JP2011043789A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被写体が動いても素早く焦点を合わせることができる撮像装置および撮像方法に関する。
【解決手段】 撮影レンズと、撮影レンズを介して受光した被写体光をもとに画像データを取得する撮像手段と、撮像手段から連続的に取得した画像データに基づいて被写体の動きを検知する動き検知手段と、動き検知手段が被写体の動きを検知したときに撮影レンズを駆動させて取得した画像データに基づいて合焦位置判定データを算出する焦点検出手段と、合焦位置判定データに基づいて合焦位置を推定する合焦位置推定手段と、を有する撮像装置による。
【選択図】図６

Description

本発明は、被写体に対して自動的に焦点を合わせる自動焦点機能を有する撮像装置及び撮像方法に関するもので、詳しくは、被写体が動いても素早く焦点を合わせることができる撮像装置および撮像方法に関するものである。

一般的なデジタルスチルカメラ等の撮像装置は、被写体に対して自動的に焦点を合わせるオートフォーカス（以下「ＡＦ」という）装置を搭載している。このＡＦ装置が自動的に焦点を合せる方法の一例として、山登りＡＦ制御方法が知られている（例えば特許文献１を参照）。山登りＡＦ制御方法は、撮影レンズを介した被写体光から撮像素子が出力する映像信号に含まれる近接画素間の輝度差を積分し、「ＡＦ評価値」として合焦の度合いを示す指標によって焦点を合わせる方式である。

被写体に焦点が合っているとき、いわゆる合焦状態のときの被写体像は輪郭部分がはっきりしている。逆に、被写体に焦点が合っていないとき、いわゆる非合焦状態のときの被写体像は輪郭部分がぼやけてしまう。
そうすると、合焦状態の被写体像にかかる映像信号の近接画素間の輝度差は大きく、逆に非合焦状態の被写体像にかかる映像信号の近接画素間の輝度差は小さい。つまり、合焦状態のときは、ＡＦ評価値が最大となる。

ＡＦ装置は、撮影レンズを移動させながら所定のタイミングで被写体像の映像信号を取得し、各映像信号に基づいて、それぞれのタイミングにおけるＡＦ評価値を算出し、算出されたＡＦ評価値が最大値となる映像信号取得タイミングに対応する撮影レンズ位置に、自動的に撮影レンズを移動させることで、合焦状態を得るものである。このように、ＡＦ制御方法の一つである山登りＡＦ制御方法は、撮影レンズを移動させながら所定のタイミングで算出したＡＦ評価値の最大値を検出することで、合焦位置に自動的に撮影レンズを移動させる方法である。

なお、合焦状態となる撮影レンズの位置を「合焦位置」といい、ＡＦ評価値を算出するために撮影レンズを駆動させる範囲を「合焦サーチ範囲」という。

近年、山登りＡＦ制御方法をより精度良くかつ高速に実行する方法が提案されている（例えば特許文献２を参照）。特許文献２に記載されているＡＦ制御方法は、微小な間隔でＡＦ評価値を算出する第一モードと、合焦位置に近づくまでは粗い間隔でＡＦ評価値をサンプリングし、合焦位置付近では微小な間隔でＡＦ評価値を算出する第二モードとを使い分けることで、ＡＦ処理を高速化し、より素早く被写体に焦点を合わせることができる方法である。

また、いったん合焦状態になった後に再度焦点調節をするとき、前回の合焦状態になったときの被写体画像を記録しておき、この画像と現在の画像を比較して一致度を算出し、この一致度が所定の範囲内であるとき、合焦サーチ範囲を狭くするＡＦ制御方法が提案されている（例えば特許文献３を参照）。

特許文献２に記載のＡＦ制御方法は、いったん合焦状態になった後に被写体が動いたとき、再度粗いサンプリングを行った後に微小なサンプリングを行う必要があるため、素早いＡＦ処理を行うことができない。すなわち、ＡＦ処理をしている間に被写体像が動くと、ＡＦ処理のやり直しが繰り返して発生し、合焦できない場合が生じる。これを解決するために、撮影レンズを介して取得した被写体像に何らかの動きがあったとき、撮影レンズを微小な範囲で駆動するＡＦ制御によって、被写体像の動きに追従できるＡＦ制御方法が望まれていた。

特許文献３のＡＦ制御方法は、一度合焦状態になった後でなければ効果がない。時間変化や被写体の変化に追従していないので、一度も合焦状態にならないときは動作せず、ＡＦ処理に時間がかかる。
また、合焦サーチ範囲を狭くするにしても、レンズ位置に関係なく一律に狭くするものであるから、被写体との距離が変化したときのＡＦ処理はさらに時間がかかっていた。そのため、一度も合焦状態になっていないときであっても、合焦サーチ範囲を狭くし、小刻みにＡＦ処理を行うことで合焦位置を推定することができるＡＦ制御方法が望まれていた。
さらに、ＡＦ処理を行うときの撮影レンズの位置がＴｅｌｅ側にあるかＷｉｄｅ側にあるかに応じて、合焦サーチ範囲を可変させることができるＡＦ制御方法が望まれていた。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、撮影レンズを介して取得した被写体像に動きがあったとき、微小な駆動範囲を合焦サーチ範囲とし、合焦位置を推定することで、ＡＦ処理を素早く行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。
また、被写体に動きがあったときの撮影レンズの位置に応じて合焦サーチ範囲を可変させることで、合焦位置の推定精度を高めて、ＡＦ処理を素早く行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、撮像装置であって、撮影レンズと、撮影レンズを介して受光した被写体光をもとに画像データを取得する撮像手段と、撮像手段から連続的に取得した画像データに基づいて被写体の動きを検知する動き検知手段と、動き検知手段が被写体の動きを検知したときに撮影レンズを駆動させて取得した画像データに基づいて合焦位置判定データを算出する焦点検出手段と、合焦位置判定データに基づいて合焦位置を推定する合焦位置推定手段と、を有することを主な特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、合焦位置推定手段が、合焦位置判定データに基づいて撮影レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置と駆動方向の少なくともいずれか一方を設定することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、合焦位置判定データが、画像データから算出されるＡＦ評価値を元にした平滑微分演算の結果であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、ＡＦ評価値が画像データを構成する隣接画素の輝度差を積分した値であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、平滑微分演算が、隣接するＡＦ評価値の差分を加重積算した値の総計を算出する演算であって、加重積算に用いる重み係数はＡＦ評価値からの乖離度合いに応じて大きくなることを特徴とする

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、焦点位置推定手段は、合焦位置を推定した後に、撮影レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置に、撮影レンズを移動させることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、焦点位置推定手段が合焦位置を推定できなかったとき、撮影レンズの駆動開始位置を変更して、再度、合焦位置判定データを算出することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、焦点検出手段が、所定の条件により撮影レンズを駆動させる駆動範囲を変更する駆動範囲変更手段をさらに有することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、上記の所定の条件が、焦点検出手段が動作を開始するときの撮影レンズの位置であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、上記の所定の条件が、焦点検出手段が動作を開始するときの撮影モードであることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像装置において、上記の所定の条件が、焦点検出手段が動作を開始するときの焦点距離であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は上記の撮像装置を用いた撮像方法であって、動き検知手段が、被写体の動きを検知するステップと、焦点検出手段が、動き検知手段の被写体検知に応じて撮影レンズを所定の位置から所定の向きに所定の量だけ駆動して画像データを取得し、この取得した画像データに基づいて、合焦位置判定データを取得するステップと、合焦位置推定手段が、上記合焦位置判定データに基づいて、上記撮影レンズの合焦位置を推定するステップと、を有することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、合焦位置推定手段が行う合焦位置を推定するステップは、合焦位置判定データに基づいて、撮影レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置と駆動方向の少なくともいずれか一方を設定するステップであることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、合焦位置判定データは、画像データから算出されるＡＦ評価値を元にした平滑微分演算であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、ＡＦ評価値は、上記画像データを構成する隣接画素の輝度差を積分した値であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、平滑微分演算は、隣接するＡＦ評価値の差分を加重積算した値の総計を算出する演算であって、加重積算に用いる重み係数はＡＦ評価値からの乖離度合いに応じて大きくなる値であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、焦点位置推定手段が合焦位置を推定した後に、撮影レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置に、撮影レンズを移動させるステップをさらに有することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、焦点位置推定手段が合焦位置を推定できなかったとき、撮影レンズの駆動開始位置と駆動範囲を変更して、再度、合焦位置判定データを算出するステップをさらに有することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、焦点検出手段が上記撮影レンズを駆動させる駆動範囲を変更する駆動範囲変更手段をさらに有する撮像装置による上記の撮像方法において、所定の条件により、上記駆動範囲を変更するステップをさらに有することを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、所定の条件は、焦点検出手段が動作を開始するときの撮影レンズの位置であることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、所定の条件は、焦点検出手段が動作を開始するときの撮影モードであることを特徴とする。

