の低輝度限界と一致させたものである。

請求項３記載の撮影装置では、設定される内容に基づいてイメージセンサを駆動するとともに、イメージセンサの駆動に同期した垂直同期信号を発生するタイミングジェネレータと、垂直同期信号に対するレリーズボタンの全押しのタイミングに基づいて、前記タイミングジェネレータに対する静止画撮影用の設定タイミングをレリーズボタンの全押し直後とレリーズボタンの全押しの次の垂直同期信号の発生時点とのいずれかとするタイミング制御手段を備えたものである。

請求項４記載の撮影装置の制御方法では、レリーズボタンの押圧解除状態では、フリッカの発生を防止する電子シャッタ速度が低輝度域で用いられる第１のプログラム線図に基づいて、被写体輝度に対して決まるイメージセンサの電子シャッタ速度，絞り及び撮影感度を設定して動画撮影を行い、レリーズボタンの半押し維持状態では、レリーズボタンの半押し操作に応答して決定される静止画撮影用の絞りと、この静止画撮影用の絞りを絞り優先式の第２のプログラム線図に適用し、被写体輝度に対して決まる電子シャッタ速度及び撮影感度と、フリッカの発生を防止するフレームレートとを用いて動画撮影を行うものである。

本発明によれば、レリーズボタンの半押し維持状態では、静止画撮影用の絞りと、絞り優先式の第２のプログラム線図に静止画撮影用の絞りを適用して決定される被写体輝度に対する電子シャッタ速度及び撮影感度と、フリッカの発生を防止する第２のフレームレートとを用いて動画撮影を行うから、レリーズボタンの全押しに応答して絞りを切り替えない分だけレリーズタイムラグが低減されるとともに、レリーズボタンの半押し維持状態においてシャッタ速度を変化させてもフリッカが発生することはなく、露出の調節が比較的に自由に行うことができる。

本発明を実施したデジタルカメラの正面を図１に、背面を図２にそれぞれ示す。デジタルカメラのカメラ本体２の前面には、ズームタイプの撮影レンズ３，レリーズボタン４，ストロボ発光部５が、また背面には、各種操作ボタン７ａ，カーソルキー７ｂからなる操作部７と、ＬＣＤ９とが設けられている。

レリーズボタン４は、半押しと、この半押しからさらに押し込んだ全押しとに押圧操作可能となっている。撮影モード下でレリーズボタン４を押圧操作していないときには、撮影レンズ３の奧に配されたＣＣＤイメージセンサ１０（図３参照）によって、被写体画像の動画撮影が行われ、その撮影された被写体画像がいわゆるスルー画としてＬＣＤ９に表示される。

レリーズボタン４が半押しとなると、静止画撮影用のシャッタ速度，撮影絞り，撮影感度を決定するＡＥ処理，被写体に撮影レンズ３のピントを合致させるＡＦ処理、撮影絞りへの絞り切替処理、ＣＣＤイメージセンサ１０の露光モードを変更する処理等からなる第１準備処理が行われる。レリーズボタン４の半押しを維持している間では、レリーズボタン４を押圧操作していないときと同様に、動画撮影が行われ、スルー画がＬＣＤ９に表示される。

レリーズボタン４が全押しされると、先に半押しに応答して決定された静止画撮影用のシャッタ速度，撮影感度を設定するための設定処理，ＣＣＤイメージセンサ１０の動作を静止画撮影用の露光モードに変更する処理等からなる第２準備処理を行った後に、ＣＣＤイメージセンサによる静止画露光が行われる。この静止画露光で得られる静止画は、画像データに変換されて着脱自在にされたメモリカード１１（図３参照）に記録される。

ストロボ発光部５は、主要被写体の被写体輝度が所定レベル以下のときに、静止画撮影の際にストロボ光を被写体に向けて照射する。操作部７を操作することにより、電源のオン・オフ，撮影モードと再生モードの選択，撮影モード下での静止画を記録する静止画撮影モードと動画を記録する動画撮影モードの選択，撮影レンズ３のズーミング，再生画像の選択等を行うことができる。ＬＣＤ９は、前述のようにスルー画の表示を行う電子ビューファインダとして機能するとともに、画像の再生等に使用される。

図３に上記デジタルカメラの構成を示す。操作部７は、それを構成する操作ボタン７ａ，カーソルキー７ｂの操作に応じた操作信号をＣＰＵ１５に送る。スイッチ部１６は、レリーズボタン４の押圧に連動してオン・オフするレリーズスイッチＳ１，レリーズスイッチＳ２からなる。レリーズスイッチＳ１は、レリーズボタン４が半押しとされるとオンとなり、レリーズスイッチＳ２はレリーズボタン４が全押しとされるとオンとなる。レリーズスイッチＳ１，Ｓ２のオン・オフはＣＰＵ１５に送られる。このレリーズスイッチＳ２のオンが静止画を撮影するためのレリーズ信号となる。

ＣＰＵ１５は、操作部７，スイッチ部１６からの各種信号に基づいて各部を制御する。ＣＰＵ１５には、ＲＯＭ１５ａ，ＲＡＭ１５ｂが接続されている。ＲＯＭ１５ａには、各種シーケンスを実行するためのプログラムやシャッタ速度，絞り、撮影感度（ゲイン）の組み合せを決定するための各種プログラム線図に相当するプログラム等が書き込まれており、このプログラムにしたがってＣＰＵ１５は各部を制御する。ＲＡＭ１５ｂは、撮影シーケンスなどを実行する際に必要なデータを一時的に記憶するワークメモリとして利用される。

撮影レンズ３には、ズーム機構２１，フォーカス機構２２，絞り装置２３，メカニカルシャッタ装置２４が組み込まれている。ズーム機構２１は、操作部７のズーム操作に応答して、撮影レンズ３を構成するレンズを移動することでズーミングを行う。フォーカス機構２２は、フォーカスレンズ２２ａを移動することでピント合せを行う。このフォーカス機構２２によるピント合せは、撮影モード下でレリーズボタン４の押圧を解除しているときには被写体距離の変化に追従するように常に行われ、レリーズボタン４が半押しされると、その半押し時点の被写体にピントが合致した位置で固定される。

絞り装置２３は、絞り（絞り開口径）を調節することで、ＣＣＤイメージセンサ１０に入射する被写体光の光強度を調節する。この絞り装置２３は、レリーズボタン４の押圧を解除しているときの動画撮影時では、被写体輝度の変化に応じて絞りが調節される。また、レリーズボタン４を半押しとした時点で、その半押しに応答して行われるＡＥ処理で決定された静止画撮影用の撮影絞りに設定され、この撮影絞りがレリーズボタン４の半押しが維持されている間の動画撮影に用いられる。

上記ズーム機構２１，フォーカス機構２２，絞り装置２３は、対応するドライバ２５〜２７を介してＣＰＵ１５によって駆動が制御される。

メカニカルシャッタ装置２４は、通常はシャッタ羽根を開いた開き状態とされており、ＣＣＤイメージセンサ１０の静止画露光の完了時にシャッタ羽根を閉じた閉じ状態とされてＣＣＤイメージセンサ１０への被写体光の入射を阻止し、スメアの発生を防止する。このメカニカルシャッタ装置２４は、ドライバ２８を介してタイミングジェネレータ３０に接続されており、このタイミングジェネレータ３０からのメカシャッタ駆動信号により作動される。

