JP2007219390A - 自動合焦装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動体被写体への追従性を向上させた自動合焦装置を提供する。
【解決手段】フォーカスレンズを被写体光軸方向に走査させながら撮像素子からの出力信号に基づいて被写体への焦点状態を検出し、該被写体への焦点状態の検出結果に応じて前記フォーカスレンズの位置を調節して被写体に合焦するようにする焦点調節手段と、連続撮影の場合、前回以前の撮影での前記フォーカスレンズの位置に基づいて今回の撮影に伴う前記フォーカスレンズの走査動作を行い、焦点調節を行うよう制御する制御手段とを有し、制御手段が、前回撮影までの各連続撮影時間間隔よりも、前回の撮影から今回の連続撮影までの時間間隔が広くなってしまう場合、前回の撮影から今回の連続撮影までの間に複数回、走査動作に基づくフォーカスレンズの位置調節を行う（Ｓ４１３〜Ｓ４１８，Ｓ４０９）。
【選択図】図４

Description

本発明は、フォーカスレンズを被写体光軸方向に走査させながら撮像素子からの出力信号に基づいて焦点状態を検出し、前記フォーカスレンズの位置を調節する焦点調節手段を有する自動合焦装置、及び、該自動合焦装置を具備する撮像装置に関するものである。

電子カメラでは、撮像素子に結像した被写体像の輝度信号の高周波成分（以下、焦点評価値という）が最大となるレンズ位置を合焦位置として焦点調節を行う、コントラスト検出方式の焦点調節装置が採用されることが多い。コントラスト検出方式では、専用のＡＦ（オートフォーカス）センサによる方式と異なり、フォーカスレンズの走査動作（スキャン動作）を必要とする。そのため、撮影間隔の短い連写撮影においてはその時間間隔によりスキャン可能範囲が限定され、合焦位置を捕らえることが困難になる。また、連写で次々と撮影される画像の現像や変換等の各種画像処理によりシステムの負荷が大きくなることも、信号処理が必要なコントラスト検出方式によるＡＦ動作を困難なものとする一因となっている。

これらの理由により、連写撮影時には連写１枚目のフォーカスレンズ位置でフォーカスがロックされる電子カメラが多くなっている。しかし、連写撮影は動く被写体を撮影することが比較的多く、フォーカスロックでは連写枚数が増すにつれ、動く被写体にピントの外れた画像が撮影されることになる。

この問題に対し、例えば、特許文献１では、狭いスキャン範囲の設定が可能であり、それまでの合焦位置の移動方向に基づいて特定の位置（前回撮影位置）を基準にスキャン範囲の振り分け幅を異ならせる合焦装置が提案されている。
特開２００２−１２２７７３号公報

上記の従来技術によれば、連写撮影においても動く被写体への追従性を向上させることが可能となる。しかしながら、前回の撮影位置を基準としてスキャン範囲を設定するため、連写中の被写体移動量が大きい場合にはスキャン範囲が追従できなくなり、合焦不可能となっていた。

（発明の目的）
本発明の目的は、動体被写体への追従性を向上させた自動合焦装置及び撮像装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、フォーカスレンズを被写体光軸方向に走査させながら撮像素子からの出力信号に基づいて被写体への焦点状態を検出し、該被写体への焦点状態の検出結果に応じて前記フォーカスレンズの位置を調節して被写体に合焦するようにする焦点調節手段と、連続撮影の場合、前回以前の撮影での前記フォーカスレンズの位置に基づいて今回の撮影に伴う前記フォーカスレンズの走査動作を行い、焦点調節を行うよう制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、前回撮影までの各連続撮影時間間隔よりも、前回の撮影から今回の連続撮影までの時間間隔が広くなってしまう場合、前回の撮影から今回の連続撮影までの間に複数回、前記走査動作に基づく前記フォーカスレンズの位置調節を行う自動合焦装置とする。

同じく上記目的を達成するために、本発明は、フォーカスレンズを被写体光軸方向に走査させながら撮像素子からの出力信号に基づいて被写体への焦点状態を検出し、該被写体への焦点状態の検出結果に応じて前記フォーカスレンズの位置を調節して被写体に合焦するようにする焦点調節手段と、連続撮影の場合、前回以前の撮影での前記フォーカスレンズの位置に基づいて今回の撮影に伴う前記フォーカスレンズの走査動作を行い、焦点調節を行うよう制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、前回撮影までの各連続撮影時間間隔よりも、前回の撮影から今回の連続撮影までの時間間隔が広くなってしまう場合、今回の連続撮影の直前に、前記走査動作に基づく前記フォーカスレンズの位置調節を行う自動合焦装置とする。

同じく上記目的を達成するために、本発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の自動合焦装置を具備した撮像装置とする。

本発明によれば、動体被写体への追従性を向上させた自動合焦装置または撮像装置を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例１ないし３に示す通りである。

図１は本発明の実施例１に係わる電子カメラの回路構成を示すブロック図である。図１において、１０１はズーム機構を含む撮影レンズ、１０２は光量を制御する絞り及びシャッターである。１０３はＡＥ処理部、１０４は後述する撮像素子上に焦点を合わせるためのフォーカスレンズである。１０５はＡＦ処理部、１０６はストロボ、１０７はＥＦ処理部である。１０８は被写体からの反射光を電気信号に変換する受光手段又は光電変換手段としての撮像素子である。１０９は撮像素子１０８の出力ノイズを除去するＣＤＳ回路やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を含むＡ／Ｄ変換部である。

１１０は画像処理部、１１１はＷＢ（ホワイトバランス）処理部、１１２はフォーマット変換部、１１３は高速な内蔵メモリ（例えばランダムアクセスメモリなど、以下、ＤＲＡＭ）である。１１４はメモリカードなどの記録媒体とそのインターフェースからなる画像記録部である。１１５は撮影シーケンスなどシステムを制御するシステム制御部、１１６は画像表示用メモリ（以下、ＶＲＡＭという）である。１１７は画像表示の他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示の他、撮影時には撮影画面とＡＦ（オートフォーカス）領域を表示する操作表示部、１１８はカメラを外部から操作するための操作部である。

１１９はプログラム、風景、人物、スポーツなどの撮影モードを設定する撮影モードスイッチ（ＳＷ）、１２０は１枚撮影、連続撮影（連写）、セルフタイマー撮影などのドライブモード設定を行うドライブモードスイッチである。１２１は常に被写体にピントを合わせ続けるContinuousＡＦモードと、撮影前のスキャンのみでピントを合わせるSingleＡＦモードを選択するＡＦモードスイッチである。１２２はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２３はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作（撮影準備動作）を行うためのスイッチ（以下、ＳＷ１）、１２４はスイッチＳＷ１の操作後、撮影を行う撮影スイッチ（以下、ＳＷ２）である。

上記ＤＲＡＭ１１３は一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリなどに使用される。操作部１１８は、例えば、撮像装置の撮影機能や画像再生時の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズのズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードと再生モードの動作モード切換スイッチなどを含む。