また本発明の別の形態は、上記の撮像方法において、所定の条件は、焦点検出手段が動作を開始するときの焦点距離であることを特徴とする。

本発明によれば、撮像装置において、被写体の動きを検知したときに、微小な駆動範囲を合焦サーチ範囲として、合焦位置を推定することができ、かつ、次に焦点検出するときの撮影レンズの駆動開始位置を設定することで、ＡＦ処理を素早く行うことができる。

また、本発明によれば、撮像装置において、被写体の動きを検知したときに、撮影レンズの位置に応じて合焦サーチ範囲を変更して、合焦位置を推定することで、次に焦点検出するときの撮影レンズの駆動開始位置を設定し、ＡＦ処理を素早く行うことができる。

本発明に係る撮像装置の例を示す正面図である。 本発明に係る撮像装置の例を示す平面図である。 本発明に係る撮像装置の例を示す背面図である。 本発明に係る撮像装置の例を示す機能ブロック図である。 本発明に係る撮像装置におけるＡＦ処理エリアのイメージ図である。 本発明に係る撮像装置を用いて行うプレＡＦ処理の例を示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置の合焦位置判定データの取得タイミング等を示すタイミングチャートである。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置のＡＦ処理において取得されるＡＦ評価値の変位例を示すグラフである。 本発明に係る撮像装置のＡＦ処理において算出される平滑微分値の変位例を示すグラフである。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 上記プレＡＦ処理における合焦位置推定処理の概略を説明する図である。 上記プレＡＦ処理における合焦位置推定処理の概略を説明する図である。 上記プレＡＦ処理における合焦位置推定処理の概略を説明する図である。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 上記プレＡＦ処理における駆動開始位置と駆動範囲の設定例を示す図である。 上記プレＡＦ処理における駆動開始位置と駆動範囲の設定の別例を示す図である。 本発明に係る撮像装置を用いて行うプレＡＦ処理の別の例を示すフローチャートである。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 上記プレＡＦ処理の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置を用いて行うプレＡＦ処理のさらに別の例の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置において、ＬＣＤモニタへの撮影モードの表示例を示す図である。 本発明に係る撮像装置における、撮影モードと撮影レンズの焦点距離の例を示す図である。 本発明に係る撮像装置を用いて行うプレＡＦ処理のさらに別の例の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置を用いて行うプレＡＦ処理における動き検知処理の別の例の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置を用いて行うプレＡＦ処理における動き検知処理のさらに別の例の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置を用いて行うプレＡＦ処理における動き検知処理のさらに別の例の詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明に係る撮像装置における、撮影レンズの焦点距離と撮像レンズの駆動量の例を示す図である。

以下、本発明に係る撮像装置および撮像方法の実施形態について図を用いて説明する。図１から図３は本発明に係る撮像装置の外観の例を示す図である。図１は正面図、図２は上面側の平面図、図３は背面図である。図１において撮像装置の筐体であるカメラボディＣＢの正面には、ストロボ発光部３、光学ファインダ４、リモコン受光部６およびズームレンズやフォーカスレンズを含む鏡胴ユニット７が配置されており、カメラボディＣＢの一方の側面部には、メモリカード装填室および電池装填室の蓋２が設けられている。

図２においてカメラボディＣＢの上面には、レリーズボタン（スイッチ）ＳＷ１、モードダイヤルＳＷ２およびサブ液晶ディスプレイ（以下、「液晶ディスプレイ」を「ＬＣＤ」と称する）１が配置されている。

図３において、カメラボディＣＢの背面には、光学ファインダ４、ＡＦ用ＬＥＤ（「ＬＥＤ」は、発光ダイオード）８、ストロボＬＥＤ９、ＬＣＤモニタ１０、電源スイッチ１３、広角方向ズームスイッチＳＷ３、望遠方向ズームスイッチＳＷ４、セルフタイマの設定および解除スイッチＳＷ５、メニュースイッチＳＷ６、上移動およびストロボセットスイッチＳＷ７、右移動スイッチＳＷ８、ディスプレイスイッチＳＷ９、下移動およびマクロスイッチＳＷ１０、左移動および画像確認スイッチＳＷ１１、ＯＫスイッチＳＷ１２、ならびにクイックアクセススイッチＳＷ１３が配置されている。

次に、図４を用いて本発明に係る撮像装置の機能ブロックを説明する。本発明に係る撮像装置における動作処理（機能）は、デジタル信号処理ＩＣ（集積回路）等として構成されるデジタルスティルカメラプロセッサ１０４（以下、単に「プロセッサ１０４」とする）によって制御される。
プロセッサ１０４は、第１のＣＣＤ（電荷結合素子）信号処理ブロック１０４−１と、第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２と、ＣＰＵ（中央処理ユニット）ブロック１０４−３と、ローカルＳＲＡＭ（ＳＲＡＭ：スタティックランダムアクセスメモリ）１０４−４と、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ブロック１０４−５と、シリアルブロック１０４−６と、ＪＰＥＧコーデック（ＣＯＤＥＣ）ブロック１０４−７と、リサイズ（ＲＥＳＩＺＥ）ブロック１０４−８と、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９と、メモリカードコントローラブロック１０４−１０と、を有してなり、これら各ブロックは相互にバスラインで接続されている。

プロセッサ１０４の外部には、撮影された被写体像に対する画像データであるＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データおよびＪＰＥＧ画像データを保存するためのＳＤＲＡＭ（シンクロナスランダムアクセスメモリ）１０３と、ＲＡＭ１０７と、内蔵メモリ１２０と、制御プログラムが格納されたＲＯＭ１０８と、が配置されており、バスラインを介してプロセッサ１０４に接続されている。
ＳＤＲＡＭ１０３に保存されるＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データおよびＪＰＥＧ画像データをまとめて「画像データ」とする。

鏡胴ユニット７は、ズームレンズ７−１ａを有するズーム光学系７−１と、フォーカスレンズ７−２ａを有するフォーカス光学系７−２と、絞り７−３ａを有する絞りユニット７−３と、メカニカルシャッタ７−４ａを有するメカシャッタユニット７−４と、を備えている。
ズーム光学系７−１、フォーカス光学系７−２、絞りユニット７−３、メカシャッタユニット７−４はそれぞれＺＯＯＭモータ７−１ｂ、ＦＯＣＵＳモータ７−２ｂ、絞りモータ７−３ｂ、メカシャッタモータ７−４ｂ、によって駆動されるように構成されている。
ＺＯＯＭモータ７−１ｂとＦＯＣＵＳモータ７−２ｂはＣＰＵブロック１０４−３によって制御されるモータドライバ７−５によって動作が制御される。これらモータが撮影レンズ移動手段を構成する。また絞りモータ７−３ｂおよびメカシャッタモータ７−４ｂも、ＣＰＵブロック１０４−３によって制御されるモータドライバ７−５によって動作が制御される。

ズームレンズ７−１ａおよびフォーカスレンズ７−２ａは、ＣＣＤ１０１の撮像面上に被写体像を結像するための撮影レンズを構成する。ＣＣＤ１０１は撮像素子であって、前記被写体像を電気的な画像信号に変換してＦ／Ｅ−ＩＣ（フロントエンドＩＣ）１０２に入力する。Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング部）１０２−１と、ＡＧＣ（自動利得制御部）１０２−２と、Ａ／Ｄ（アナログ−デジタル）変換部１０２−３と、を有し前記画像信号に対してそれぞれ所定の処理を行う。
Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２が行う信号処理は、プロセッサ１０４の第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１から出力されるＶＤ・ＨＤ（垂直駆動・水平駆動）信号がＴＧ（タイミングジェネレータ）１０２−４に入力され、このＶＤ・ＨＤ信号に同期して処理される。

ＣＣＤ１０１から入力された電気的な画像信号は、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２よって、ＣＣＤ１０１から入力された電気的な画像信号はデジタル信号に変換されて、第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に出力される。
第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１は、ＣＣＤ１０１からＦ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して入力されたデジタル信号に対してホワイトバランス調整およびγ調整等の信号処理を行い、画像データとしてＳＤＲＡＭ１０３に保存するとともに、ＶＤ信号およびＨＤ信号を出力する。撮像装置１の撮像手段は、ＣＣＤ１０１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２、ＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１、ＣＰＵブロック１０４−３によって構成される。

また、プロセッサ１０４のＣＰＵブロック１０４−３は、音声記録回路１１５−１による音声記録動作を制御する。音声記録回路１１５−１は、マイクロホン１１５−３で変換されマイクロホンアンプ１１５−２によって増幅した音声信号を音声データに変換し、内蔵メモリ１２０に記録する回路である。
また、ＣＰＵブロック１０４−３は、音声再生回路１１６−１の動作も制御する。音声再生回路１１６−１は、音声記録回路１１５−１によって内蔵メモリ１２０に記録されている音声データを読み出して、オーディオアンプ１１６−２で増幅しスピーカ１１６−３から出力する回路である。
また、ＣＰＵブロック１０４−３は、ストロボ回路１１４を制御して動作させることによってストロボ発光部３から照明光を発光させる。また、ＣＰＵブロック１０４−３は、被写体距離を測定する測距ユニット（図示せず）の動作も制御する。