なお、この例においては、メカニカルシャッタ装置２４とＣＣＤイメージセンサ１０の電子シャッタ機能を併用して、静止画露光時の実質的なシャッタ速度（露光時間）を制御しているが、メカニカルシャッタ装置２４を省略した構成とすることもできる。

撮影レンズ３の背後には、ＣＣＤイメージセンサ１０が配されており、撮影レンズ３を透過した被写体光がＣＣＤイメージセンサ１０の受光面に入射する。ＣＣＤイメージセンサ１０は、タイミングジェネレータ３０からの各種駆動信号により駆動され、撮影した被写体像をアナログの撮影信号として出力する。

このＣＣＤイメージセンサ１０は、タイミングジェネレータ３０からの電子シャッタパルスが入力されることにより、それまでに蓄積した電荷を掃き出して消去することで、実質的な電荷蓄積時間を調節する電子シャッタ機能を有しており、電子シャッタパルスの入力期間を調節することで電子シャッタのシャッタ速度（以下、電子シャッタ速度という）が調節される。なお、この例では、１フレームを撮影するためのフレーム期間の最初から電子シャッタパルスが入力され、フレーム期間の残りが所望とする電子シャッタ速度の時間となったときに電子シャッタパルスの入力が停止される。

ＣＣＤイメージセンサ１０は、レリーズボタン４を押圧していないときには第１動画露光モードで駆動され、レリーズボタン４が半押しに維持されているときには第２動画露光モードで駆動される。また、静止画撮影時には、静止画露光モードで駆動される。

第１動画露光モードは、フレーム期間毎に１フレーム分の被写体画像の露光を行うとともに、その露光中に前回のフレーム期間に蓄積された電荷を読み出して撮影信号として出力する。この第１動画露光モードは、一般的な動画の再生及び動画を記録する際のフレームレートに対応させて、ＣＣＤイメージセンサ１０の撮影フレームレートを３０Ｈｚ（３０フレーム／秒）として動画撮影を行う。第１動画露光モードは、動画撮影モード下での動画撮影にも用いられる。

第２動画露光モードは、第１動画露光モードと同様に、フレーム期間毎に１フレーム分の被写体画像の露光を行うとともに、その露光中に前回のフレーム期間での露光の撮影信号を出力する。この第２動画露光モードは、レリーズボタン４の半押しが維持されている間の動画撮影に用いられる。第２動画露光モードの撮影フレームレートは２０Ｈｚ（２０フレーム／秒）とされており、この撮影フレームレートによって商業電源で駆動される蛍光灯の点滅に起因するフリッカの発生を防止し、電子シャッタ速度が制限されないようにするとともに、電子シャッタ速度の最低速度を１／２０秒まで低速化できるようにして、レリーズボタン４の半押しが維持されている間の撮影絞りの使用を可能にしている。

静止画露光モードは、レリーズボタン４の全押しに応答して静止画の露光・記録を行うためのモードである。この静止画露光モードでは、１フレーム分の静止画露光を行ってから露光動作を停止させ、その後に静止画露光で蓄積された電荷を読み出して撮影信号として出力する動作を行うモードである。

なお、第１，第２動画露光モードでは、ＣＣＤイメージセンサ１０から電荷を読み出す際に、ＣＣＤイメージセンサ１０内で複数の画素、例えば４画素分の電荷を合算する画素混合を行って６４０×４８０画素に変換し、高速な読出しを行っている。

ＣＰＵ１５は、タイミングジェネレータ３０との間でシリアル通信を行い、各種のパラメータを設定（ロード）する。例えばＣＣＤイメージセンサ１０の撮影フレームレートのパラメータ，電子シャッタ速度のパラメータ，動画撮影または静止画撮影のいずれかで作動させるかを指定するパラメータ，メカニカルシャッタ装置２４の動作に関わるパラメータ等がある。

ＣＣＤイメージセンサ１０を第１動画露光モードで駆動する場合には、動画撮影を指定するパラメータ，撮影フレームレートとして３０Ｈｚを指定するパラメータ，メカニカルシャッタ装置２４を開き状態としておくためのパラメータ，及び電子シャッタ速度のパラメータがそれぞれ設定される。第２動画露光モードで駆動する場合には、第１動画露光モードと同様であるが、撮影フレームレートとして２０Ｈｚを指定するパラメータが設定される。これらの各動画露光モードにおける電子シャッタ速度のパラメータは、被写体輝度の変化にしたがって変更される。

静止画露光モードで駆動する場合には、静止画撮影を指定するパラメータ，静止画露光を行う撮影フレームレートを指定するパラメータ，メカニカルシャッタ装置２４をフレーム期間中の所定のタイミングで閉じ状態にするためのパラメータ，電子シャッタ速度のパラメータがそれぞれ設定される。静止画撮影を指定することにより、撮影フレームレートで設定されている１周期（１／２０秒）のフレーム期間に静止画露光のための駆動信号を出力して静止画露光を行うようにされるとともに、そのフレーム期間の後に電荷を読み出して撮影信号を出力するように設定される。

タイミングジェネレータ３０は、撮影フレームレートと同じ周期で動作タイミングの基準となるパルス状に信号レベルが下がる撮影垂直同期信号ＶＩを発生する。この撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がりから次の立ち下がりまでが１フレーム期間となる。この撮影垂直同期信号ＶＩはＣＰＵ１５に送られる。また、タイミングジェネレータ３０は、各種パラメータがＣＰＵ１５から設定されると、その設定が完了後の撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がり、すなわち次のフレーム期間の開始時点で、設定されたパラメータを有効化して、そのパラメータに応じた信号を出力するものが用いられている。なお、内部的な撮影垂直同期信号ＶＩに相当するタイミングで設定されたパラメータを有効化するので、設定されたパラメータを有効化するために撮影垂直同期信号ＶＩが外部に出力されている必要はない。

ＣＰＵ１５は、レリーズスイッチＳ２がオンとなった際には、撮影垂直同期信号ＶＩに対するレリーズスイッチＳ２のオンのタイミングに基づいて、静止画撮影のためのパラメータをタイミングジェネレータ３０に設定するタイミングを、レリーズスイッチＳ２がオンとなった直後とするか、レリーズスイッチＳ２がオンとなった次のフレーム期間の開始時に行うかを判断する。このようにすることで、レリーズスイッチＳ２のオンに応答して、レリーズスイッチＳ２のオンの次のフレーム期間中に静止画露光が行われるようにしてレリーズタイムラグを小さくするが、パラメータの設定が不完全なまま次のフレーム期間となって静止画露光が適正に行われなくなることを防止している。

この例では、撮影垂直同期信号ＶＩの立ち上がりからの時間Ｔａによっていずれのタイミングでパラメータを設定するかを決定しており、時間Ｔａを３５ｍ秒としている。なお、時間Ｔａは、撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がりからの時間でもよく、その時間Ｔａを適宜に変更することもできる。また、このようなパラメータの設定をレリーズスイッチＳ２のオンのタイミングに応じて変化させる手法は、この手法だけでも利用することができ、レリーズタイムラグを低減する効果がある。