以下、本発明の実施例１の動作について、図２を参照しながら詳述する。図２は本発明の実施例１に係わる電子カメラの一連の動作を示すフローチャートである。

まずステップＳ２０１では、メインスイッチ１２２の状態を検出し、ＯＮであればステップＳ２０２へ進む。ここで、メインスイッチ１２２の機能はシステムに電源を投入することである。次のステップＳ２０２では、記録媒体である画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ２０３へ進み、そうでなければステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０３では、画像記録部１１４の残容量が０であることを警告してステップＳ２０１に戻る。警告は操作表示部１１７に表示するか又は図示しない音声出力部から警告音を出すか、又はその両方を行ってもよい。

ステップＳ２０４へ進むと、ＡＦモードがContinuousＡＦモードであるかSingleＡＦモードであるかを調べ、ContinuousＡＦモードであればステップＳ２０５へ進み、SingleＡＦモードであればステップＳ２０６へ進む。ステップＳ２０５では、後述する図３のフローチャートに従ってContinuousＡＦを行う。

次のステップＳ２０６では、スイッチＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０８へ進み、そうでなければステップＳ２０７へ進む。スイッチＳＷ１の機能は、ＡＦやＡＥなどの撮影スタンバイ動作を行うことである。スイッチＳＷ１がＯＦＦであるとしてステップＳ２０７へ進むと、ここではメインスイッチ１２２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０４へ、そうでなければステップＳ２０１へ、それぞれ戻る。

スイッチＳＷ１がＯＮであるとしてステップＳ２０８へ進むと、ＡＥ処理部１０３で画像処理部１１０の出力からＡＥ処理を行う。そして、次のステップＳ２０９にて、後述する図４のフローチャートに従ってＡＦ動作を行う。続くステップＳ２１０では、スイッチＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２１２へ進み、そうでなければステップＳ２１１へ進む。スイッチＳＷ２の機能は、スイッチＳＷ１の操作後撮影を行うことである。スイッチＳＷ２がＯＦＦであるとしてステップＳ２１１へ進むと、スイッチＳＷ１の状態を調べ、ＯＮでなければステップＳ２０４へ戻り、ＯＮであればステップＳ２１０へ戻って、スイッチＳＷ２がＯＮされるかスイッチＳＷ１がＯＦＦされるまで、フォーカスをロックする。

スイッチＳＷ２がＯＮであるとしてステップＳ２１２へ進むと、後述する図１１のフローチャートに従って撮影動作を行う。次のステップＳ２１３では、画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であれば警告を行う上記のステップＳ２０３へ戻り、そうでなければステップＳ２１４へ進む。ステップＳ２１４へ進む。ドライブモードスイッチ１２０により連写モードに設定されているか、または撮影モードスイッチ１１９により連写モードがデフォルト設定となる撮影モードに設定されているかを調べる。この結果、連写モードであればステップＳ２１６へ進み、そうでなければステップＳ２１５へ進む。

連写モードではないとしてステップＳ２１５へ進むと、スイッチＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればこの間は撮影画像を操作表示部１１７に表示し、スイッチＳＷ２がＯＦＦするとステップＳ２１１へ進む。また、連写モードであるとしてステップＳ２１６へ進むと、ここではスイッチＳＷ２の状態を調べ、ＯＮでなければ上記ステップ２１５の場合と同様にステップＳ２１１へ進む。スイッチＳＷ２がＯＮであれば連写撮影のためにステップＳ２０９へ進み、後述する図４のフローチャートに従って連写時のＡＦ動作へと進む。

次に、図２のステップＳ２０５におけるContinuousＡＦのサブルーチンについて、図３のフローチャートを参照しながら説明する。

まずステップＳ３０１では、焦点評価値を取得する。次のステップＳ３０２では、ピーク検出フラグがＴＲＵＥ（真）であるかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればステップＳ３１７へ進み、ＦＡＬＳＥ（偽）であればステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０３へ進むと、フォーカスレンズ１０４の現在位置を取得する。そして、次のステップＳ３０４にて、焦点評価値の取得及びフォーカスレンズ１０４の現在位置の取得をカウントするための取得カウンタに１を加える。この取得カウンタは、初期化動作（不図示）において予め０に設定されているものとする。

次のステップＳ３０５では、取得カウンタの値が１かどうかを調べ、取得カウンタの値が１ならばステップＳ３０７へ進み、取得カウンタの値が１でなければ（１より大きければ）ステップＳ３０６へ進む。ステップＳ３０６では、「今回の焦点評価値」が「前回の焦点評価値」よりも大きいかどうかを調べる。「今回の焦点評価値」が「前回の焦点評価値」よりも大きければステップＳ３０７へ進み、そうでなければステップＳ３１３へ進む。ステップＳ３０７へ進むと、今回の焦点評価値を焦点評価値の最大値としてシステム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。そして、次のステップＳ３０８にて、フォーカスレンズ１０４の現在の位置を焦点評価値のピーク位置としてシステム制御部１１５に内蔵される上記演算メモリに記憶する。続くステップＳ３０９では、今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてシステム制御部１１５に内蔵される上記演算メモリに記憶する。

次のステップＳ３１０では、フォーカスレンズ１０４の現在位置がＡＦ範囲の端にあるかどうかを調べる。フォーカスレンズ１０４の現在位置が端にあればステップＳ３１１へ進み、そうでなければステップＳ３１２へ進む。ステップＳ３１１では、フォーカスレンズ１０４の移動方向を反転する。そして、次のステップＳ３１２にて、フォーカスレンズ１０４を所定量移動し、図２のフローチャートへリターンする。

上記ステップＳ３０６にて「今回の焦点評価値」が「前回の焦点評価値」よりも大きくないとしてステップＳ３１３へ進むと、「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きいかどうかを調べる。「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きければステップＳ３１４へ進み、そうでなければステップＳ３０９へ進む。ここで「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きい、即ち最大値から所定量を越えて減少していれば、その最大値をピントのピーク位置での値とみなす。そして、ステップＳ３１４にて、フォーカスレンズ１０４をステップＳ３０８で記憶した焦点評価値が最大値となったピーク位置へ移動させる。続くステップＳ３１５では、ピーク検出フラグをＴＲＵＥとし、次のステップＳ３１６にて、取得カウンタを０とし、図２のフローチャートへリターンする。

上記ステップＳ３０２にてピーク検出フラグがＴＲＵＥであるとしてステップＳ３１７へ進むと、今回の焦点評価値が焦点評価値の最大値に対して所定割合以上変動したかどうかを調べる。そして、所定割合以上の大きな変動をしていればステップＳ３１９へ進み、小さな変動であればステップＳ３１８へ進む。ステップＳ３１８では、フォーカスレンズ１０４の位置をそのまま保持する。一方、ステップＳ３１９では、焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を再び求め直すためにピーク検出フラグをＦＡＬＳＥとし、焦点評価値の最大値およびピーク位置をリセットし、図２のフローチャートへリターンする。