なお、本発明に係る撮像装置は、後述するように撮影レンズを介して取得した画像データに基づいてＡＦ処理を行うものであるので、測距ユニットによる被写体距離の測定は必ずしも行う必要はなく、測距ユニットを省いてもよい。また、測距ユニットによる被写体距離の測定情報をストロボ回路１１４におけるストロボ発光制御に利用しても良い。測距ユニットによる被写体距離の測定情報を、撮像された画像データに基づく合焦制御に対して補助的に利用するようにしても良い。

さらに、ＣＰＵブロック１０４−３は、プロセッサ１０４の外部に配置されるサブＣＰＵ１０９にも回路的に接続されている。サブＣＰＵ１０９は、ＬＣＤドライバ１１１を介してサブＬＣＤ１による表示を制御する。
またサブＣＰＵ１０９は、ＡＦ用ＬＥＤ８，ストロボＬＥＤ９，リモコン受光部６，スイッチＳＷ１からスイッチＳＷ１３（図３）を備えてなる操作部およびブザー１１３にもそれぞれ結合されている。

ＵＳＢブロック１０４−５は、ＵＳＢコネクタ１２２に結合されている。シリアルブロック１０４−６は、シリアルドライバ回路１２３−１を介してＲＳ−２３２Ｃコネクタに結合されている。ＴＶ信号表示ブロック１０４−９は、ＬＣＤドライバ１１７を介してＬＣＤモニタ１０に接続されている。また、ＴＶ信号表示ブロック１０４−９は、ビデオアンプ１１８を介してビデオジャック１１９にも結合されている。
メモリカードコントローラブロック１０４−１０は、メモリカードスロット１２１のカード接点に接続されており、メモリカードスロット１２１にメモリカードが装填されると、メモリカードと電気的に接続する。

上記の構成を備えた撮像装置１において、モードダイヤルＳＷ２を撮影モードに設定すると、ＣＰＵ１０４がＣＰＵ１０９経由でモードダイヤルＳＷ２の状態を検知してモータドライバ７−５を制御し、鏡胴ユニット７を撮影可能な位置に移動させる。さらにＣＣＤ１０１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２、ＬＣＤディスプレイ１０等の各部に電源を投入して動作を開始させる。各部の電源が投入されると、ファインダモードの動作が開始される。

ファインダモードは、鏡胴ユニット７の撮影レンズを介してＣＣＤ１０１に入射した被写体光が、電気信号に変換されてＲ・Ｇ・Ｂのアナログ信号としてＣＤＳ１０２−１に入力され、ＡＧＣ１０２−２を介してＡ／Ｄ変換器１０２−３に送られて、Ａ／Ｄ変換器１０２−３においてＲＧＢのデジタル信号に変換され、このデジタル信号がＬＣＤモニタ１０またはＴＶ信号表示ブロック１０４−９、ビデオアンプ１１８およびビデオジャック１１９を介してＴＶ（テレビジョン）に表示される。

Ａ／Ｄ変換器１０２−３においてデジタル信号に変換されたＲ、Ｇ、Ｂの各信号は、ＹＵＶ変換手段である第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２によってＹＵＶ形式の画像データに変換され、ＳＤＲＡＭ１０３に保存される。なお、第２のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−２は、ＲＧＢ画像データにフィルタリング処理等の適切な処理を施してＹＵＶ画像データへ変換する。
ＳＤＲＡＭ１０３に保存された画像データは、ＣＰＵブロック１０４−３によって読み出されて、ＬＣＤモニタ１０などへ送られて表示される。被写体光の入射からＬＣＤモニタ１０への表示出力までの処理が１／３０秒間隔で行われる。これによって、１／３０秒毎に更新されるファインダモードの表示機能が実現される。

ここで、本発明に係る撮像装置におけるＡＦ処理およびＡＥ処理について説明をする。ＡＦ処理は、撮影レンズを介して第１のＣＣＤ信号処理ブロック１０４−１に取り込まれた画像データから、画像データ内の少なくとも一部における合焦の度合いを示すＡＦ評価値および露光状態を示すＡＥ評価値を算出し、このＡＦ評価値が最大となるレンズ位置をＣＰＵブロック１０４−３が判定し、判定結果に基づいてＦｏｃｕｓモータ７−２ｂを駆動させて、撮影レンズを合焦位置に移動させる処理である。

ＡＦ評価値は、撮影レンズを介して取得された画像データの特定範囲内から算出される。この特定範囲をＡＦ処理エリアといい、図５にＡＦ処理エリアの例を示す。図５はファインダモードが動作している撮像装置１のＬＣＤモニタ１０の例を示す平面図である。図５において、ＬＣＤ１０の中心付近に示されている枠がＡＦ処理エリアの例である。図５において撮像装置のＡＦ処理エリアは、画像データを構成する縦と横の画素数をそれぞれ１００％としたときの、画面中央における水平方向４０％、垂直方向３０％の範囲としている。ＡＦ処理エリアのサイズは上記のサイズに限ることはない。ＡＦ処理エリアを大きくすると、ＡＦ処理に要する時間がかかるが精度が増す、ＡＦ処理エリアを小さくすると精度は落ちるがＡＦ処理に要する時間が短縮される。したがって、ＡＦ処理エリアのサイズはＡＦ処理時間と精度との兼ね合いで適宜設定されるものである。

ＡＥ評価値は、デジタルＲＧＢ信号を幾つかのエリア（例えば、水平１６エリア×垂直１６エリア）に分割し、そのエリア内の輝度データを用いる。各エリア内の画素に対して所定の閾値を超えるものを対象画素とし、その輝度値を加算、対象画素数で乗算することによって求められる。各エリアの輝度分布により、適正露光量を算出し、次のフレームの取り込みに対し補正を行う。

本発明に係る撮像装置は複数の撮影モードを備えており、各撮影モードによって、ＡＦ撮影範囲が異なる。例えば、通常ＡＦモードはＡＦ撮影範囲を１ｍから無限遠とし、マクロＡＦモードは、ＡＦ撮影範囲を１ｃｍから無限遠としている。ＡＦモードの設定は、モードダイヤルＳＷ２によって行なう。

次に、本発明に係る撮像装置における撮像方法の例について説明する。図６は、本実施例に係るプレＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。図６において、各処理ステップをＳ１０、Ｓ２０・・・のように示す。
本実施例に係るプレＡＦ処理は、ＡＦ処理における合焦位置の特定を素早く行えるように、ＡＦ処理の事前に行う合焦位置の推定を含む処理であって、撮像装置１がファインダモードで動作しているとき、撮影レンズを介して取得された画像データにおいて、被写体像に動きを検知したとき処理が開始する。

プレＡＦ処理は、ＡＦ処理に比べて狭い範囲で撮影レンズを駆動しながら合焦位置の推定に用いるデータを取得する。ＡＦ処理は、たとえば、レリーズスイッチＳＷ１が押下されたときに、撮影レンズが駆動できる全範囲を駆動範囲として、ＡＦ評価値を算出し、これによって合焦位置を特定する処理をいう。以下、プレＡＦ処理の詳細について説明する。

まず、撮像手段によって取得されたＡＦ処理エリア（図５参照）内の画像データを用いて、被写体像に動きがあるか否かを検知する「動き検知処理」を行う（Ｓ１０）。「被写体像に動きがある」とは、被写体が動いたか撮像装置１が動いたかは問わず、撮影レンズを介して連続して取得した画像データ間の差分が所定の閾値を越えていることをいう。

被写体像に動きがなければ、動き検知処理が繰り返される（Ｓ２０のＮｏ）。被写体像の動きが検知されたときは（Ｓ２０のＹｅｓ）、合焦位置の推定に用いる合焦位置判定データを取得するため、撮影レンズの駆動を開始する位置を決定する開始位置決定処理が行われる（Ｓ３０）。開始位置決定処理（Ｓ３０）によって、合焦位置判定データの元になる画像データを取得するための撮影レンズの駆動開始位置と駆動方向と撮影レンズの駆動量である合焦サーチ範囲が設定される。合焦サーチ範囲は、ＡＦ処理における駆動量よりも狭い駆動量である。