ＣＣＤイメージセンサ１０からの撮影信号は、アナログ信号処理部３１に送られる。アナログ信号処理部３１は、ＣＤＳ回路３１ａ，ＡＭＰ回路３１ｂ，Ａ／Ｄ変換器３１ｃから構成されており、タイミングジェネレータ３０からの同期パルスが入力されることで、ＣＣＤイメージセンサ１０の電荷読み出し動作と同期して作動する。

ＣＤＳ回路３１ａは、相関二重サンプリングを行うことによって撮影信号からノイズの除去を行なう。ＡＭＰ回路３１ｂはＣＰＵ１５によって設定される撮影感度に応じたゲインで撮影信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器３１ｃは、ＡＭＰ回路３１ｂからの撮影信号をデジタル変換して画像データとして出力する。

Ａ／Ｄ変換器３１ｃからの画像データは、画像入力コントローラ３２に送られる。画像入力コントローラ３２は、バス３３への画像データの入力を制御する。バス３３には、ＣＰＵ１５，画像処理部３４，圧縮処理部３５，ＡＦ検出部３６，ＡＥ／ＡＷＢ検出部３７，メディアコントローラ３８，内部メモリ３９，ＬＣＤドライバ４０，タイマ４１が接続されており、これら各部はバス３３を介してＣＰＵ１５に制御されるとともに、相互間でデータの授受が可能になっている。

画像処理部３４は、画像データに対して、γ補正，ホワイトバランス補正等の画像処理を行う。圧縮処理部３５は、画像データをメモリカード１１に記録するためのデータ圧縮を行う。また、この圧縮処理部３５は、再生モード下でメモリカード１１から読み出した圧縮された画像データの伸長を行う。

ＡＦ検出部３６は、撮影レンズ３のピント合せのために、画像入力コントローラ３２から出力される画像データを用いて撮影中の画像のコントラストを検出し、そのコントラスト情報をＣＰＵ１５に送る。ＣＰＵ１５は、コントラスト情報を参照し、撮影中の画像のコントラストが最大となるように、ドライバ２６を介してフォーカス機構２２を駆動する。

ＡＥ／ＡＷＢ検出部３７は、画像入力コントローラ３２からの画像データに基づいて、撮影中の被写体画像の被写体輝度の検出と、光源の種類の検出を行い、それらの被写体輝度情報，光源情報をＣＰＵ１５に送る。ＣＰＵ１５は、光源情報に基づいて、画像処理部３４のホワイトバランスのパラメータを設定する。

また、ＣＰＵ１５は、被写体輝度情報に基づいて適正となる絞り，シャッタ速度，撮影感度を決定する。これら絞り，シャッタ速度，撮影感度の決定のためのプログラム（線図）としては、第１動画露光モード用の第１動画用プログラムと、第２動画露光モード用の第２動画用プログラムと、静止画露光モード用の静止画用プログラムとが予め用意されている。

第１動画露光モードでＣＣＤイメージセンサ１０を駆動する場合には、ＣＰＵ１５は、第１動画用プログラムに従い、被写体輝度情報に基づいて適正露出となる電子シャッタ速度と、絞りと、撮影感度とを決定し、対応する各部に設定する。この場合には、ＣＰＵ１５は、被写体輝度が変化する毎に、電子シャッタ速度，絞り，撮影感度を決定して再設定する。

レリーズボタン４の半押しに応答して行われる第１準備処理のＡＥ処理では、静止画用プログラムに従い、被写体輝度情報に基づいて適正露出となる電子シャッタ速度，撮影絞り，撮影感度が決定される。これら決定された電子シャッタ速度，撮影絞り，撮影感度のうちの撮影絞りは、前述のように第１準備処理において絞り装置２３に設定される。また、電子シャッタ速度，撮影感度は、レリーズボタン４が半押しとされている間はＣＰＵ１５に保持されており、レリーズボタン４の全押しに応答して行われる第２準備処理で設定される。

なお、静止画露光の際には、フレーム期間の開始から一定の時間が経過した時点で閉じ状態とされるメカニカルシャッタ装置２４が併用されるため、メカニカルシャッタ装置２４のシャッタ効率を考慮した電子シャッタ速度が決定される。

第２動画露光モードでＣＣＤイメージセンサ１０を駆動する場合には、上記のようにＡＥ処理で決定された静止画露光用の撮影絞りを、絞り優先式のプログラム線図である第２動画用プログラムに適用して、撮影絞りの下で、被写体輝度に対して適正露出となる電子シャッタ速度及び撮影感度が設定される。

メディアコントローラ３８は、メモリカード１１のデータの書き込み及び読み出しを制御する。画像データは、画像処理部３４，圧縮処理部３５での処理が施されてから、メディアコントローラ３８に送られて、メモリカード１１に書き込まれる。また、再生時には、メディアコントローラ３８によってメモリカード１１に記録されている画像データが読み出され、圧縮処理部３５に送られ画像データの伸長が行われた後に、内部メモリ３９に送られる。

内部メモリ３９は、例えば高速な読み出しと書き込みが可能なＳＤＲＡＭが用いられており、ＬＣＤ９に表示すべき画像データ、静止画撮影で記録すべき画像データ，動画撮影モード下で得られる記録すべき画像データが書き込まれる。第１，第２動画露光モード時では、それぞれの撮影フレームレートで画像データが順次に入力される。

ＬＣＤドライバ４０は、内部メモリ３９から画像データを読み出し、その画像データに基づいてＬＣＤ９を駆動する。これにより、ＬＣＤ９には、ＣＣＤイメージセンサ１０で撮影中の被写体画像やメモリカード１１から読み出された画像が表示される。このＬＣＤドライバ４０は、６０Ｈｚの再生フレームレートでＬＣＤ９を駆動する。

上記のように第１，第２動画露光モード時に、内部メモリ３９に画像データが入力される撮影フレームレートと、ＬＣＤドライバ４０による再生フレームレートとは異なっている。これらのフレームレートの差を吸収するために、第１，第２動画露光モード時では、図４に一例を示すように、それぞれ１フレーム分（６４０×４８０画素）の画像データを記憶可能なメモリエリアＡ〜Ｃが内部メモリ３９に仮想的に設けられ、画像データの書き込みでは、メモリエリアＡ〜Ｃが１フレーム毎に切り替えられる。

他方、ＬＣＤドライバ４０の画像データの読み出しでは、画像データが書き込みが完了しているメモリエリアを複数回続けて読み出した後に、読み出すメモリエリアが切り替えられる。第１動画露光モード時では、同じメモリエリアから画像データを２回ずつ読出し、第２動画露光モード時では、同じメモリエリアから画像データを３回ずつ読出す。

このように内部メモリ３９に対する画像データの書き込みと再生用の読み出しを非同期で行うことによって、再生フレームレートと異なる撮影フレームレートの第１，第２動画露光モードのいずれでも適切にスルー画をＬＣＤ９に表示する。

タイマ４１は、撮影垂直同期信号ＶＩの立ち上がりからの経過時間を測定する。ＣＰＵ１５は、このタイマ４１に計時される経過時間に基づいて、静止画撮影のための各パラメータをタイミングジェネレータ３０に設定するタイミングを決める。

第１動画用プログラムのプログラム線図を図５に示す。図５（ａ）は、被写体輝度ＥＶと電子シャッタ速度ＴＶとの関係を示している。図５（ｂ）は、被写体輝度ＥＶと予め決められた基準撮影感度に対する感度増加量ΔＳＶとの関係を示しており、図５（ｃ）は、被写体輝度ＥＶと絞りＡＶとの関係を示している。