以上のようにして、ContinuousＡＦ動作では常に合焦状態となるようにフォーカスレンズ１０４を駆動する。

次に、図２のステップＳ２０９のＡＦ動作のサブルーチンについて、図４及び図５を参照しながら説明する。なお、図５はスキャン範囲設定についての説明図である。

まずステップＳ４０１では、ドライブモードスイッチ１２０により連写モードに設定されているか、または撮影モードスイッチ１１９により連写モードがデフォルト設定となる撮影モードに設定されているかを調べ、連写モードであればステップＳ４１２へ進み、そうでなければステップＳ４０２へ進む。

連写モードではないとしてステップＳ４０２へ進むと、ＡＦモードスイッチ１２１によりＡＦモード設定がContinuousＡＦモードであるかSingleＡＦモードであるかを調べ、ContinuousＡＦモードであればステップＳ４０３へ進み、SingleＡＦモードであればステップＳ４０５へ進む。ステップＳ４０３では、上記の図３のフローチャートにおけるピーク検出フラグがＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればステップＳ４０４へ進み、ＦＡＬＳＥであればステップＳ４０５へ進む。

ステップＳ４０４では、ContinuousＡＦ動作により焦点評価値がピークを示す合焦位置付近にフォーカスレンズ１０４が位置するため、合焦精度を向上させることを主な目的として現在のフォーカスレンズ位置を中心とした狭いスキャン範囲を設定する。ここで、スキャン範囲は、後述する図７のフローチャートによる合焦判定に必要なスキャンデータ数を満たすと同時に、スキャン時間が不必要に長くならないように設定する。一方、ステップＳ４０５へ進んだ場合は、設定されたモードにおけるＡＦ可能範囲全域をスキャン範囲に設定する。

次のステップＳ４０６では、後述する図６のフローチャートに従ってステップＳ４０４もしくはステップＳ４０５で設定されたスキャン範囲のスキャンを行う。そして、次のステップＳ４０７にて、ステップＳ４０６で記憶したスキャンデータにより後述する図７のフローチャートにしたがって合焦判定を行う。続くステップＳ４０８では、ステップＳ４０７における合焦判定の結果が○（後述のように焦点調節が可能であることを意味する）であればステップＳ４０９へ進み、×であればステップＳ４１０へ進む。

合焦判定の結果が×であるとしてステップＳ４１０へ進むと、設定されたモードにおけるＡＦ可能範囲全域のスキャンが済んでいるかを調べ、全域スキャン済みであればステップＳ４１１へ進み、定点と呼ばれるあらかじめ設定された位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。また、全域スキャン未完了であればステップＳ４０５へ戻って同様の動作を繰り返す。合焦判定の結果が○であるとしてステップＳ４０８からステップＳ４０９へ進んだ場合は、ステップＳ４０６または後述のステップＳ４１８のスキャンにおいて計算したピーク位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。

上記ステップＳ４０１にて連写モードであるとしてステップＳ４１２へ進むと、連写撮影の１枚目であるかどうか調べ、連写１枚目であればステップＳ４０３へ進み、連写１枚目でなければステップＳ４１３へ進む。連写１枚目は、合焦位置履歴情報による被写体予測が不可能であるためにContinuousＡＦと同じ動作となるが、これはステップＳ４０４において狭いスキャン範囲が設定され、レリーズタイムラグが短くなることを期待している。従って、連写モード時にはContinuousＡＦモードをデフォルト設定とすると良い。

連写１枚目でないとしてステップＳ４１３へ進むと、連写撮影の２枚目であるかどうか調べ、連写２枚目であればステップＳ４１４へ進み、連写２枚目でなければステップＳ４１５へ進む。

連写２枚目であるとしてステップＳ４１４へ進むと、連写１枚目撮影時のフォーカスレンズ位置をスキャン範囲中心として設定する。スキャン範囲幅は連写の時間間隔を延ばさないことを優先して設定すると、バッファ用途のＤＲＡＭ１１３に余裕がある状態における連写撮影間隔内にＡＦ動作が終了するスキャン範囲幅設定を、最大スキャン範囲幅設定となる。このステップＳ４１４では、被写体移動に関する情報が全く無いため、前記最大スキャン範囲幅を設定する。具体的には、後述する図７のフローチャートによる合焦判定が可能なスキャンデータ数を得る時間と、スキャン開始位置への移動時間およびスキャン終了後合焦位置への移動時間と、各種演算時間の合計時間が、連写間隔時間よりも短くなるように設定する。

連写２枚目でないとしてステップＳ４１５へ進むと、今度は連写撮影の３枚目であるかどうかを調べ、連写３枚目であればステップＳ４１６へ進む。そして、このステップＳ４１６では、合焦位置履歴情報として連写１枚目と２枚目の２つの合焦位置情報（ＦＰ１、ＦＰ２）があるので、式（１）の１次近似により被写体予測を行ってスキャン中心位置ＯｂｊＰ３を求める。

ＯｂｊＰ３＝ＦＰ２＋（ＦＰ２−ＦＰ１）×ＦｐＡｄｊ３ ・・・（１）
ここで、パラメータＦｐＡｄｊ（ｎ）は、被写体予測結果と直前の合焦位置の重み付け設定のパラメータであり、０〜１の値をとる。図５のフォーカスレンズ位置ではＦｐＡｄｊ（ｎ）＝１としている。

連写３枚目でない場合はステップＳ４１５からステップＳ４１７へ進む。合焦位置履歴情報として少なくとも直前３枚の合焦位置情報（ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３）があるので、式（２）の２次近似により被写体予測を行ってスキャン中心位置ＯｂｊＰ４を求める（図５参照）。

ＯｂｊＰ４＝（ＦＰ１−３・ＦＰ２＋３・ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３
×（１−ＦｐＡｄｊ４）
＝（ＦＰ１−３・ＦＰ２＋２・ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３ ・・・（２）
次のステップＳ４１８では、後述する図６のフローチャートに従ってスキャンを行い、上記したステップＳ４０９以降の処理へ進む。

連写２枚目以降においては、後述する図７のフローチャートによる合焦判定結果が×となるような場合でも、定点へフォーカスレンズ１０４を駆動して撮影するよりも、前回の合焦位置付近に設定されたスキャン範囲におけるピーク位置で撮影した方がボケない可能性が高いため、合焦判定処理は行わない。と同時に、合焦表示も行わない。ここで、上記スキャン範囲は、後述の合焦判定に必要なスキャンポイント数を満たすように、またスキャンに要する時間が不必要に長くならないように設定される。

次に、図４のステップＳ４０６もしくはステップＳ４１８におけるスキャンのサブルーチンについて、図６のフローチャートにより説明する。

まずステップＳ６０１では、フォーカスレンズ１０４をスキャン開始位置に移動する。スキャン開始位置は設定されたスキャン範囲の一端に設定される。次のステップＳ６０２では、撮影画面内に設定されるＡＦ領域の焦点評価値とフォーカスレンズ１０４の位置をシステム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。続くステップＳ６０３では、フォーカスレンズ位置がスキャン終了位置にあるかどうかを調べ、スキャン終了位置であればステップＳ６０５へ進み、そうでなければステップＳ６０４へ進む。上記スキャン終了位置は、設定されたスキャン範囲の他端に設定される。