次に、設定された撮影レンズの駆動開始位置と駆動方向によって、撮影レンズを構成するフォーカスレンズ７−２ａを駆動させて合焦位置判定データを取得する合焦判定データ取得処理が行われる（Ｓ４０）。
次に、合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）によって算出される平滑微分値に基づいて、合焦位置の推定を行う合焦位置推定処理（Ｓ５０）が行われる。次に、合焦位置の推定結果に基づいて、次にプレＡＦを行うときに撮影レンズが合焦位置に近づくための、駆動開始位置と駆動方向を示す情報からなる「ＡＦ設定値」をＳＤＲＡＭ１０３に保存するＡＦ設定値保存処理が行なわれる（Ｓ６０）。
最後に、Ｓ６０において保存されたＡＦ設定値に基づいて、駆動開始位置に撮影レンズを移動させて、プレＡＦ処理は終了する（Ｓ７０）。

次に、本実施例にかかるプレＡＦ処理を構成する各処理の詳細について、説明する。まず、動き検知処理（Ｓ１０）の詳細な処理の流れについて説明をする。撮像装置１は所定のタイミングにおいて被写体像から画像データを取得している。撮影レンズを構成するフォーカスレンズ７−２ａは、ＶＤ信号１回に対する駆動量が予め決められているので、例えばフォーカスモータ７−２ｂがパルスモータである場合は、所定のパルス数が駆動量に相当する。
ＶＤ信号のパルスの立下りに対応して所定のパルスレートで駆動パルスが供給されて、フォーカスレンズ７−２ａが駆動する。次のＶＤ信号パルスの立下りが発生すると、再度所定の駆動量をもってフォーカスレンズ７−２ａの駆動が行われる。このようにしてフォーカスレンズはＶＤ信号（すなわちフレーム周期）に同期して、駆動する。

図７は、ＶＤ信号とＶＤ信号に同期するフォーカスレンズの駆動タイミング、電子シャッタにおける電荷掃き出しパルス（ＳＵＢ）のタイミング、及び露光タイミングを示すタイミングチャートである。図７において、ＶＤ信号が１回発生すると、それをトリガーとしてフォーカスレンズ７−２ａを駆動するパルスが２回発生し、この２つの駆動パルスに対応した駆動量だけフォーカスレンズ７−２ａが移動をする。また、ＶＤ信号をトリガーとして電荷掃き出しパルス（ＳＵＢパルス）が所定回数発生し、ＳＵＢパルスの数に応じて、ＣＣＤ１０１に帯電している電荷の掃き出し処理がおこなわれて、その後に露光処理が行なわれる。露光処理によって、被写体像が画像データとして取り込まれる。この駆動パルスの数は可変であって、焦点距離とフォーカスレンズ繰り出し量（フォーカス駆動範囲）に応じて変化する。

動き検知処理（Ｓ１０）では、上記のようなＶＤ信号に同期したタイミングで連続的に取得された画像データをＳＤＲＡＭ１０３の図示しないバッファメモリに記憶し、この記憶された画像データと次に取得された画像データとを、輝度差分から算出される積算結果で比較することにより、動きを検知する。例えば、まず、一つ前の画像データをバッファメモリに記憶し、この記憶された画像データと最新のタイミングで取得された画像データとの差分を演算し、演算ののち、最新のタイミングで取得された画像データを一つ前の画像データに上書きしてバッファメモリに記憶する。次のタイミングで取得された画像データを用いて、差分演算を繰り返す。

最新のタイミングで取得された画像データとＳＤＲＡＭ１０３に記憶されている一つ前のタイミングで取得された画像データを用いて行う差分演算処理は、各画像データを構成する各画素の隣接する画素間の輝度差分を水平方向と垂直方向のそれぞれにおいて積算し、さらに、それを一つ前のタイミングで取得された画像データから算出された積算結果と比較し、その水平方向の差分結果と垂直方向の差分結果を合算したものから動き検知評価値Ｑを算出する処理である。動き検知評価値Ｑは、ＶＤ信号の発生タイミングごとに算出される。

動き検知処理における差分演算処理に用いる演算式について説明をする。最新のタイミングにおいて水平方向の隣接する画素間での輝度差分の積算結果をＨ（ｖ）とすると、その演算式は式（１）で表される。
式（１）

式（１）において、Ｄ（ｉ，ｊ）はＡＦ処理エリア内の画素の座標を示す。ＨｓｔａｒｔはＡＦ処理エリアの水平開始位置であって、ｍはＡＦ処理エリアの水平範囲である。

また、垂直方向の隣接する画素間での輝度差分の積算結果をＶ（ｈ）とすると、その演算式は式（２）で表される。
式（２）

式（２）において、Ｄ（ｉ，ｊ）はＡＦ処理エリア内の画素の座標を示す。ＶｓｔａｒｔはＡＦ処理エリアの垂直開始位置であって、ｎはＡＦ処理エリアの垂直範囲である。

上記式（１）と式（２）によって算出されるＨ（ｖ）とＶ（ｈ）と、その一つ前のタイミングで算出された積分結果Ｈ’（ｖ）とＶ’（ｈ）を用いて、その差分の総和をＱ（ｔ）とすると、その演算式は式（３）で表される。
式（３）

式（３）において、ｔはＶＤタイミングカウントである。

上記式（１）、式（２）、式（３）に示す演算処理によって算出された動き評価値Ｑ（ｔ）が、所定の閾値以上であれば、動きが検知されたと判定する（Ｓ２０のＹｅｓ）。
上記の演算における画像データの差分は、明暗による画像データの変化、手ブレによる画像データの変動によって、閾値を超えることが想定される。このような誤判定を避けるために、閾値をある程度の許容可能な値に設定しておくことが望ましい。
本実施例に係る撮像装置１は、上記の動き検知方法を用いて被写体の動きを判定しているが、撮像装置１に適用可能な動き検知方法はこれに限ることなく、ヒストグラムによる差分抽出方法も用いることができる。また、処理速度に問題がなければ、画像差からオプティカルフローを算出する方法を用いても構わない。

次に、開始位置決定処理（Ｓ３０）の詳細な処理の流れについて、図８を用いて説明する。図８において各処理ステップをＳ３０１、Ｓ３０２、・・・のように示す。先ず、プレＡＦ処理がすでに行われて、ＡＦ設定値が記憶されているか否かを判定する（Ｓ３０１）。ＳＤＲＡＭ１０３にＡＦ設定値が記憶されていれば（Ｓ３０１のＹｅｓ）、ＳＤＲＡＭ１０３からＡＦ設定値を読み出し、ＡＦ設定値に基づいてフォーカスレンズ７−２ｂの駆動開始位置を設定する（Ｓ３０２）。

ＳＤＲＡＭ１０３の所定の記憶領域にＡＦ設定値が記憶されていなければ（Ｓ３０１のＮｏ）、フォーカスレンズ７−２ａの現在の位置から、所定の量だけ無限遠方向に駆動させた位置を駆動開始位置として設定し、駆動方向は無限遠側から至近側とする（Ｓ３０３）。これは、合焦位置推定データの元になるＡＦ評価値を取得するときの撮影レンズは、無限遠側から至近側に向けて駆動されるからである。

次に、読み出したＡＦ設定値に基づいて駆動方向と合焦サーチ範囲を設定し（Ｓ３０４）、設定された駆動開始位置にフォーカスレンズ７−２ａを移動させて（Ｓ３０５）、駆動開始位置決定処理（Ｓ３０）は終了する。

次に、合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）の詳細な処理の流れについて、図９のフローチャートを用いて説明する。図９において、各処理ステップはＳ４０１、Ｓ４０２・・・のように示す。合焦判定データはＡＦ評価値を元に算出される平滑微分値である。
まず、本発明に係る撮像装置におけるＡＦ評価値と平滑微分値の算出する処理の概要について説明をする。

平滑微分演算は、フォーカスレンズ７−２ａの現在位置において取得された画像データから算出されたＡＦ評価値をＸ[０]として、このＸ[０]よりもａ個前に取得された画像データから算出されたＡＦ評価値をＸ[−ａ]、このＸ[０]よりもａ個後のＡＦ評価値をＸ[ａ]、各ＡＦ評価値（Ｘ[−ａ]からＸ[ａ]）に対するそれぞれの係数をｂ１、ｂ２、・・・とした場合、フォーカスレンズ７−２ａの現在位置における平滑微分値Ｙ[０]は以下の式（４）によって算出される。
（式４）

たとえば、現在のフォーカスレンズ７−２ａの位置で取得されたＡＦ評価値と前後３個のＡＦ評価値を用いて平滑微分値Ｙ［０］を求める場合、Ｙ[０]＝（Ｘ[１]−Ｘ[−１]）×１＋（Ｘ[２]−Ｘ[−２]）×２＋（Ｘ[３]−Ｘ[−３]）×３で求められる。ここで、重み係数（ｂｉ＝１，２，３・・・）は、現在のＡＦ評価値Ｘ［０］に近いＡＦ評価値（例えばＸ［１］）ほど小さい係数を用いて、遠いＡＦ評価値（例えばＸ［３］）に対してはより大きい係数を用いる。すなわち、現在値（Ｘ［０］）との相関度合いが小さいものほど係数ｂｉの値は大きくなるようにする。なお、具体的な係数値は上記の例に限るものではない。