第１動画用プログラムでは、被写体輝度が高輝度域（ＥＶ１２．６以上）の場合には、感度増加量ΔＳＶを「０」として基準撮影感度を用い、また絞りを最小絞りのＡＶ６（Ｆ８）に維持したまま、被写体輝度に応じて電子シャッタ速度を増減する。

被写体輝度がＥＶ１２．６以下となる場合には、電子シャッタ速度としては、３０Ｈｚの撮影フレームレート下でフリッカを防止するために、ＴＶ６．６（１／１００秒）またはＴＶ５．６（ 1／５０秒）を用い、被写体輝度に応じて絞り及び撮影感度の増減を行い、ＥＶ７．６の被写体輝度（低輝度限界）にまで適正露出が得られるように制御される。

撮影感度は、基準撮影感度から１段高い（ΔＳＶ＝１）の範囲で連続的に、また絞りは、ＡＶ６（Ｆ８）からＡＶ３（Ｆ２．８）の範囲で１段ずつ４段階に調節される。また、被写体輝度がＥＶ１２．６以下の場合では、被写体輝度の変化に対して、絞りの変更よりも電子シャッタ速度の変更が優先的行われ、電子シャッタ速度の変更よりも撮影感度の変更が優先的に行われるようにすることで、被写体輝度の変化に応じて絞りが頻繁に切り替わる、いわゆるハンチングが発生しないようにされている。

具体的には、電子シャッタ速度がＴＶ６．６（１／００秒）のときに被写体輝度が低く適正露出が得られない場合では、絞りと電子シャッタ速度とを変化させずに撮影感度を増大させて対応し、感度増加量ΔＳＶが「１」よりも大きくなる場合には、絞りを変えずに電子シャッタ速度をＴＶ５．６（１／５０秒）として感度増加量ΔＳＶを調節することで対応する。電子シャッタ速度をＴＶ５．６（１／５０秒）としても感度増加量ΔＳＶが「１」よりも大きくなる場合には、絞りを１段下げて適正露出が得られるように感度増加量ΔＳＶを調節することで対応する。さらに、絞りを下げても感度増加量ΔＳＶが「１」よりも大きくなる場合には、感度増加量ΔＳＶが０〜１の範囲となるまで絞りを下げる。

逆に、電子シャッタ速度がＴＶ５．６（１／５０秒）のときに被写体輝度が高く適正露出が得られない場合では、絞りと電子シャッタ速度とを変化させずに撮影感度を減少させて対応し、感度増加量ΔＳＶが「０」よりも小さくなる場合には、絞りを変えずに電子シャッタ速度をＴＶ６．６（１／１００秒）として感度増加量ΔＳＶを調節することで対応する。電子シャッタ速度をＴＶ６．６（１／１００秒）としても感度増加量ΔＳＶが「０」よりも小さくなる場合には、絞りを１段上げて適正露出が得られるように感度増加量ΔＳＶを調節することで対応する。さらに、絞りを上げても感度増加量ΔＳＶが「０」よりも小さくなる場合には、感度増加量ΔＳＶが０〜１の範囲となるまで絞りを上げる。

図６は、第２動画用プログラムの被写体輝度に対する電子シャッタ速度と撮影感度とを決定する手順を示している。なお、図１１中のＥＶmin は、前述の低輝度限界、ＥＶは撮影中の被写体輝度、ＡＶs は撮影絞り，ＴＶは電子シャッタ速度，ＴＶmin は第２露光モードで設定可能な最低速度の電子シャッタ速度（以下、低速限界電子シャッタ速度という）である。第２露光モードで設定可能な最低速度の電子シャッタ速度は、撮影フレームレートが２０ＨｚであるのでＴＶ４．４（１／２０秒）である。

前述のように第２動画露光モード時は、絞りとして静止画撮影で用いられる撮影絞りが使用され、その撮影絞りはレリーズボタン４の半押しに応答して静止画用プログラム（図示省略）に基づいて決定される。なお、静止画用プログラムでは、撮影絞り値は例えば１／３ステップで１０段階で調節される。

被写体輝度が低輝度限界以上の場合で、基準撮影感度（ΔＳＶ＝０）と撮影絞りとの下で、被写体輝度に対して適正となる電子シャッタ速度を低速限界電子シャッタ速度と同じまたは高速にすることができるとき（ＥＶ≧ＥＶmin ，ＥＶ−ＡＶs ≧ＴＶmin ）には、撮影感度を基準撮影感度とするとともに、この基準撮影感度と撮影絞りの下で被写体輝度に対して適正露出となるように、電子シャッタ速度を決定する（ΔＳＶ＝０，ＴＶ＝ＥＶ−ＡＶs ）。しかし、この場合で、電子シャッタ速度が低速限界電子シャッタ速度より低速となるとき（ＥＶ≧ＥＶmin ，ＥＶ−ＡＶs ＜ＴＶmin ）には、電子シャッタ速度を低速限界電子シャッタ速度とし、この低速限界電子シャッタ速度と撮影絞りとの下で適正露出が得られるように感度増加量ΔＳＶを決定する（（ＴＶ＝ＴＶmin ，ΔＳＶ＝ＴＶmin ＋ＡＶs −ＥＶ）。

他方、被写体輝度が低輝度限界よりも低くい場合で、基準撮影感度と撮影絞りを用いて低輝度限界の被写体輝度に対して適正露出とすることができる電子シャッタ速度が低速限界電子シャッタ速度以上とすることができるとき（ＥＶ＜ＥＶmin ，ＥＶmin −ＡＶs ≧ＴＶmin ）には、基準撮影感度とするとともに、この基準撮影感度と撮影絞りの下で最低被写体輝度に対して適正露出となるように電子シャッタ速度を決定する（ΔＳＶ＝０，ＴＶ＝ＥＶmin −ＡＶs ）。しかし、この場合で、低速限界電子シャッタ速度よりも低速となるとき（ＥＶ＜ＥＶmin ，ＥＶmin −ＡＶs ＜ＴＶmin ）には、電子シャッタ速度を低速限界電子シャッタ速度とし、この低速限界電子シャッタ速度と撮影絞りとの下で低輝度限界の被写体輝度に対して適正露出が得られるように感度増加量ΔＳＶを決定する（ＴＶ＝ＴＶmin ，ΔＳＶ＝ＴＶmin ＋ＡＶs −ＥＶmin ）。

上記の手順に基づき、第２露光モード時に用いられる電子シャッタ速度と撮影感度が決定され、図７に示す第２動画用プログラム線図に従う撮影絞りと電子シャッタ速度と撮影感度とで第２動画露光モード時の動画撮影が行われる。なお、図７（ａ）は被写体輝度ＥＶに対する電子シャッタ速度ＴＶを、図７（ｂ）は被写体輝度ＥＶに対する基準撮影感度からの感度増加量ΔＳＶの関係を示している。

また、上記のように第２動画露光モード時の電子シャッタ速度と撮影感度が決定されることにより、第１，第２動画露光モード時の両モードにおける低輝度限界の被写体輝度を一致させ、露出不足として表示される被写体輝度に差をなくすことができ、撮影者にとって違和感を与えないようにすることができる。