ステップＳ６０４へ進んだ場合は、フォーカスレンズ１０４を駆動して所定の方向へ所定量動かす。また、ステップＳ６０５へ進んだ場合は、ステップＳ６０２で記憶した焦点評価値とそのレンズ位置から、焦点評価値のピーク位置を計算する。

次に、図４のステップＳ４０７における合焦判定のサブルーチンについて、図７〜図１０を参照しながら説明する。

焦点評価値は遠近競合などの特殊な場合を除けば、横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸に焦点評価値をとると、その形は図１０に示すような山状になる。そこで、焦点評価値が山状になっているか否かを、焦点評価値の最大値と最小値の差、一定値（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の勾配から判定することにより、合焦判定を行うことができる。合焦判定における判定結果は、以下に示すように○×で出力される。

○：焦点評価値のピーク位置から、被写体の焦点調節が可能である。

×：被写体のコントラストが不十分、もしくはスキャンした距離範囲外の距離に被写体が位置する。

ここで、図１０に示すように、山の頂上（Ａ点）から傾斜が続いていると認められる点をＤ点、Ｅ点とし、Ｄ点とＥ点の幅を山の幅Ｌ、Ａ点とＤ点の焦点評価値の差ＳＬ１とＡ点とＥ点の焦点評価値の差ＳＬ２の和（ＳＬ１＋ＳＬ２）をＳＬとする。

まずステップＳ７０１では、焦点評価値の最大値ｍａｘと最小値ｍｉｎ、及び最大値を与えるスキャンポイントｉｏを求める。次のステップＳ７０２では、焦点評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬをともに零に初期化する。続くステップＳ７０３では、最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における遠側端の位置か否かを調べる。遠側端位置でないならばステップＳ７０４へ進み、無限遠方向への単調減少を調べる。遠側端位置であったならば、この処理をスキップしてステップＳ７０５に進む。

ここで、上記ステップＳ７０４における無限遠方向への単調減少を調べる処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ８０１では、カウンタ変数ｉをｉｏに初期化する。次のステップＳ８０２では、スキャンポイントｉにおける焦点評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分無限遠よりのスキャンポイントｉ−１における焦点評価値の値ｄ［ｉ−１］の差を一定値ＳｌｏｐｅＴｈｒと比較する。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒでなければ、無限遠方向への単調減少は生じていないと判定し、無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了して、ステップＳ８０２から図7のステップＳ７０５へ進む。

一方、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒであれば、無限遠方向への単調減少が生じていると判定し、ステップＳ８０３に進む。ここでは、焦点評価値が一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ（山の幅）を表す変数Ｌ、単調減少区間における減少量を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。

Ｌ ＝Ｌ＋１
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］）
そして、無限遠方向への単調減少をチェックする処理を継続する場合はステップＳ８０４へ進み、ｉ＝ｉ−１として、検出をする点を１スキャンポイント無限遠側に移す。次のステップＳ８０５では、カウンタｉがスキャンを行った所定範囲における遠側端位置の値（＝０）になったかどうかをチェックする。カウンタｉの値が０、すなわち単調減少を検出する開始点がスキャンを行った所定範囲における遠側端位置に達したならば、無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了して、図７のステップＳ７０５へ進む。

以上のようにしてｉ＝ｉｏから無限遠方向への単調減少をチェックする。

図７に戻り、ステップＳ７０５では、最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における至近端の位置か否かを調べ、至近端位置でないならばステップＳ７０６へ進み、至近端方向への単調減少を調べる。至近端位置であったならば、この処理をスキップしてステップＳ７０７に進む。

ここで、上記ステップＳ７０６における至近端方向への単調減少を調べる処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ９０１では、カウンタ変数ｉをｉｏに初期化する。次のステップＳ９０２では、スキャンポイントｉにおける焦点評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分至近端よりのスキャンポイントｉ＋１における焦点評価値の値ｄ［ｉ＋１］の差を所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒと比較する。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒでなければ、至近端方向への単調減少は生じていないと判定し、至近端方向への単調減少をチェックする処理を終了して、図７のステップＳ７０７へ進む。

一方、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒであれば、至近端方向への単調減少が生じていると判定し、ステップＳ９０３に進む。ここでは、焦点評価値が一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ（山の幅）を表す変数Ｌ、単調減少区間における減少量を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。

Ｌ ＝Ｌ＋１
ＳＬ＝ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］）
そして、至近端方向への単調減少をチェックする処理を継続する場合はステップＳ９０４へ進み、ｉ＝ｉ＋１として、検出をする点を１スキャンポイント至近端側に移す。次のステップＳ９０５では、カウンタｉがスキャンを行った所定範囲における至近端位置の値（＝Ｎ）になったかどうかをチェックする。カウンタｉの値がＮ、すなわち単調減少を検出する開始点がスキャンを行った所定範囲における至近端位置に達したならば、至近端方向への単調減少をチェックする処理を終了して、図７のステップＳ７０７へ進む。

以上のようにしてｉ＝ｉｏから至近端方向への単調減少をチェックする。

無限遠方向および至近端方向への単調減少をチェックする処理が終了したならば、以下のように、得られた焦点評価値が山状になっているか否か、諸係数をそれぞれのしきい値と比較し、○×の判定を行う。

つまり、図７のステップＳ７０７では、焦点評価値の最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における至近端であり、かつ至近端スキャンポイントｎにおける焦点評価値の値ｄ［ｎ］と、ｎより１スキャンポイント分無限遠よりのスキャンポイントｎ−１における焦点評価値の値ｄ［ｎ−１］の差が、一定値ＳｌｏｐｅＴｈｒ以上であればステップＳ７１１へ進み、そうでなければステップＳ７０８へ進む。ステップＳ７０８では、焦点評価値の最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における遠側端であり、かつ遠側端スキャンポイント０における焦点評価値の値ｄ［０］と、０より１スキャンポイント分至近端よりのスキャンポイント１における焦点評価値の値ｄ［１］の差が、一定値ＳｌｏｐｅＴｈｒ以上であればステップＳ７１１へ進み、そうでなければステップＳ７０９へ進む。

ステップＳ７０９では、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬが所定値Ｌｏ以上であり、かつ傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌが所定値ＳＬｏ／Ｌｏ以上であり、かつ焦点評価値の最大値と最小値の差が所定値以上であれば、ステップＳ７１０へ進み、そうでなければステップＳ７１１へ進む。ステップＳ７１０では、得られた焦点評価値が山状となっていて、被写体の焦点調節が可能であるため判定結果を○としている。また、ステップＳ７１１では、得られた焦点評価値が山状となっておらず、被写体の焦点調節が不可能であるため判定結果を×としている。

以上のようにして、図４のフローチャートにおけるステップＳ４０７の合焦判定を行う。

次に、図１１のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるステップＳ２１２の撮影動作のサブルーチンを説明する。