フォーカスレンズ７−２ａの駆動と平滑微分値の関係について、図１０および図１１のグラフを用いて説明をする。図１０は、横軸がフォーカスレンズ７−２ａの駆動可能な全範囲を示し、縦軸が各レンズ位置において取得された画像データから算出されたＡＦ評価値を示している。図１１は、横軸がフォーカスレンズ７−２ａの駆動可能な全範囲を示し、縦軸が各レンズ位置において取得された画像データから算出された平滑微分値を示している。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、光量が異なる環境における被写体像から算出されたＡＦ評価値の例を示している。図１０（ａ）はＬＶ１０の例であって、図１０（ｂ）はＬＶ８の例である。すなわち、図１０（ｂ）は図１０（ａ）よりも、光量が少ない（暗い）環境にある被写体の画像データから算出されたＡＦ評価値の例である。光量が少ないと被写体画像の隣接画素間における輝度差が微小になり雑音の影響が大きくなる。その結果、図１０（ｂ）に示すように、ＡＦ評価値にバラツキが生じて複数のピーク位置が発生する。
ＡＦ評価値のピーク位置（極大値）が図１０（ａ）に示すように１カ所であれば、そこが合焦位置であると判定しやすい。しかし図１０（ｂ）の例のように複数のピーク位置がある場合は、どのピークを合焦位置とするか単純に判定することができない。

図１１（ａ）は、図１０（ａ）に示したＡＦ評価値を元にした平滑微分値の変動の例を示している。図１１（ｂ）は、図１０（ｂ）に示したＡＦ評価値を元にした平滑微分値の変動の例を示している。図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、フォーカスレンズ７−２ａの駆動に伴って平滑微分値が増加し、ある点を越えると平滑微分値の符号がマイナスからプラスに反転している。この符号が反転した位置で取得されたＡＦ評価値は極大値となるので、このＡＦ評価値に対応するレンズ位置が合焦位置となる。いいかえると平滑微分値がゼロとなる位置が合焦位置となる。
このように平滑微分演算を用いると、図１１（ｂ）で示すように、ＡＦ評価値にバラツキが生じていても、正確に合焦位置を判定することができる。

図９に戻る。まず、ＶＤ信号の立ち下がりを検出するまで処理を待つ（Ｓ４０１）。ＶＤ信号の立ち下がりを検出した後に、所定パルス数に応じてフォーカスモータ７−２ｂを駆動して、フォーカスレンズ７−２ａを駆動させ（Ｓ４０２）、画像データを取得してＡＦ評価値を算出する（Ｓ４０３）。
フォーカスレンズ７−２ａが設定されている合焦サーチ範囲の終了位置に達したか否かを判定し（Ｓ４０４）、合焦サーチ範囲の終了位置に達するまで、Ｓ４０１からＳ４０４の処理を繰り返す（Ｓ４０４のＮｏ）。フォーカスレンズ７−２ａが合焦サーチ範囲の終了位置に達したとき（Ｓ４０４のＹｅｓ）、それまで取得したＡＦ評価値を用いて平滑微分値を算出する（Ｓ４０５）。

次に、合焦位置推定処理（Ｓ５０）の詳細な処理の流れについて、図１２のフローチャートを用いて説明する。図１２において、各処理ステップはＳ５０１、Ｓ５０２・・・のように示す。先ず、合焦位置の推定方法の概略を説明する。合焦サーチ範囲がフォーカスレンズ７−２ａの駆動可能範囲における全範囲とするならば、その範囲で算出されるＡＦ評価値は図１３に示すように極大値を含み、これらの平滑微分値は図１４に示すように、符号が反転するレンズ位置である合焦位置を特定することができる。

しかし、プレＡＦの合焦サーチ範囲は、画角の変動が生じない程度の撮影レンズ駆動範囲に設定されているので、このような狭い範囲を駆動させて得たＡＦ評価値を用いて算出した平滑微分値では、必ずしも符号が反転する位置を特定することはできない。
すなわち、合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）において算出される平滑微分値は、図１５の領域Ａ、領域Ｂまたは領域Ｃのいずれかに属する範囲で算出されることになる。

したがって、合焦位置推定処理（Ｓ５０）においては、まず算出されている平滑微分値の中に、ゼロに近い値が含まれるか否かを検索する（Ｓ５０１）。平滑微分値にゼロに近い値がある場合（Ｓ５０２のＹＥＳ）は周辺値判定処理（Ｓ５０３）を行なう。

周辺値判定処理（Ｓ５０３）とは、ゼロに近い平滑微分値の周辺の平滑微分値がゼロに近い平滑微分値に対して、単調下降もしくは単調上昇しているかどうかを判定する処理である。具体的には、ゼロに近い平滑微分値より前に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも小さく、ゼロに近い平滑微分値より後に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも大きいとき、これら平滑微分値は単調上昇していると判定する。
また、ゼロに近い平滑微分値より前に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも大きく、ゼロに近い平滑微分値より後に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも小さいとき、これら平滑微分値は単調下降していると判定する。

平滑微分値が単調上昇または単調下降している判定されたときは（Ｓ５０３のＹｅｓ）、ゼロに近い平滑微分値よりも前に取得された平滑微分値と、ゼロに近い平滑微分値と、ゼロに近い平滑微分値よりも後に取得された平滑微分値のそれぞれに対応するフォーカスレンズ７−２ａの位置のどこかにＡＦ評価値が極大になる撮影レンズ位置がある。すなわち、平滑微分値は、図１５の領域Ａに属していると考えられるため、合焦状態となる撮影レンズの位置がすでに検出されていると推定することができる（Ｓ５０４）。

平滑微分値にゼロに近い値があり（Ｓ５０２のＹＥＳ）、かつ、単調上昇または単調下降をしていないときは（Ｓ５０３のＮｏ）、合焦状態となる撮影レンズ位置を検出することが不可能であると判定し、合焦位置判定処理を終了する（Ｓ５０９）。

平滑微分値にゼロに近い値がない場合であって（Ｓ５０２のＮｏ）、算出されている平滑微分値によって合焦位置を推定する。これは、上述したようにプレＡＦにおける合焦サーチ範囲は狭く設定されているので、算出された平滑微分値だけ合焦位置を特定することはできないからである。

平滑微分値に０付近の値がなかったときは（Ｓ５０２のＮｏ）、算出されている全ての平滑微分値がプラスであるか否かを判定する（Ｓ５０５）。平滑微分値が全てプラスの値であれば（Ｓ５０５のＹｅｓ）、先の合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）における平滑微分値は、図１５における領域Ｂに属していると推定することができる（Ｓ５０６）。
図１５の領域Ｂは、フォーカスレンズ７−２ａが駆動した合焦サーチ範囲内に合焦位置は存在しないが、これまでの駆動方向と同じ方向にフォーカスレンズ７−２ａを駆動させることで、合焦位置が見つかる状態を示している。

平滑微分値が全てマイナス値であれば（Ｓ５０７のＹｅｓ）、先の合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）に算出された平滑微分値は、図１５における領域Ｃにおけるに属していると推定することができる（Ｓ５０８）。
図１５の領域Ｃは、フォーカスレンズ７−２ａが駆動した合焦サーチ範囲内に合焦位置は存在しないが、これまでの駆動方向とは逆の方向にフォーカスレンズ７−２ａ駆動させることで、合焦位置が見つかる状態を示している。

平滑微分値に０付近の値がなく（Ｓ５０２のＮｏ）、全てがプラスでもなく（Ｓ５０５のＮｏ）、全てがマイナスでもないとき（Ｓ５０７のＮｏ）、合焦位置の推定をすることができないので、合焦位置推定処理を終了して（Ｓ５０９）、ＡＦ設定値保存処理（Ｓ６０）が行われる。

次に、ＡＦ設定値保存処理（Ｓ６０）の詳細な処理の流れについて、図１６のフローチャートを用いて説明する。図１６において、各処理ステップはＳ６０１、Ｓ６０２・・・のように示す。先の合焦位置推定処理（Ｓ５０）において、合焦位置が領域Ａにあると推定されたとき（Ｓ６０１のＹｅｓ）、合焦位置から所定の量を無限遠側に移動させた位置を駆動開始位置として、ＳＤＲＡＭ１０３に保存する（Ｓ６０２）。次に、合焦サーチ範囲をプレＡＦにおいて通常設定されている量の２倍として、ＳＤＲＡＭ１０３に保存する（Ｓ６０３）。保存される駆動開始位置と合焦サーチ範囲は、次にプレＡＦ処理または本格的なＡＦ処理が行われるときに、ＳＤＲＡＭ１０３から読み出されて使用されるＡＦ設定値となる。なお、保存される合焦サーチ範囲は、焦点距離や環境の明暗等によって変更する必要が生じるので可変にしてもよい。これによって、次のプレＡＦ処理等は、合焦位置を含む合焦サーチ範囲に限定して行うことができるので、ＡＦ処理の高速化を図ることが可能となる。