図８（ａ）に第１動画露光モード時のタイミングチャートを示す。第１動画露光モード時では、撮影フレームレートが３０Ｈｚであるので、撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がりから次の立ち下がりまでのフレーム期間の時間Ｔ１は１／３０秒となる。電子シャッタパルスは、フレーム期間の開始時から発生され、この電子シャッタパルスの発生が停止した時点から次の撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がりまでが有効な電荷蓄積時間、すなわち電子シャッタ速度となる。

１つのフレーム期間の露光で得られる１フレーム分の画像データは、次のフレーム期間でメモリエリアＡ〜Ｃのいずれかに記録される。例えば、フレーム期間Ｆ１の露光で得られる画像データは、フレーム期間Ｆ２にメモリエリアＡに記録される。また、フレーム期間Ｆ２の露光で得られる画像データは、フレーム期間Ｆ３にメモリエリアＢに記録され、フレーム期間Ｆ３の露光で得られる画像データは、フレーム期間Ｆ４にメモリエリアＣに記録される。そして、フレーム期間Ｆ４の露光で得られる画像データは、フレーム期間Ｆ５に再びメモリエリアＡに記録される。このようにして、記録されるメモリエリアが順次に切り替えられる。

一方、ＬＣＤドライバ４０は、再生垂直同期信号ＶＤに同期して、前述のように６０Ｈｚの再生フレームレートで画像データの読み出しを行う。このＬＣＤドライバ４０は、例えば、フレーム期間Ｆ２では、メモリエリアＣの画像データを再生垂直同期信号ＶＤに同期して２回読み出し、同様にフレーム期間Ｆ３では、メモリエリアＡの画像データを２回読み出す。そして、フレーム期間Ｆ４でメモリエリアＢから画像データを２回読み出し後には、フレーム期間Ｆ５で再びメモリエリアＣから画像データを２回読み出す。このようにして、同じメモリエリアから２回ずつ読み出しながら、読み出すメモリエリアが順次に切り替えられる。

図８（ｂ）に示すように、第２動画露光モード時では、撮影フレームレートが２０Ｈｚであるので、撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がりから次の立ち下がりまでのフレーム期間の時間Ｔ２は１／２０秒となる。この第２動画露光モードでも、電子シャッタパルスはフレーム期間の開始時から発生され、この電子シャッタパルスの発生が停止した時点から次の撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がりまでが電子シャッタ速度となる。したがって、低速限界電子シャッタ速度は、フレーム期間と同じ長さの１／２０秒となる。また、同じメモリエリアから３回ずつ読み出す点で第１動画露光モード時とは異なるが、同様にメモリエリアが順次に切り替えられて画像データの書き込みと読み出しが行われる。

図９は、レリーズスイッチＳ２がオンとなったときのタイミングチャートを示すものである。図９（ａ）に示すように、撮影垂直同期信号ＶＩの立ち上がりから時間Ｔａ内でレリーズスイッチＳ２がオンとなった場合には、そのレリーズスイッチＳ２がオンとなった直後に第２準備処理、すなわち静止画撮影のために、静止画露光モード，電子シャッタ速度，メカニカルシャッタ装置２４の駆動タイミング等の各パラメータの設定がタイミングジェネレータ３０に行われる。各パラメータが設定されたフレーム期間の次のフレーム期間で静止画撮影のためのパラメータが有効になってＣＣＤイメージセンサ１０による静止画露光が行われる。静止画露光が終了する際にメカニカルシャッタ装置２４が閉じられ、この静止画露光の次のフレーム期間中にＣＣＤイメージセンサ１０の電荷の転送が行われて撮影信号が出力される。

図９（ｂ）に示すように、撮影垂直同期信号ＶＩの立ち上がりから時間Ｔａが経過した後にレリーズスイッチＳ２がオンとなった場合には、レリーズスイッチＳ２がオンとなった次のフレーム期間の撮影垂直同期信号ＶＩの立ち上がりに同期して第２準備処理が行われ、さらに次のフレーム期間に静止画露光が行われる。

次に上記構成の作用について図１０及び図１１を参照しながら説明する。静止画の撮影を行う場合には、デジタルカメラの電源をオンとして撮影モードを選択し、さらに静止画撮影モードを選択する。静止画撮影モードが選択されると、ＣＰＵ１５によって第１動画露光モードでＣＣＤイメージセンサ１０を駆動するためのパラメータがタイミングジェネレータ３０に設定される。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１０は、３０Ｈｚの撮影フレームレートで駆動されるようになり、３０フレーム／秒で動画の撮影が開始される。

上記のようにしてＣＣＤイメージセンサ１０が動作を開始すると、露光された被写体画像が撮影信号として出力され、ＣＤＳ回路３１ａ，ＡＭＰ回路３１ｂ，Ａ／Ｄ変換器３１ｃを介して画像データに変換されてから、画像入力コントローラ３２，バス３３を介して画像処理部３４，ＡＦ検出部３６，ＡＥ／ＡＷＢ検出部３７，内部メモリ３９にそれぞれ送られる。

そして、ＡＦ検出部３６からは画像データに基づいたコントラスト情報がＣＰＵ１５に送られ、このＣＰＵ１５でフォーカス機構２２が駆動されて、現在撮影中の被写体にピントが合致するように調節される。このピントの調節は、随時行われるから被写体までの撮影距離が変化しても、それに追随してピントが合わせられる。

また、ＡＥ／ＡＷＢ検出部３７からは被写体輝度に応じた被写体輝度情報と、光源情報とがＣＰＵ１５に送られる。そして、この被写体輝度情報に示される被写体輝度が図５に示される第１動画用プログラムに適用されることで、現在撮影中の被写体に対して適正露出となる電子シャッタ速度，撮影感度，絞りがそれぞれ決定され、その電子シャッタ速度がタイミングジェネレータ３０に、撮影感度がＡＭＰ回路３１ｂに設定される。また、決定された絞りとなるようにドライバ２７を介して絞り装置２３がＣＰＵ１５によって制御される。

このようにして、電子シャッタ速度，絞り，撮影感度が被写体輝度に応じて調節される。そして、被写体輝度が変化すれば、これに応じて電子シャッタ速度，絞り，撮影感度が第１動画用プログラムを用いて再び決定されて、各部に設定されることにより、撮影中の被写体が常に適正露出となるように調節される。

一方、光源情報に基づき光源の種類がＣＰＵ１５で特定され、その光源に応じたホワイトバランス用のパラメータが画像処理部３４にセットされて、画像処理部３４ではそれに入力される画像データに対してホワイトバランス補正，γ補正等の画像処理が行わる。

上記のように電子シャッタ速度，絞り，撮影感度が被写体輝度に応じて調節されると、その電子シャッタ速度，絞りの下でＣＣＤイメージセンサ１０による露光が行われ、出力される撮影信号が撮影感度に応じたゲインで増幅され、得られる画像データが画像処理部３４で画像処理されてから内部メモリ３９にで送られる。

図８（ａ）に示されるように、内部メモリ３９ではメモリエリアが１フレーム毎、すなわち撮影フレームレートで切り替えられて、順次に画像データが書き込まれ、一方でＬＣＤドライバ４０により、撮影フレームレートでメモリエリアを切り替えながら、再生フレームレートで同じメモリエリアから２回ずつ画像データを読み出してＬＣＤ９を駆動する。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１０で撮影中の被写体画像がスルー画で表示される。