まず、ステップＳ１１０１では、被写体輝度を測定する。次のステップＳ１１０２では、ステップＳ１１０１で測定した被写体輝度に応じて撮像素子１０８への露光を行う。撮像素子面上に結像された像は光電変換されてアナログ信号となり、次のステップＳ１１０３にて、Ａ／Ｄ変換部１０９へと送られ、撮像素子１０８の出力ノイズ除去や非線形処理などの前処理の後にデジタル信号に変換される。続くステップＳ１１０４では、Ａ／Ｄ変換部１０９からの出力信号をＷＢ処理部１１１によりホワイトバランス調整し、画像処理部１１０で適正な出力画像信号とする。そして、ステップＳ１１０５にて、出力画像信号をフォーマット変換部１１２でＪＰＥＧフォーマット等への画像フォーマット変換を行い、ＤＲＡＭ１１３に一時的に記憶する。次のステップＳ１１０６では、ＤＲＡＭ１１３内のデータを画像記録部１１４にてカメラ内のメモリ、またはカメラに装着されたメモリカードなどの外部記憶媒体へと転送し、記憶する。

以上の実施例１によれば、連写モード時には、前回以前の連続撮影時のフォーカスレンズ１０４の位置に基づいて今回撮影時の被写体距離を予測している。そして、該予測した被写体距離を中心とした前後の狭い範囲でフォーカスレンズ１０４のスキャン動作を行う。そして、該スキャン動作により得られる焦点評価値が最大になるように前記フォーカスレンズの位置を調節して、今回の連続撮影を行わせるようにしている。よって、連写撮影時においても、動く被写体にピントを合わせつづけることが可能となる。換言すれば、それまでの合焦位置の履歴に基づき被写体移動予測を行い、スキャン範囲の中心とスキャン範囲幅を設定することにより、動く被写体への追従性を向上させた電子カメラとすることができる。

上記実施例１では、等時間間隔で連写撮影を行った場合の動体予測ＡＦについて記述した。しかし、等時間間隔で連写撮影を行っている途中でストロボの充電が必要になり、充電が完了するのを待つことで、次の撮影までの時間が長くなってしまう場合は、動体予測の精度が悪くなってしまう。

そこで、本発明の実施例２では、等時間間隔で連写撮影を行っている途中で次の撮影までの時間が長くなってしまう場合であり、かつ、ストロボの充電完了待ちのように次の撮影までの間にＡＦが可能なときの動体予測ＡＦについて説明する。以下、図面を参照しながら本発明の実施例２について説明する。なお、電子カメラの回路構成は図１と同様であるものとする。

図１２は本発明の実施例２に係わる電子カメラの一連の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１２０１では、メインスイッチ１２２の状態を検出し、ＯＮであればステップＳ１２０２へ進む。ここでメインスイッチ１２２の機能はシステムに電源を投入することである。ステップＳ１２０２では、画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ１２０３へ進み、そうでなければステップＳ１２０４へ進む。ステップＳ１２０３では、画像記録部１１４の残容量が０であることを警告してステップＳ１２０１に戻る。警告は操作表示部１１７に表示するか又は図示しない音声出力部から警告音を出すか、又はその両方を行ってもよい。

画像記録部１１４の残容量があるとしてステップＳ１２０４へ進むと、ＡＦモードがContinuousＡＦモードであるかSingleＡＦモードであるかを調べる。ContinuousＡＦモードであればステップＳ１２０５へ進み、SingleＡＦモードであればステップＳ１２０６へ進む。ステップＳ１２０５では、図３のフローチャートに従ってContinuousＡＦを行う。

次のステップＳ１２０６では、スイッチＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ１２０８へ進み、そうでなければステップＳ１２０７へ進む。ここで、スイッチＳＷ１の機能は、ＡＦやＡＥなどの撮影スタンバイ動作を行うことである。ステップＳ１２０７では、メインスイッチ１２２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ１２０４へ、そうでなければステップＳ１２０１へ、それぞれ戻る。

ステップＳ１２０８へ進むと、ＡＥ処理部１０３により画像処理部１１０の出力からＡＥ処理を行う。そして、次のステップＳ１２０９にて、連写中のＡＦスキャンの回数を示すＡＦＮ＝１と設定する。続くステップＳ１２１０では、後述する図１３のフローチャートに従ってＡＦ動作を行う。ステップＳ１２１１は、スイッチＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ１２１４へ進み、そうでなければステップＳ１２１２へ進む。ここで、スイッチＳＷ２の機能は上記スイッチＳＷ１の操作後撮影を行うことである。

ステップＳ１２１２では、スイッチＳＷ１の状態を調べ、ＯＮでなければステップＳ１２０４へ戻り、ＯＮであればステップＳ１２１３でＡＦＮ＝２と設定してからステップＳ１２１１へ戻る。そして、スイッチＳＷ２がＯＮされるか、スイッチＳＷ１がＯＦＦされるまでフォーカスをロックする。

スイッチＳＷ２がＯＮであるとしてステップＳ１２１４へ進むと、図１１のフローチャートに従って撮影動作を行う。次のステップＳ１２１５では、画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ１２０３へ進み、そうでなければステップＳ１２１６へ進む。ステップＳ１２１６では、ドライブモードスイッチ１２０により連写モードに設定されているか、または撮影モードスイッチ１１９により連写モードがデフォルト設定となる撮影モードに設定されているかを調べる。そして、連写モードであればステップＳ１２１８へ進み、そうでなければステップＳ１２１７へ進む。

ステップＳ１２１７へ進むと、スイッチＳＷ２がＯＮの間は撮影画像を操作表示部１１７に表示し、スイッチＳＷ２がＯＦＦであればステップＳ１２１２へ進む。また、ステップＳ１２１８へ進むと、スイッチＳＷ２がＯＮでなければステップＳ１２１２へ進み、ＯＮであれば連写撮影のためステップＳ１２１０へ進み、後述する図１３のフローチャートに従って連写時のＡＦ動作へと進む。

以下、図１２のステップＳ１２１０におけるＡＦ動作のサブルーチンについて、図１３のフローチャートに従って説明する。

まずステップＳ１３０１では、ストロボが充電中であるかどうかを示すＳｔＦｌｇ＝ＦＡＬＳＥと設定する。そして、次のステップＳ１３０２にて、ドライブモードスイッチ１２０により連写モードに設定されているか、または撮影モードスイッチ１１９により連写モードがデフォルト設定となる撮影モードに設定されているかを調べる。その結果、連写モードであればステップＳ１３１５へ進み、そうでなければステップＳ１３０３へ進む。

ステップＳ１３０３へ進むと、ＡＦモードスイッチ１２１によりＡＦモード設定がContinuousＡＦモードであるかＳingleＡＦモードであるかを調べ、ContinuousＡＦモードであればステップＳ１３０４へ進み、SingleＡＦモードであればステップＳ１３０６へ進む。ステップＳ１３０４では、図３のフローチャートにおけるピーク検出フラグがＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればステップＳ１３０５へ進み、ＦＡＬＳＥであればステップＳ１３０６へ進む。