先の合焦位置推定処理（Ｓ５０）において、合焦位置は領域Ａにはなく（Ｓ６０１のＮｏ）、領域Ｂにあると推定されたとき（Ｓ６０４のＹｅｓ）、合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）における合焦サーチ範囲の終了位置を次のフォーカスレンズ７−２ａの駆動開始位置としてＳＤＲＡＭ１０３に保存し（Ｓ６０５）、駆動方向は無限遠側から至近側とし、合焦サーチ範囲は駆動開始位置からの所定範囲としてＳＤＲＡＭ１０３に保存する（Ｓ６０６）。

図１７の模式図に示すように平滑微分値が領域Ｂにあるときは、その合焦サーチ範囲である「プレＡＦ移動範囲」の無限遠側には合焦位置は存在せず、「プレＡＦ移動範囲」の終了位置から至近側に合焦位置が存在する。したがって、次にフォーカスレンズ７−２ａの駆動を開始させる位置は、すでに合焦位置推定処理によって合焦位置の判定が終わっている合焦サーチ範囲の終了位置から始めればよいからである。
これによって、ＡＦ処理で駆動するフォーカスレンズ７−２ａの移動範囲を限定して処理することができるため、ＡＦ処理を高速化することが可能となる。

先の合焦位置推定処理（Ｓ５０）において、合焦位置は領域Ａにはなく（Ｓ６０１のＮｏ）、領域Ｂにもなく（Ｓ６０４のＮｏ）、領域Ｃにあると推定されたとき（Ｓ６０７のＹｅｓ）、合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）における合焦サーチ範囲の開始位置を、次のフォーカスレンズ７−２ａの駆動開始位置としてＳＤＲＡＭ１０３に保存し（Ｓ６０８）、駆動方向は至近側から無限遠側とし、合焦サーチ範囲は駆動開始位置から無限遠側の所定範囲としてＳＤＲＡＭ１０３に保存する（Ｓ６０９）。

図１８の模式図に示すように平滑微分値が領域Ｃにあるときは、その合焦サーチ範囲である「プレＡＦ移動範囲」の至近側には合焦位置は存在せず、「プレＡＦ移動範囲」の開始位置から無限遠側に合焦位置が存在する。したがって、次にフォーカスレンズ７−２ａの駆動を開始させる位置を、すでに合焦位置推定処理によって合焦位置の判定が終わっている合焦サーチ範囲の開始位置から、無限遠側方向に駆動させればよい。
これによって、ＡＦ処理で駆動するフォーカスレンズ７−２ａの移動範囲を限定して処理することができるため、ＡＦ処理を高速化することが可能となる。

また、合焦位置推定処理（Ｓ５０）において合焦位置が領域Ａにはなく（Ｓ６０１のＮｏ）、領域Ｂにもなく（Ｓ６０４のＮｏ）、領域Ｃにもないとき（Ｓ６０７のＮｏ）、合焦位置の推定は不能と判断し、次にフォーカスレンズ７−２ａの駆動を開始させる位置を無限遠端とし（Ｓ６０１０）、合焦サーチ範囲をフォーカスレンズ７−２ａの全駆動可能範囲に設定する（Ｓ６０１１）。

以上のように、本発明に係る撮像装置におけるプレＡＦ処理は、このように、最初のプレＡＦで合焦位置が検出できないときであっても、プレＡＦ処理を繰り返し行なうことで、徐々に合焦位置に近づくことができ、レリーズスイッチＳＷ１が半押しされて開始する撮影レンズの駆動範囲を全範囲とするＡＦ処理においても、実際に撮影レンズを駆動させる範囲（合焦サーチ範囲）が予め限定されて設定されているため、合焦位置を素早く判定することができるようになる。

次に、本発明に係る撮像装置における撮像方法の例について説明する。図１９は、本実施例に係るプレＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。図１９においても実施例１と同様に各処理ステップの表記をＳ１０、Ｓ２０・・・とする。本実施例に係る一部の処理は実施例１に係る処理と同様のものである。同様な処理においては、同じ符号を付し、実施例１と異なる処理を重点に説明する。

まず、撮像手段が取得した画像データのＡＦ処理エリア（図５参照）内のデータを用いて、被写体に動きがあるか否かを検出する動き検知処理を行う（Ｓ１０）。被写体に動きがなければプレＡＦは行われず、プレＡＦ処理は終了する（Ｓ２０ａのＮｏ）。プレＡＦ処理は撮像装置１が撮影モードで動作している間は常に動作可能な状態であるので、動きが検知されないときは、プレＡＦ処理は行わず、動きが検知されたときに再度処理を開始すればよい。

被写体の動きが検知されたときは（Ｓ２０ａのＹｅｓ）、プレＡＦを開始する撮影レンズの位置を決定する開始位置決定処理が行われる（Ｓ３０）。次に、決定された撮影レンズの駆動開始位置から、決定された合焦サーチ範囲において、合焦判定データ取得処理が行われる（Ｓ４０）。次に、Ｓ４０にて算出された平滑微分値に基づいて、合焦位置の推定を行う合焦位置推定処理（Ｓ５０）を行う。
次に、合焦位置推定処理の結果に基づいて次にプレＡＦ処理を行うときの撮影レンズの駆動開始位置および駆動方向を表す合焦サーチ範囲に係る情報である「ＡＦ設定値」をＳＤＲＡＭ１０３に保存するＡＦ設定値保存処理（Ｓ６０）を行う。

次に、合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）における合焦サーチ範囲に、合焦位置が含まれるか否かを判定する（Ｓ８０）。合焦位置が含まれていれば（Ｓ８０のＮｏ）、その合焦位置に撮影レンズを移動させてプレＡＦ処理を終了する（Ｓ１２０）。
合焦位置が含まれていなければ（Ｓ８０のＹｅｓ）、ＡＦ設定値保存処理（Ｓ６０）においてＳＤＲＡＭ１０３に保存されたＡＦ設定値を読み出して、このＡＦ設定値による駆動開始位置と合焦サーチ範囲に基づいてＡＦ評価値を取得し、再度、合焦判定データ取得処理を行う（Ｓ９０）。合焦判定データ再取得処理（Ｓ９０）は、行われた合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）と同様の処理である。次に、取得された合焦判定データによって、合焦位置を特定する合焦位置特定処理を行う（Ｓ１００）。次に、特定された合焦位置に基づいて、ＡＦ設定値を決定しＳＤＲＡＭ１０３に保存するＡＦ設定値保存処理を行う（ｓ１１０）。最後に、ＳＤＲＡＭ１０３に保存されたＡＦ設定値に基づいて撮影レンズを駆動開始位置に移動してプレＡＦ処理を終了する（Ｓ１２０）

ここで、合焦位置特定処理（Ｓ１００）の詳細な処理の流れを図２０のフローチャートを用いて説明する。図２０において、各処理ステップはＳ１０１、Ｓ１０２・・・のように示す。合焦判定データ再取得処理（Ｓ９０）において算出された平滑微分値の中に、ゼロに近い値が含まれるか否かを検索する（Ｓ１０１）。平滑微分値にゼロに近い値がある場合（Ｓ１０２のＹＥＳ）は周辺値判定処理（Ｓ１０３）を行なう。

周辺値判定処理（Ｓ１０３）とは、ゼロに近い平滑微分値の周辺の平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値に対して、単調下降もしくは単調上昇しているかどうかを判定する処理である。具体的には、ゼロに近い平滑微分値より前に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも小さく、ゼロに近い平滑微分値より後に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも大きいとき、これら平滑微分値は単調上昇していると判定する。
また、ゼロに近い平滑微分値より前に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも大きく、ゼロに近い平滑微分値より後に取得された平滑微分値が、ゼロに近い平滑微分値よりも小さいとき、これら平滑微分値は単調下降していると判定する。

平滑微分値が単調上昇または単調下降していると判定されたときは（Ｓ１０３のＹｅｓ）、合焦位置はあると判定して合焦位置特定処理を終了する（Ｓ１０４）。

平滑微分値にゼロに近い値がない場合（Ｓ１０２のＮｏ）、または、平滑微分値が単調上昇または単調下降していると判定されないときは（Ｓ１０３のＮｏ）、合焦位置はないと判定して、合焦位置特定処理を終了する（Ｓ１０５）。