第１動画露光モードでの駆動中に、被写体輝度がＥＶ１２. ６以下となると、第１動画用プログラムに基づいて、ＣＰＵ１５により１／１００秒または１／５０秒の電子シャッタ速度の下で適正露出が得られる撮影感度と絞りとが決定される。そして、タイミングジェネレータ３０に対して電子シャッタ速度を１／１００秒または１／５０秒とするパラメータが設定されてＣＣＤイメージセンサ１０が１／１００秒または１／５０秒の電子シャッタ速度で駆動される。また、その決定された撮影感度がＡＭＰ回路３１ｂに設定されるとともに、決定された絞りとなるように絞り装置２３が制御される。このように、被写体輝度がＥＶ１２. ６以下では、電子シャッタ速度は１／１００秒または１／５０秒とされ、撮影感度及び絞りが調節されて、ＥＶ７．６以上の被写体輝度に対して適正露出となるようにされる。

したがって、ＣＣＤイメージセンサ１０は、３０Ｈｚの撮影フレームレートで駆動されるが、その電子シャッタ速度が１／１００秒または１／５０秒となるので、商用電源の駆動される蛍光灯で照明された室内等で撮影しても、フリッカが発生することはなく、好ましい状態でスルー画の表示が行われる。

レリーズボタン４を半押しとすると、レリーズスイッチＳ１がオンとなる。このレリーズスイッチＳ１のオンに応答して、ＣＰＵ１５によって第１準備処理が行われ、まず静止画撮影のためのＡＥ処理が行われ、被写体輝度情報から得られる被写体輝度が静止画用プログラムに適用され、静止画撮影に用いられる電子シャッタ速度，撮影絞り，撮影感度の決定が行われる。

続いて、ＣＰＵ１５によってＡＦ処理が行われ、コントラス情報に基づいてフォーカスレンズ２２ａが駆動され撮影レンズ３のピントの再調節が行われる。この再調節されたフォーカスレンズ２２ａの位置は、レリーズボタン４の押圧が解除されるまで固定され、フォーカスロックの状態となる。

ＡＥ処理，ＡＦ処理が完了すると、ＣＰＵ１５により、撮影絞りとなるように絞り装置２３が制御される。そして、この撮影絞りにレリーズボタン４の押圧が解除されるまで固定される。このように撮影絞りを設定した後に、タイミングジェネレータ３０には、ＣＣＤイメージセンサ１０を第２動画露光モードで駆動するためのパラメータがＣＰＵ１５によって設定される。これにより、パラメータをした設定した次のフレーム期間からＣＣＤイメージセンサ１０が第２動画露光モードで駆動されて、２０Ｈｚの撮影フレームレートでの動画撮影が開始される。

また、ＣＰＵ１５は、第２動画露光モードのパラメータを設定した後には、撮影中の被写体に対して、その被写体輝度と撮影絞りとを用い、図６に示される手順により、すなわち図７に示される第２動画用プログラムに基づいて電子シャッタ速度と撮影感度とを設定するようになる。そして、レリーズボタン４が半押しされている状態では、このように調節される電子シャッタ速度と撮影感度と、固定された撮影絞りとの下で、ＣＣＤイメージセンサ１０による動画撮影が行われ、得られる画像データが内部メモリ３９に送られる。

図８（ｂ）に示されるように、内部メモリ３９には２０フレーム／秒で画像データが送られ、メモリエリアが１フレーム毎に切り替えられて、順次に画像データが書き込まれる。一方でＬＣＤドライバ４０は、ＣＰＵ１５により同じメモリエリアを３回ずつ読み出すように設定が切り替えられることにより、同じメモリエリアから３回ずつ画像データを読み出してＬＣＤ９を駆動する。これにより、レリーズボタン４を半押しとしている間にもＣＣＤイメージセンサ１０で撮影中の被写体画像がスルー画で表示される。

このようにレリーズボタン４が半押しとされている間では、固定された撮影絞りとの下で、レリーズボタン４を押圧していないときと同じ低輝度限界の被写体まで適正露出が得られるので、撮影者に違和感を与えることがない。また、電子シャッタ速度が調節されるが、ＣＣＤイメージセンサ１０の撮影フレームレートが２０Ｈｚとされているので、商用電源で駆動される蛍光灯で照明された室内等で撮影しても、フリッカが発生することはなく、好ましい状態でスルー画の表示が行われる。

レリーズボタン４を半押しからさらに押し込んで全押しとすると、レリーズスイッチＳ２がオンとなる。このレリーズスイッチＳ２がオンとなると、ＣＰＵ１５によって、図１１に示される第２準備処理が行われる。ＣＰＵ１５は、レリーズスイッチＳ２がオンとなった瞬間にタイマ４１に計時されているタイマ値を取得するとともに、ＬＣＤドライバ４０にブラックアウト処理の指示を出す。取得されたタイマ値は、レリーズスイッチＳ２がオンとなった直前の撮影垂直同期信号ＶＩの立ち上がりからレリーズスイッチＳ２がオンとなった時点までの時間になっている。

上記のブラックアウト処理は、一眼レフカメラのように撮影光の光路を切り替えるミラーが跳ね上がった時にファインダ内の画像が見えなくなる場合と同様な感覚を撮影者に与えるとともに、レリーズボタン４を全押ししたときに表示されていたスルー画と、実際に撮影された静止画とがずれることによる違和感を与えないようにするものである。ブラックアウト処理の指示を受けるとＬＣＤドライバ４０は、ＬＣＤ９に強制的に黒画像を一時的に表示する。

また、ＣＰＵ１５によってタイマ４１から取得したタイマ値と、予め設定されている時間Ｔ１（３５ｍ秒）とが比較され、タイマ値が時間Ｔ１よりも小さい場合には、図９（ａ）に示されるように、レリーズスイッチＳ２がオンとなった直後から静止画露光モードで駆動するためのパラメータと、レリーズボタン４の半押しに応答して決定された静止画露光用の電子シャッタ速度，メカニカルシャッタ装置２４の駆動タイミングのためのパラメータがタイミングジェネレータ３０に設定される。

他方、取得したタイマ値が時間Ｔ１以上の場合には、パラメータの設定が不完全なうちに次のフレーム期間となることを避けるために、図９（ｂ）に示されるように、ＣＰＵ１５は撮影垂直同期信号ＶＩの立ち下がりを待つ。そして、レリーズスイッチＳ２のオン後の撮影垂直同期信号ＶＩ立ち下りの時点で静止画露光モードで駆動するためのパラメータ，電子シャッタ速度，メカニカルシャッタ装置２４の駆動タイミング等のパラメータがタイミングジェネレータ３０に設定される。

いずれの場合にも各パラメータが設定された次のフレーム期間に、そのパラメータが有効になってＣＣＤイメージセンサ１０による静止画露光が行われる。そして、この静止画露光のときには、設定された電子シャッタ速度で電荷蓄積が行われ、その露光の終了の際にメカニカルシャッタ装置２４が閉じ状態とされる。