ステップＳ１３０５へ進むと、ContinuousＡＦ動作により焦点評価値がピークを示す合焦位置付近にフォーカスレンズ１０４が位置するため、合焦精度を向上させることを主な目的として現在のフォーカスレンズ位置を中心とした狭いスキャン範囲を設定する。ここで、スキャン範囲は、図７のフローチャートによる合焦判定に必要なスキャンデータ数を満たすと同時に、スキャン時間が不必要に長くならないように設定する。一方、ステップＳ１３０６へ進んだ場合は、設定されたモードにおけるＡＦ可能範囲全域をスキャン範囲に設定する。

次のステップＳ１３０７では、図６のフローチャートに従って、ステップＳ１３０５もしくはステップＳ１３０６で設定されたスキャン範囲のスキャンを行う。次のステップＳ１３０８では、ステップＳ１３０７で記憶したスキャンデータにより図７のフローチャートにしたがって合焦判定を行う。続くステップＳ１３０９では、ステップＳ１３０８における合焦判定の結果が○であればステップＳ１３１０へ進み、ＡＦＮ＝ＡＦＮ＋１とした後、ステップＳ１３１１へ進む。ステップＳ１３１１では、ステップＳ１３０７または後述のステップＳ１３２４のスキャンにおいて計算したピーク位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。その後は後述のステップＳ１３２５へ進む。

また、合焦判定の結果が×であればステップＳ１３０９からステップＳ１３１２へ進む。そして、ここでは設定されたモードにおけるＡＦ可能範囲全域のスキャンが済んでいるかを調べ、全域スキャン済みであればステップＳ１３１３へ進み、ここでＡＦＮ＝ＡＦＮ＋１とする。その後はステップＳ１３１４へ進み、定点と呼ばれるあらかじめ設定された位置へフォーカスレンズ１０４を移動し、図１２のフローチャートへリターンする。また、全域スキャン未完了であればステップＳ１３１２からステップＳ１３０７へ進む。

上記ステップＳ１３０２にて連写モードであった場合は上記のようにステップＳ１３１５へ進む。そして、連写中のＡＦ回数を示すＡＦＮが１であるかどうか調べ、ＡＦＮ＝１であればステップＳ１３０４へ進み、ＡＦＮ＝１でなければステップＳ１３１６へ進む。連写１枚目は、合焦位置履歴情報による被写体予測が不可能であるためにContinuousＡＦと同じ動作となるが、これはステップＳ１３０５において狭いスキャン範囲が設定され、レリーズタイムラグが短くなることを期待している。従って、連写モード時にはContinuousＡＦモードをデフォルト設定とすると良い。

ステップＳ１３１６へ進むと、ＡＦＮ＝２であるかどうか調べ、ＡＦＮ＝２であればステップＳ１３１７へ進み、ＡＦＮ＝２でなければステップＳ１３１８へ進む。ステップＳ１３１７では、連写１枚目撮影フォーカスレンズ位置をスキャン範囲中心として設定する。スキャン範囲幅は連写間隔時間を延ばさないことを優先して設定すると、バッファ用途のＤＲＡＭ１１３に余裕がある状態における連写撮影間隔内にＡＦ動作が終了するスキャン範囲幅設定が、最大スキャン範囲幅設定となる。このステップＳ１３１７では、被写体移動に関する情報が全く無いため、前記最大スキャン範囲幅を設定する。具体的には、図７のフローチャートによる合焦判定が可能なスキャンデータ数を得る時間と、スキャン開始位置への移動時間およびスキャン終了後合焦位置への移動時間と、各種演算時間の合計時間が連写間隔時間よりも短くなるように設定する。

ＡＦＮ＝２でないとしてステップＳ１３１８へ進むと、次回撮影時にストロボ１０６を発光させるだけの電力が充電されているかどうかを調べる。充電完了待ちであればステップＳ１３１９でＳｔＦｌｇ＝ＴＲＵＥと設定して、ステップＳ１３２１へ進む。充電されていればステップＳ１３２０でＳｔＦｌｇ＝ＦＡＬＳＥと設定して、ステップＳ１３２１へ進む。ステップＳ１３２１では、ＡＦＮ＝３であるかどうか調べ、ＡＦＮ＝３であればステップＳ１３２２へ進み、ＡＦＮ＝３でなければステップＳ１３２３へ進む。

ＡＦＮ＝３であるとしてステップＳ１３２２へ進むと、合焦位置履歴情報として連写１枚目、２枚目の２つの合焦位置情報（ＦＰ１，ＦＰ２）があるので、式（３）の１次近似により被写体予測を行ってスキャン中心位置ＯｂｊＰ３を求める。

ＯｂｊＰ３＝ＦＰ２＋（ＦＰ２−ＦＰ１）×ＦｐＡｄｊ３ ・・・（３）
ここで、パラメータＦｐＡｄｊ（ｎ）は、被写体予測結果と直前の合焦位置の重み付け設定のパラメータであり、０〜１の値をとる。図５のフォーカスレンズ位置ではＦｐＡｄｊ（ｎ）＝１としている。

また、ステップＳ１３２３へ進むと、合焦位置履歴情報として少なくとも直前３枚の合焦位置情報（ＦＰ１，ＦＰ２，ＦＰ３）があるので、式（４）の２次近似により被写体予測を行ってスキャン中心位置ＯｂｊＰ４を求める。

ＯｂｊＰ４＝（ＦＰ１−３・ＦＰ２＋３・ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３
×（１−ＦｐＡｄｊ４）
＝（ＦＰ１−３・ＦＰ２＋２・ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３ ・・・（４）
そして、次のステップＳ１３２４では、図６のフローチャートに従ってスキャンを行い、ステップＳ１３１０へ進んでＡＦＮ＝ＡＦＮ＋１とした後、ステップＳ１３１１へと進む。

連写２枚目以降においては、図７のフローチャートによる合焦判定結果が×となるような場合でも、定点へフォーカスレンズ１０４を駆動して撮影するよりも、前回の合焦位置付近に設定されたスキャン範囲におけるピーク位置で撮影した方がボケない可能性が高いため、合焦判定処理は行わない。と同時に、合焦表示も行わない。ここで、前記スキャン範囲は、後述の合焦判定に必要なスキャンポイント数を満たすように、またスキャンに要する時間が不必要に長くならないように設定される。

上記ステップＳ１３１０，Ｓ１３１１を介してステップＳ１３２５へ進むと、ＳｔＦｌｇ＝ＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＳｔＦｌｇ＝ＴＲＵＥであればステップＳ１３１８へ進み、ＳｔＦｌｇ＝ＴＲＵＥでなければＡＦ動作のサブルーチンを終了する。

ＳｔＦｌｇ＝ＴＲＵＥとなっているときのステップＳ１３２２、ステップＳ１３２３でのスキャン幅には、最後にＳｔＦｌｇ＝ＦＡＬＳＥとなっていたときのスキャン幅を設定する。

以上の実施例２によれば、等時間間隔で連写している途中でストロボ充電完了待ちによって撮影ができずに次の撮影までの時間間隔が長くなってしまう場合でも、等時間間隔でＡＦスキャンを行い続けることで、次の撮影において動体に追従させることができ、動体予測を続けることが可能となる。