次に、ＡＦ設定値保存処理（Ｓ１２０）の詳細な処理の流れについて、図２１のフローチャートを用いて説明する。図２１において、各処理ステップはＳ１２１、Ｓ１２２・・・のように表記する。
まず、合焦位置特定処理（Ｓ１００）において、合焦位置が特定されているとき（１２１のＹｅｓ）、次に行われるＡＦ処理における撮影レンズ駆動開始位置を合焦位置から所定量の移動をした位置とし、合焦サーチ範囲を所定の合焦サーチ範囲の２倍とするＡＦ設定値をＳＤＲＡＭ１０３の所定の記憶領域に記憶する（Ｓ１２、Ｓ１２３）。ここでは、駆動開始位置を合焦位置から所定量移動させて、再度、プレＡＦまたは本格的なＡＦ処理を行うときに用いるＡＦ設定値をＳＤＲＡＭ１０３に保存するので、合焦位置を含んだ範囲を合焦サーチ範囲とするために、例えば通常の合焦サーチ範囲の２倍の範囲を、ＡＦ設定値として保存している。合焦サーチ範囲は、焦点距離や環境の明暗等によって変更する必要が生じるので可変にしておくことが望ましいので、通常の合焦サーチ範囲の２倍に限ることはない。これによって、次のＡＦ処理では、フォーカスレンズ７−２ａの移動範囲を限定することができるため、ＡＦ処理の高速化を図ることが可能となる。

合焦位置特定処理（Ｓ１００）において、合焦位置が特定されていないとき（Ｓ１２１のＮｏ）、合焦位置の特定は不能と判定する。そのため、撮影レンズの駆動開始位置を過焦点位置とし、合焦サーチ範囲は撮影レンズの駆動可能な全範囲とするＡＦ設定値をＳＤＲＡＭ１０３の所定の記憶領域に記憶する（Ｓ１２４、Ｓ１２５）。低コントラストの被写体であれば、上記の処理の後に、本格的なＡＦ処理を行ったとしても合焦位置を特定できないことが想定される。そこで、Ｓ１２１において合焦位置が特定されていないと判定されたときは、ＡＦ処理を行わないようにするため、駆動開始位置を過焦点位置に設定する。

次に本発明に係る撮像装置を用いた撮像方法の別の実施形態について説明する。図２４は、本実施例に係るプレＡＦの流れを示すフローチャートである。本実施例において、実施例１に係る処理と同様の処理については同じ符号を付して説明は省略し、異なる処理について説明する。

図６に示す処理において、動き検知処理（Ｓ１０）が行われ、被写体像に動きが検知されなければ処理を終了する（Ｓ２０のＮｏ）。プレＡＦ処理は撮像装置１が撮影モードで動作している間は常に動作可能な状態であるので、動きが検知されないときは、プレＡＦ処理は行わず、動きが検知されたときに処理を行えばよい。

被写体像に動きが検知されたときは（Ｓ２０のＹｅｓ）、プレＡＦを開始する撮影レンズの位置を決定する開始位置決定処理が行われる（Ｓ３０）。次に、開始位置決定処理（Ｓ３０）よって決定された撮影レンズの駆動開始位置と合焦サーチ範囲を用いて合焦判定データ取得処理が行われ（Ｓ４０）、合焦判定データ取得処理（Ｓ４０）によって算出された平滑微分値によって合焦位置を推定する合焦位置推定処理（Ｓ５０）を行い、これによって、推定された合焦位置に基づいて、ＳＤＲＡＭ１０３にＡＦ設定値を保存し（Ｓ６０）、保存されたＡＦ設定値に基づいてフォーカスレンズ７−２ａを駆動開始位置に移動させて、プレＡＦ処理を終了する（Ｓ７０）。

本実施例の特徴である開始位置決定処理（Ｓ３１）の詳細な処理の流れについて、図２３を用いて説明する。図２３において各処理ステップをＳ３１１、Ｓ３１２、・・・のように示す。先ず、合焦サーチ範囲設定処理が行われる（Ｓ３１１）。合焦サーチ範囲設定処理は、設定されている撮影モードの種類と、撮影レンズを構成するズームレンズ７−１ａの位置によって、合焦サーチ範囲を設定する処理である。
次に、ＳＤＲＡＭ１０３の所定の記憶領域にＡＦ設定値が既に記憶されているか否かによって、プレＡＦがすでに行われているか否かを判定する（Ｓ３１２）。
プレＡＦがすでに行われていれば（Ｓ３１２のＹｅｓ）、ＳＤＲＡＭ１０３に記憶されているＡＦ設定値を読み出して、これに基づいてフォーカスレンズ７−２ｂの駆動開始位置と合焦位置を設定する（Ｓ３１３）。

プレＡＦがまだ行われていなければ（Ｓ３１２のＮｏ）、フォーカスレンズ７−２ａの現在の位置から、所定の量だけ無限遠方向に移動させた位置を駆動開始位置として決定する（Ｓ３１５）。これは、プレＡＦ処理、レリーズボタンＳＷ１が半押しされたときに開始する本格的なＡＦ処理のいずれにおいても、撮影レンズの駆動方向は、無限遠側から至近側に向かう方向に設定されているからである。

最後に、決定された駆動開始位置へ撮影レンズを構成するフォーカスレンズ７−２ａを移動させて（Ｓ３１４）、開始位置決定処理（Ｓ３１）は終了する。

ここで、上記合焦サーチ範囲設定処理（Ｓ３１１）の詳細な処理の流れについて、図２４のフローチャートを用いて説明する。図２４において、各処理ステップはＳ３１１１、Ｓ３１１２・・・のように示す。合焦サーチ範囲は平滑微分演算を行うためのＡＦ評価値を十分に算出できる範囲が望ましく、レリーズスイッチＳＷ１を押下したときのＡＦ処理よりは狭い範囲でよい。

まず、設定されている撮影モードが通常モードであるか否かを判定する（Ｓ３１１１）。本実施例にかかる撮像装置１がファインダモードで動作しているとき、マクロスイッチＳＷ１０を押下すると撮影モードをマクロモードに変更することができる。撮像装置１において、設定されている撮影モードはＬＣＤ１０の表示で視認ができる。図２５にＬＣＤ１０の表示の例を示す。図２５（ａ）は通常モードが設定されているときのＬＣＤ１０における表示の例であって、ＬＣＤ１０の右上に「通常」の文字が表示される。図２５（ｂ）はマクロモードが設定されているときのＬＣＤ１０における表示の例であって、ＬＣＤ１０の右上に「マクロ」の文字が表示される。

ここで、マクロモードと通常モードにおける撮影レンズの駆動分解能の差について説明をする。図２６は、合焦サーチ範囲を同じパルス数で駆動させる設定したときの通常モードとマクロモードにおける撮影レンズの駆動可能範囲の例を示す概略図である。図２６において、縦軸を焦点距離としたときの通常モードの合焦サーチ範囲Ｄは０．５メートルから無限遠までを駆動可能範囲とすることができるが、マクロモードの合焦サーチ範囲Ｅは、７ｃｍから１２ｃｍまでが駆動可能範囲となってしまう。このように合焦サーチ範囲が狭くなるとわずかな被写体像の動きによっても、画角から外れてしまう。このため、マクロモードのときは通常モードのときよりも合焦サーチ範囲を広く設定することが必要となる。

図２４に戻る。撮影モードが通常モードであるときは（Ｓ３１１１のＹｅｓ）、合焦サーチ範囲内の駆動パルス数を１６パルスに設定し（Ｓ３１１２）、撮影モードがマクロモードであるときは（Ｓ３１１１のＮｏ）、２４パルスに設定する（Ｓ３１１３）。
一般に、フォーカスレンズ７−２aの駆動分解能はマクロ領域の方が通常領域に比べて細かく、通常領域の方がマクロ領域に比べて粗く、マクロ領域で通常モードと同じパルス数で合焦サーチ範囲内を駆動させると、ＡＦ評価値を算出できる範囲が狭くなり、十分な合焦判定をすることができなくなるため、合焦位置の推定を確実に行えるように、マクロモードのときは駆動パルス数を大きくし、合焦位置の推定が行える程度の平滑微分値を算出できるＡＦ評価値が得られるようにする。

次に、焦点距離がＴｅｌｅ位置にあるか否かを判定する（Ｓ３１１４）。具体的には、ズームレンズ７−１ａのエンコーダのカウントによりこれを判定することができる。焦点距離がＴｅｌｅ位置にあるならば（Ｓ３１１４のＹｅｓ）、合焦サーチ範囲を予め設定されている範囲の２倍にして（Ｓ３１１５）、合焦サーチ範囲を設定する（Ｓ３１１６）。
これは撮影レンズがＷｉｄｅ側にあるか、Ｔｅｌｅ側にあるかによって、フォーカスレンズ７−２ａの駆動可能範囲が異なるからである。フォーカスレンズ７−２ａがＷｉｄｅ側にあるときよりもＴｅｌｅ側にあるときのほうが駆動可能範囲は広くなる。このため、
フォーカスレンズ７−２ａがＴｅｌｅ側にあるときは、合焦サーチ範囲を予め設定されているものよりも広くする。
図３１は撮影レンズの焦点距離と撮像レンズの駆動量の例を示す図であって、Ｗｉｄｅ側、Ｔｅｌｅ側のそれぞれにおける合焦位置の例を示している。本実施例に係る撮像装置１においては、Ｗｉｄｅ側に対してＴｅｌｅ側の駆動量が２倍になっている。駆動量の差は、２倍に限ることはないので、さまざまな焦点距離に対応できるように合焦サーチ範囲に用いる係数を可変できるようにすると良い。