上記のように静止画露光が行われた後に、ＣＣＤイメージセンサ１０の電荷転送が行われて撮影信号が出力される。出力された撮影信号は、ＣＤＳ回路３１ａ，ＡＭＰ回路３１ｂ，Ａ／Ｄ変換器３１ｃを介して画像データに変換される。このときにＡＭＰ回路３１ｂには、レリーズボタン４の半押しに応答して決定された静止画露光用の撮影感度がレリーズボタン４の全押しに応答して設定されており、撮影信号はその撮影感度に応じたゲインで増幅されてから画像データに変換される。

以上のように静止画撮影で得られる画像データは、いったん内部メモリ３９に書き込まれ、画像処理部３４でホワイトバランス補正，γ補正等の画像処理が行われてから、圧縮処理部３５に送られて圧縮処理される。そして、圧縮された画像データがメディアコントローラ３８によってメモリカード１１に記録される。

上記のように、このデジタルカメラでは、レリーズボタン４を全押ししたときには、すでに静止画撮影用の撮影絞りとされているから、レリーズボタン４の全押しに応答して素早く静止画の露光を行うことができる。

図１２及び図１３は、静止画撮影のためのパラメータの設定直後に、タイミングジェネレータの同期動作を再スタートさせることにより、パラメータの設定直後に静止画露光が行われるようにした例を示すものである。なお、以下に詳細を説明する他は、上記実施形態と同じであり、実質的に同じ構成部材には同じ符号を付して説明を省略する。

タイミングジェネレータ３０は、前述のように、各種パラメータが設定されると、その設定の完了した次のフレーム期間（撮影垂直同期信号ＶＩの発生時点）から設定されたパラメータを有効にして、それに応じた駆動信号を出力してＣＣＤイメージセンサ１０を駆動する。

図１２に示されるように、第２準備処理では、ＣＰＵ１５は、ブラックアウト処理の指示をＬＣＤドライバ４０に指示した後に、タイミングジェネレータ３０に対して、撮影垂直同期信号ＶＩ及びそれを基準として生成されるＣＣＤイメージセンサ１０，メカニカルシャッタ装置２４等を駆動するための各種駆動信号を発生させる同期動作を停止させる。

同期動作を停止させた後に、ＣＰＵ１５により、ＣＣＤイメージセンサ１０を静止画露光モードで駆動するためのパラメータと、レリーズボタン４の半押しに応答して決定された静止画露光用の電子シャッタ速度，メカニカルシャッタ装置２４の駆動タイミングの各パラメータがタイミングジェネレータ３０に設定される。また、同期動作を初期化するパラメータがタイミングジェネレータ３０に設定される。さらに、レリーズボタン４の半押しに応答して決定された静止画露光用の撮影感度がＡＭＰ回路３１ｂに設定される。

各パラメータ，撮影感度の設定が完了した後に、ＣＰＵ１５は、同期動作を再スタートする指示をタイミングジェネレータ３０に与える。この再スタートの指示を受けてタイミングジェネレータ３０が同期動作を再開するが、同期動作を初期化するためのパラメータが設定されているため、そのパラメータに基づいてタイミングジェネレータ３０は、撮影垂直同期信号ＶＩを発生させるタイミングから動作を行う。

これにより、図１３に示されるように、同期動作が再スタートされた直後に撮影垂直同期信号ＶＩが立ち下がり、そのタイミングで同期動作停止中に設定された静止画撮影用のパラメータが有効となって、静止画露光が行われる。

結果として、レリーズボタン４を撮影垂直同期信号ＶＩに対するいずれのタイミングで全押しとしても、遅延なく静止画撮影のためのパラメータの設定が行われるとともに、その設定の完了直後に静止画露光の動作が行われるので、レリーズタイムラグを小さくできる。

図１４及び図１５は、期間の長さが異なる複数のフレーム期間のうちから被写体輝度に応じて決定される露光時間での電荷蓄積が可能、かつ最も期間が短いフレーム期間を選択することで、有効な電荷蓄積な開始タイミングを早めてレリーズタイムラグを小さくする例を示すものである。

この例では、静止画露光時のフレーム期間として、期間長が時間Ｔ３の長フレーム期間と、期間長が時間Ｔ３よりも短い時間Ｔ４の短フレーム期間とから選択して用いられ、各フレーム期間に対応した静止画露光用の撮影フレームレートが予め用意されている。例えば時間Ｔ３は５０ｍ秒とされ、時間Ｔ４は３０ｍ秒とされている。

メカニカルシャッタ装置２４は、例えば、いずれのフレーム期間が選択された場合にも、開き位置から閉じ位置への動作時間ΔＴｓ（この例では１５ｍ秒）を考慮して、フレーム期間の終了と同時にメカニカルシャッタ装置２４が閉じ位置となるようにパラメータが予め決められており、長フレーム期間に対しては、そのフレーム期間の開始時から「Ｔ３−ΔＴｓ」後にメカニカルシャッタ装置２４に閉じ状態への動作が指示され、短フレーム期間に対しては、そのフレーム期間の開始時から「Ｔ４−ΔＴｓ」後にメカニカルシャッタ装置２４に閉じ状態への動作が指示されるように駆動タイミングのパラメータが決められている。

図１４に示されるように、第２準備処理では、ブラックアウト処理をＬＣＤドライバ４０の指示と，同期動作の停止を行った後に、ＣＰＵ１５は、静止画撮影時の静止画露光の動作に最低必要な全露光時間と時間Ｔ４とを比較する。全露光時間は、電子シャッタパルスの入力を停止してからメカニカルシャッタ装置２４が閉じ位置となるまでの時間であって、レリーズボタン４が半押しとされたときに被写体輝度に基づいて求められる電子シャッタ速度に対応して求めることができる。

全露光時間と時間Ｔ４との比較で、前者が後者以上の場合には、長フレーム期間が選択され、前者が後者未満の場合には、短フレーム期間が選択される。このようにして、被写体輝度に応じて決定される露光時間での電荷蓄積が可能、かつ最も期間が短いフレーム期間が選択される。

さらに、静止画露光のフレーム期間における電子シャッタパルスの入力を停止するタイミングがＣＰＵ１５によって決定される。この決定では、上記のように選択したフレーム期間の時間（Ｔ３またはＴ４）と、被写体輝度に応じて決定された電子シャッタ速度に応じた露光時間との差が求められ、この差に示される時間が静止画露光のフレーム期間の開始時点から経過したときに電子シャッタパルスを停止するように電子シャッタ速度のパラメータが決定される。

上記のように選択されるフレーム期間に対応する撮影フレームレートのパラメータ、選択されたフレーム期間に対応するメカニカルシャッタ装置２４の駆動タイミングのパラメータ、電子シャッタ速度のパラメータがタイミングジェネレータ３０に設定される。また、同期動作を初期化するパラメータがタイミングジェネレータ３０に設定されるとともに、撮影感度がＡＭＰ回路３１ｂに設定される。そして、この後にＣＰＵ１５により同期動作を再スタートする指示がタイミングジェネレータ３０に与えられる。

これのように第２準備処理を行うことにより、レリーズボタン４を半押ししたときに決定されるシャッタ速度に応じた全露光時間が時間Ｔ４以上の場合には、図１５（ａ）に示すように、時間Ｔ３の長フレーム期間で静止画露光が行われる。