上記実施例２では、等時間間隔で連写撮影を行っている途中で、次の撮影までの時間が長くなってしまう場合において、次の撮影までの間にＡＦが可能な場合の例について述べた。しかし、次の撮影までの間にＡＦが不可能な場合（例えばバッファメモリがフルになった場合）には、上記実施例２を用いても動体予測を続けることができない。

そこで、本発明の実施例３では、等時間間隔で連写撮影を行っている途中で、次の撮影までの時間が長くなってしまう場合において、次の撮影の直前までＡＦが不可能な場合の例について説明する。本実施例３では、上記実施例２における図１２におけるステップＳ１２１０の「ＡＦ動作」及びステップＳ１２１４の「撮影」においてのみ実施例２と異なる。

以下、図１２のステップＳ１２１０におけるＡＦ動作におけるサブルーチンについて、図１４及び図１５を参照しながら説明する。

図１４は、本発明の実施例３に係わる電子カメラのＡＦ動作を示すフローチャートであり、図１５は撮影動作を示すフローチャートである。

まずステップＳ１４０１では、ドライブモードスイッチ１２０により連写モードに設定されているか、または撮影モードスイッチ１１９により連写モードがデフォルト設定となる撮影モードに設定されているかを調べる。そして、連写モードであればステップＳ１４１２へ進み、そうでなければステップＳ１４０２へ進む。

ステップＳ１４０２へ進むと、ＡＦモードスイッチ１２１によりＡＦモード設定がContinuousＡＦモードであるかSingleＡＦモードであるかを調べる。その結果、ContinuousＡＦモードであればステップＳ１４０３へ進み、SingleＡＦモードであればステップＳ１４０５へ進む。ステップＳ１４０３では、図３のフローチャートにおけるピーク検出フラグがＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればステップＳ１４０４へ進み、ＦＡＬＳＥであればステップＳ１４０５へ進む。

ステップＳ１４０４へ進むと、ContinuousＡＦ動作により焦点評価値がピークを示す合焦位置付近にフォーカスレンズが位置するため、合焦精度を向上させることを主な目的として現在のフォーカスレンズ位置を中心とした狭いスキャン範囲を設定する。ここで、スキャン範囲は、図７のフローチャートによる合焦判定に必要なスキャンデータ数を満たすと同時に、スキャン時間が不必要に長くならないように設定する。一方、ステップＳ１４０５へ進んだ場合は、設定されたモードにおけるＡＦ可能範囲全域をスキャン範囲に設定する。

次のステップＳ１４０６では、図６のフローチャートに従って、ステップＳ１４０５もしくはステップＳ１４０６で設定されたスキャン範囲のスキャンを行う。そして、次のステップＳ１４０７では、ステップＳ１４０６で記憶したスキャンデータにより図７のフローチャートにしたがって合焦判定を行う。続くステップＳ１４０８では、ステップＳ１４０７における合焦判定の結果が○であればステップＳ１４０９へ進み、×であればステップＳ１４１０へ進む。ステップＳ１４１０では、設定されたモードにおけるＡＦ可能範囲全域のスキャンが済んでいるかを調べ、全域スキャン済みであればステップＳ１４０６へ進み、全域スキャン未完了であればステップＳ１４１１へ進む。ステップＳ１４１１では、定点と呼ばれるあらかじめ設定された位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。また、ステップＳ１４０９へ進むと、ステップＳ１４０６または後述のステップＳ１４２１のスキャンにおいて計算したピーク位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。そして、後述のステップＳ１４２２へ進む。

上記ステップＳ１４０１にて連写モードであるとしてステップＳ１４１２へ進むと、連写中のＡＦ回数を示すＡＦＮ＝１であるかどうか調べ、ＡＦＮ＝１であればステップＳ１４０３へ進み、ＡＦＮ＝１でなければステップＳ１４１３へ進む。連写１枚目は、合焦位置履歴情報による被写体予測が不可能であるためにContinuousＡＦと同じ動作となるが、これはステップＳ１４０４において狭いスキャン範囲が設定され、レリーズタイムラグが短くなることを期待している。従って、連写モード時にはContinuousＡＦモードをデフォルト設定とすると良い。

ステップＳ１４１３では、ＡＦＮ＝２であるかどうか調べ、ＡＦＮ＝２であればステップＳ１４１６へ進み、ＡＦＮ＝２でなければステップＳ１４１５へ進む。このステップＳ１４１６では、連写１枚目撮影フォーカスレンズ位置をスキャン範囲中心として設定する。スキャン範囲幅は連写間隔時間を延ばさないことを優先して設定すると、バッファ用途のＤＲＡＭ１１３に余裕がある状態における連写撮影間隔内にＡＦ動作が終了するスキャン範囲幅設定が、最大スキャン範囲幅設定となる。ステップＳ１４１６では被写体移動に関する情報が全く無いため、前記最大スキャン範囲幅を設定する。具体的には、図７のフローチャートによる合焦判定が可能なスキャンデータ数を得る時間と、スキャン開始位置への移動時間およびスキャン終了後合焦位置への移動時間と、各種演算時間の合計時間が連写間隔時間よりも短くなるように設定する。

また、ステップＳ１４１５へ進むと、後述する図１５の撮影動作のサブルーチン内でＤＲＡＭがフルになったかどうか（ＢｆＦｌｇ＝ＴＲＵＥになっているかどうか）を調べ、ＢｆＦｌｇ＝ＴＲＵＥであればステップＳ１４２０へ進み、ＢｆＦｌｇ＝ＴＲＵＥでなければ、ステップＳ１４１７へ進む。ステップＳ１４１７では、ＡＦＮ＝３であるかどうか調べ、ＡＦＮ＝３であればステップＳ１４１８へ進み、ＡＦＮ＝３でなければステップＳ１４１９へ進む。

ステップＳ１４１８では、合焦位置履歴情報として連写１枚目、２枚目の２つの合焦位置情報（ＦＰ１、ＦＰ２）があるので、式（５）の１次近似により被写体予測を行ってスキャン中心位置ＯｂｊＰ３を求める。

ＯｂｊＰ３＝ＦＰ２＋（ＦＰ２−ＦＰ１）×ＦｐＡｄｊ３ ・・・（５）
ここで、パラメータＦｐＡｄｊ（ｎ）は、被写体予測結果と直前の合焦位置の重み付け設定のパラメータであり、０〜１の値をとる。図５のフォーカスレンズ位置ではＦｐＡｄｊ（ｎ）＝１としている。

また、ステップＳ１４１９では、合焦位置履歴情報として少なくとも直前３枚の合焦位置情報（ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３）があるので、式（６）の２次近似により被写体予測を行ってスキャン中心位置ＯｂｊＰ４を求める。

ＯｂｊＰ４＝（ＦＰ１−３・ＦＰ２＋３・ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３
×（１−ＦｐＡｄｊ４）
＝（ＦＰ１−３・ＦＰ２＋２・ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３ ・・・（６）
また、ステップＳ１４２０では、ＤＲＡＭがフル（空きがない状態）になったことにより、合焦位置履歴情報の直前２枚の時間間隔よりも直前１枚から今回の撮影までの時間間隔が長くなっているため、直前２枚の合焦位置情報を近似式に使うことができない。よって、直前の撮影フォーカスレンズ位置をスキャン範囲中心として設定する。また、動体予測ができないので、このときのスキャン範囲は、ステップＳ１４１８、ステップＳ１４１９におけるスキャン範囲のα倍（α＞１）に広げて、動体に追従させるようにする。

ステップＳ１４２１へ進むと、図６のフローチャートに従ってスキャンを行い、ステップＳ１４０９へと進み、ピーク位置にフォーカスレンズ１０４を移動させる。連写２枚目以降においては、図７のフローチャートによる合焦判定結果が×となるような場合でも、定点へフォーカスレンズ１０４を駆動して撮影するよりも、前回の合焦位置付近に設定されたスキャン範囲におけるピーク位置で撮影した方がボケない可能性が高いため、合焦判定処理は行わない。と同時に、合焦表示も行わない。

ステップＳ１４０９を介してステップＳ１４２２へ進むと、ＢｆＦｌｇ＝ＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＢｆＦｌｇ＝ＴＲＵＥであればステップＳ１４２３へ進み、ＢｆＦｌｇ＝ＴＲＵＥでなければＡＦ動作のサブルーチンを終了する。ステップＳ１４２３へ進むと、ＢｆＦｌｇ＝ＦＡＬＳＥ、ＡＦＮ＝２と設定してＡＦ動作のサブルーチンを終了する。

次に、図１２のステップＳ１２１４における撮影動作のサブルーチンについて、図１５のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１５０１では、ＤＲＡＭ１１３がフルになっているかどうかを示すＢｆＦｌｇをＦＡＬＳＥと設定する。次のステップＳ１５０２では、被写体輝度を測定する。続くステップＳ１５０３では、ステップＳ１５０２で測定した被写体輝度に応じて撮像素子１０８への露光を行う。撮像素子面上に結像された像は光電変換されてアナログ信号となり、ステップＳ１５０４にてＡ／Ｄ変換部１０９へと送られ、撮像素子１０８の出力ノイズ除去や非線形処理などの前処理の後にデジタル信号に変換される。

ステップＳ１５０５では、Ａ／Ｄ変換部１０９からの出力信号をＷＢ処理部１１１によりホワイトバランス調整し、画像処理部１１０で適正な出力画像信号とする。次のステップＳ１５０６では、出力画像信号をフォーマット変換部１１２でＪＰＥＧフォーマット等への画像フォーマット変換を行い、ＤＲＡＭ１１３に一時的に記憶する。続くステップＳ１５０７では、ＤＲＡＭ１１３がフルになっているかどうかを調べ、フルになっていればステップＳ１５０９へ進み、余裕があれば、撮影動作のサブルーチンを終了する。ステップＳ１５０９では、ＢｆＦｌｇ＝ＴＲＵＥと設定する。そして、次のステップＳ１５１０にて、ＤＲＡＭ１１３内のデータを画像記録部１１４にてカメラ内のメモリ、またはカメラに装着されたメモリカードなどの外部記憶媒体へと転送し、記憶する。

以上の実施例３によれば、等時間間隔で連写している途中でＤＲＡＭ１１３がフルになることによって撮影ができずに次の撮影までの時間間隔が長くなってしまい、さらに次の撮影の直前までの間にＡＦが不可能になることがある。このような場合には、フォーカスレンズ１０４のスキャン範囲を広げ、動体被写体に追従させるようにしている。よって、このような場合でも次の撮影において動体に追従させることができ、動体予測を続けることが可能となる。

本発明の実施例１〜３に係る電子カメラの回路構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係わる一連の動作を表すフローチャートである。 図２におけるContinuousＡＦのサブルーチンのフローチャートである。 図２におけるＡＦ動作のサブルーチンのフローチャートである。 図４における狭いスキャン範囲設定の説明図である。 図４におけるスキャンのサブルーチンのフローチャートである。 図４における合焦判定のサブルーチンのフローチャートである。 無限遠方向の単調減少を求める動作の説明図である。 至近方向の単調減少を求める動作の説明図である。 焦点評価値の判定の概念を説明するための図である。 図２における撮影動作のサブルーチンのフローチャートである。 本発明の実施例２及び３に係わる一連の動作を表すフローチャート図である。 本発明の実施例２におけるＡＦ動作のサブルーチンのフローチャートである。 本発明の実施例３におけるＡＦ動作のサブルーチンのフローチャートである。 本発明の実施例３における撮影動作のサブルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０１ 撮影レンズ
１０３ ＡＥ処理部
１０４ フォーカスレンズ
１０５ ＡＦ処理部
１０６ ストロボ
１０７ ＥＦ処理部
１０８ 撮像素子
１１０ 画像処理部
１１３ ＤＲＡＭ
１１４ 画像記録部
１１５ システム制御部
１１７ 操作表示部
１１８ 操作部
１１９ 撮影モードスイッチ
１２０ ドライブモードスイッチ
１２１ ＡＦモードスイッチ
１２２ メインスイッチ
１２４ 撮影スイッチ

Claims (4)

1. フォーカスレンズを被写体光軸方向に走査させながら撮像素子からの出力信号に基づいて被写体への焦点状態を検出し、該被写体への焦点状態の検出結果に応じて前記フォーカスレンズの位置を調節して被写体に合焦するようにする焦点調節手段と、
   連続撮影の場合、前回以前の撮影での前記フォーカスレンズの位置に基づいて今回の撮影に伴う前記フォーカスレンズの走査動作を行い、焦点調節を行うよう制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前回撮影までの各連続撮影時間間隔よりも、前回の撮影から今回の連続撮影までの時間間隔が広くなってしまう場合、前回の撮影から今回の連続撮影までの間に複数回、前記走査動作に基づく前記フォーカスレンズの位置調節を行うことを特徴とする自動合焦装置。
2. フォーカスレンズを被写体光軸方向に走査させながら撮像素子からの出力信号に基づいて被写体への焦点状態を検出し、該被写体への焦点状態の検出結果に応じて前記フォーカスレンズの位置を調節して被写体に合焦するようにする焦点調節手段と、
   連続撮影の場合、前回以前の撮影での前記フォーカスレンズの位置に基づいて今回の撮影に伴う前記フォーカスレンズの走査動作を行い、焦点調節を行うよう制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前回撮影までの各連続撮影時間間隔よりも、前回の撮影から今回の連続撮影までの時間間隔が広くなってしまう場合、今回の連続撮影の直前に、前記走査動作に基づく前記フォーカスレンズの位置調節を行うことを特徴とする自動合焦装置。
3. 前記制御手段は、前記今回の連続撮影の直前に、前記走査動作に基づく前記フォーカスレンズの位置調節を行うことができない場合、前記フォーカスレンズの走査動作の範囲を広げ、広げた走査範囲での前記走査動作に基づく前記フォーカスレンズの位置調節を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の自動合焦装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の自動合焦装置を具備したことを特徴とする撮像装置。
   

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