一方、シャッタ速度に応じた全露光時間が時間Ｔ４未満となる場合には、図１５（ｂ）に示されるように、時間Ｔ４の短フレーム期間で静止画露光が行われ、長フレーム期間を用いて静止画露光を行った場合よりも早いタイミングでメカニカルシャッタ装置２４が閉じ状態となる。そして、フレーム期間が短くなって閉じ状態となるタイミングが早くなる分だけ、電子シャッタパルスの入力停止タイミングが早められるので、結果としてレリーズタイムラグが小さくなる。

この例では、フレーム期間を長短の２種類から選択しているが、３種類以上のフレーム期間を用意しておき、これらから選択するようにしてもよい。図１６は、４種類のフレーム期間から選択する場合の一例を示すものである。この場合には、全露光時間が１７ｍｓ秒未満の場合には１７ｍ秒のフレーム期間が、１７ｍｓ秒以上２５ｍ秒未満の場合には２５ｍ秒のフレーム期間が、２５ｍｓ秒以上３３ｍ秒未満の場合には３３ｍ秒のフレーム期間が、３３ｍｓ秒以上５０ｍ秒未満の場合には５０ｍ秒のフレーム期間が選択される。

図１７は、静止画露光のフレーム期間中に入力される電子シャッタパルスをフレーム期間の開始時の１個とするとともに、メカニカルシャッタ装置の動作タイミングを露光時間に応じて変化させる例を示すものである。なお、電子シャッタパルスの入力がフレーム期間の開始時の１個である点と、レリーズボタンの半押しのときに、被写体輝度に応じてメカニカルシャッタ装置で露光時間を調節する点，これにともないメカニカルシャッタ装置の動作タイミングが露光時間に応じて変化される点の他は、上記図１４に示される例と同じである。

この例では、ＣＰＵ１５によって静止画露光のためのフレーム期間の開始と同時に電子シャッタパルスを発生し、その後に電子シャッタパルスが発生しないように電子シャッタ速度のパラメータがタイミングジェネレータ３０に設定される。また、静止画露光のためのフレーム期間の開始時点から被写体輝度によって決定されたシャッタ速度に応じたタイミングでメカニカルシャッタ装置２４が閉じ状態となるようにメカニカルシャッタ装置２４の駆動タイミングのパラメータが設定される。

これによれば、静止画露光のためのフレーム期間として、図１８（ａ），図１８（ｂ）に示すように、長短いずれのフレーム期間が選択されている場合でも、静止画露光のためのフレーム期間の開始と同時に有効な露光が行われるため、レリーズタイムラグが小さくなる。なお、この例では、フレーム期間が長さが選択されるが、一定の長さであってもよい。

上記図１４乃至図１８に示される各実施形態では、タイミングジェネレータの同期動作を初期化するパラメータ設定し再スタートさせる手法を併用しているが、これを省略してもよい。

上記では、デジタルカメラを例にして説明したが、本発明は各種撮影装置に利用でき、例えばカメラ付き携帯電話にも適用できる。

本発明を実施したデジタルカメラの正面側を示す説明図である。 デジタルスチルカメラの背面側を示す説明図である。 デジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。 動画露光モード時の内部メモリの仮想的に分割された状態を示す説明図である。 第１動画露光モード時に用いられる第１動画用プログラム線図を示すものである。 第２動画露光モードにおける電子シャッタ速度と撮影感度を決定する手順を示すフローチャートである。 第２動画露光モード時に用いられる第２動画用プログラム線図を示すものである。 第１動画露光モード及び第２動画露光モードにおけるタイミングチャートを示すものである。 レリーズボタンの全押し後のタイミングチャートを示すものである。 静止画撮影時の処理手順を示すフローチャートである。 レリーズボタンの全押しに応答して行われる第２準備処理の手順を示すフローチャートである。 静止画撮影用のパラメータの設定直後に静止画露光の動作を行う例を示すものである。 図１２の例におけるレリーズボタンの全押し後のタイミングチャートを示すものである。 静止画露光時のフレーム期間を変化させる例を示すものである。 図１４の例におけるレリーズボタンの全押し後のタイミングチャートを示すものである。 静止画露光時のフレーム期間を４種類とした例を示すものである。 静止画露光時のメカニカルシャッタ装置の動作タイミングを変化させる例を示すものである。 図１８の例におけるレリーズボタンの全押し後のタイミングチャートを示すものである。

符号の説明

４ レリーズボタン
１０ ＣＣＤイメージセンサ
１５ ＣＰＵ
２３ 絞り装置
２４ メカニカルシャッタ装置
３０ タイミングジェネレータ
３１ｂ ＡＭＰ回路

Claims (4)

1. 半押しと全押しとに操作可能なレリーズボタンと、電子シャッタ機能を有し、被写体像を撮影し撮影信号を出力するイメージセンサと、前記イメージセンサで撮影された画像を表示する表示装置とを備え、前記レリーズボタンが操作されていない押圧解除状態、及び半押しに維持されている半押し維持状態のときに、前記イメージセンサで動画撮影を行い、撮影中の被写体画像を表示装置に表示し、前記レリーズボタンの全押しに応答して、前記イメージセンサで静止画の撮影を行う撮影装置において、
   前記押圧解除状態では、フリッカの発生を防止する電子シャッタ速度が低輝度域で用いられる第１のプログラム線図に基づいて、被写体輝度に対して決まる電子シャッタ速度，絞り及び撮影感度を設定し、前記半押し維持状態では、前記レリーズボタンの半押し操作に応答して決定される静止画撮影用の絞りに設定し、絞り優先式の第２のプログラム線図に前記静止画撮影用の絞りを適用して、被写体輝度に対して決まる電子シャッタ速度及び撮影感度を設定する露出制御手段と、前記イメージセンサの撮影フレームレートとして、前記押圧解除状態では、第１のフレームレートを設定し、前記半押し維持状態では、フリッカの発生を防止する第２のフレームレートを設定するフレームレート設定手段とを備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記第２のプログラム線図が対応する被写体輝度の低輝度限界が前記第１のプログラム線図の低輝度限界と一致していることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
3. 設定される内容に基づいて前記イメージセンサを駆動するとともに、イメージセンサの駆動に同期した垂直同期信号を発生するタイミングジェネレータと、前記垂直同期信号に対するレリーズボタンの全押しのタイミングに基づいて、前記タイミングジェネレータに対する静止画撮影用の設定タイミングをレリーズボタンの全押し直後とレリーズボタンの全押しの次の垂直同期信号の発生時点とのいずれかとするタイミング制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の撮影装置。
4. レリーズボタンが操作されていない押圧解除状態、及び半押しに維持されている半押し維持状態のときに、イメージセンサで動画撮影を行って撮影中の被写体画像を表示し、前記レリーズボタンの全押しに応答して、イメージセンサで静止画の撮影を行う撮影装置の制御方法において、
   前記押圧解除状態では、フリッカの発生を防止する電子シャッタ速度が低輝度域で用いられる第１のプログラム線図に基づいて、被写体輝度に対して決まるイメージセンサの電子シャッタ速度，絞り及び撮影感度を設定して動画撮影を行い、前記半押し維持状態では、レリーズボタンの半押し操作に応答して決定される静止画撮影用の絞りと、この静止画撮影用の絞りを絞り優先式の第２のプログラム線図に適用し、被写体輝度に対して決まる電子シャッタ速度及び撮影感度と、フリッカの発生を防止するフレームレートとを用いて動画撮影を行うことを特徴とする撮影装置の制御方法。

Images