焦点距離がＴｅｌｅ位置になければ（Ｓ３１１４のＮｏ）、合焦サーチ範囲は予め設定されている合焦サーチ範囲として設定し（Ｓ３１１６）、合焦サーチ範囲設定処理を終了する（Ｓ３１１）。

次に本発明に係る撮像装置を用いた撮像方法のさらに別の実施形態について説明する。本実施例は、実施例３に係る合焦サーチ範囲設定処理（Ｓ３１１）のさらに別の処理の例である。フローチャートを図２７に示す。本実施例において、実施例３に係る処理と同様の処理については同じ符号を付与して説明は省略し、異なる処理について説明する。
まず、現在のフォーカスレンズ７−２ａの位置が焦点距離に換算して２．５ｍ以上に該当するか否かを判定する（Ｓ３１１１−１）。焦点距離については、撮像装置１に搭載されているフォーカスレンズ７−２ａに応じて、現在のレンズ位置がフォーカスレンズ特性からみて、どのような焦点距離に該当するかを換算している。

焦点距離が２．５ｍ以上である場合（Ｓ３１１１−１のＹｅｓ）、被写体もその近辺にいるものと判断して、２．５ｍ周辺つまり遠側の範囲のみＡＦ評価値を取得して平滑微分値を算出する合焦位置推定処理を行う。そのために、合焦サーチ範囲内の駆動パルス数を８パルスに設定する（Ｓ３１１２−１）。

次に、焦点距離が２．５ｍ未満かつ０．５ｍ以上である場合（Ｓ３１１１−２）、合焦サーチ範囲を焦点距離が２．５ｍ以上の場合よりも広くするために、駆動パルス数を１６パルスとする（Ｓ３１１２）。
焦点距離が０．５ｍ未満である場合（Ｓ３１１１−２のＮｏ）は、フォーカスレンズ７−２ａが至近位置に近いため駆動パルス数を２４パルスに設定する（Ｓ３１１３）。

次に、焦点距離がＷｉｄｅ位置にあるか否かを判定する（Ｓ３１１４ａ）。具体的には、ズームレンズ７−１ａのエンコーダのカウントによりこれを判定することができる。Ｗｉｄｅ側とＴｅｌｅ側では、フォーカスレンズ７−２ａの駆動可能範囲が異なる。Ｗｉｄｅ側よりもＴｅｌｅ側の方が、より駆動範囲が広がるため、マクロモードと通常モードにおける駆動分解能の違いと同様に、Ｗｉｄｅ側とＴｅｌｅ側でも駆動分解能が異なる。例えば、Ｔｅｌｅ側の焦点距離はＷｉｄｅ側の焦点距離の２倍になっている。

したがって、Ｔｅｌｅ側に設定されているときは（Ｓ３１１４のＹｅｓ）、合焦サーチ範囲を通常の２倍に設定する（Ｓ３１１５，Ｓ３１１６）。Ｔｅｌｅ側に設定されていないときは（Ｓ３１１４のＮｏ）、合焦サーチ範囲は通常のまま設定する（Ｓ３１１６）。

次に本発明に係る撮像装置を用いた撮像方法のさらに別の実施形態について説明する。本実施例は、実施例１乃至４に係る動き検知処理における別の処理の例である。本実施例に係る動き検知処理によれば、撮影レンズを構成するズームレンズの位置や、撮像装置の動作モードに合わせて、動き検知処理における被写体の動きを判定する閾値を可変することができる。

動き検知処理は、１VD信号ごとに取得される１画像データ（以下「フレーム」という）ごとに、前フレームとの差分を算出して、その結果を移動画素数として出力している。差分検出は図５に記載のＡＦエリア内の画像でのみ行っている。この移動画素数は正負の整数値で表され、画像の移動方向も表現可能である。毎フレームごとの移動画素数を加算した結果が一定値(以降この値を「検出閾値」とする)を超えたときに「動きが検出された」と判定される。検出閾値は任意の数でよく、例えば、３０画素である。

動き検出されたとき、それまで積算した移動画素数（総移動画素数）をリセットしてゼロにし、その後、再びフレームごとの移動画素数を加算していく。移動画素数が０となったとき、画像の移動方向が前フレームの結果に比べて逆方向となったとき、いずれも積算した移動画素数をリセットする。

ここで、撮影レンズのズームポジションの違いによって、検出閾値を変更する方法の説明をする。ファインダモードにおいて図1の広角方向ズームスイッチＳＷ３と望遠方向ズームスイッチＳＷ４を操作することで、ズーム倍率を変更させることができる。初期状態ではＷｉｄｅ端になっている。
ズームポジションがＷｉｄｅ端であるかＴｅｌｅ端であるかによって、ＬＣＤモニタ１９画像は大きく異なる。具体的には、同じ距離の同じ被写体にカメラを向けていたとしてもＴｅｌｅ端では、非常に大きく表示される。したがってＴｅｌｅ端にあるときに、同じだけカメラを動かすと、Ｗｉｄｅ端にあるときに比べてより大きな移動画素数が算出されることになる。つまり、Ｗｉｄｅ端よりもＴｅｌｅ端のほうが移動画素数は大きくなる。
そのため、テレ端側にあるときは検出閾値をワイド端における検出閾値よりも高い値にすればよい。

以上を踏まえて、本実施例に係る動き検出処理の詳細な処理の流れについて説明をする。
本実施例においては、ズームポジションはワイド端からテレ端まで１６段階とする。撮像装置１の電源が投入されて、ファインダモードで起動すると動き検知処理が開始し、現在のズームポジションがどの位置にあるかを判定する（Ｓ１００１，Ｓ１００２，Ｓ１００３）。
ズームポジションがＷｉｄｅ端であれば検出閾値を３０に設定する（Ｓ１００４）。ズームポジションが８番目であれば検出閾値を４５に設定する（Ｓ１００５）。ズームポジションがＴｅｌｅ端であれば検出閾値を６０に設定する（Ｓ１００６）。

次に、ズームポジションが前フレームと同じか否かを判定し、ズームポジションが異なっていれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１００７のＮｏ，およびＳ１０１４）。ズームポジションが前フレームと同じであれば（Ｓ１００７のＹｅｓ）、１フレーム間の画素の差分を算出する（Ｓ１００８）。移動画素がゼロであれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１００９のＮｏ，およびＳ１０１４）。移動画素がゼロでなければ、撮影レンズの移動方向が前フレームと同じか否かを判定し（Ｓ１０１０）、移動方向が前フレームと異なれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１０１０のＮｏ，およびＳ１０１４）。

撮影レンズの移動方向が前フレームと同じであれば、移動画素を加算する（Ｓ１０１１）。次に、総移動画素数が先に設定した検出閾値を超えたか否かを判定し（Ｓ１０１２）、検出閾値を超えていれば（Ｓ１０１２のＹｅｓ）プレＡＦを開始する（Ｓ１０１４）。

以上、本発明にかかる撮像装置によれば、各ズームポジションに対して最適な検出閾値を可変させて設定することができるので、動き検知処理が敏感になりすぎることで生じる消費電力の浪費や、逆に動き検知処理が鈍感になりすぎることで、プレＡＦ処理が効果的に始まらないという課題を解消することができる。

次に本発明に係る撮像装置を用いた撮像方法のさらに別の実施形態について説明する。本実施例は、実施例５に係る動き検知処理のさらに別の処理の例である。動き検知処理は、フレームごとに前フレームとの差分を算出して、その結果を移動画素数として出力している。検出閾値を超えて「動き検出された」ときは、それまで積算した移動画素数（総移動画素数）をリセットしてゼロにし、再びフレームごとの移動画素数を加算していく。移動画素数が０となったとき、画像の移動方向が前フレームの結果に比べて逆方向となったとき、いずれも積算した移動画素数をリセットする。

撮像装置１がファインダモードで動作しているとき、マクロスイッチＳＷ１０を押下するとマクロモードとなる。マクロモードは、通常モードでは撮影できない至近距離の被写体を撮影できるので、ＡＦエリア（図５）に出力される画像データは僅かな動きであっても、移動画素数は大きくなる。これは、実施例５におけるＴｅｌｅ側にズームポジションがあるときと同様である。したがって、マクロモードで動作しているときは、検出閾値を通常モードに比べて大きくすることが望ましい。

以上を踏まえて、本実施例に係る動き検出処理の詳細な処理の流れについて図２９のフローチャートを用いて説明する。まず、マクロモードで動作しているか否かを判定する（Ｓ１１０１）。マクロモードで動作していれば、検出閾値を６０に設定する（Ｓ１１０２）。マクロモードで動作していなけれ、検出閾値を３０に設定する（Ｓ１１０３）。

次に、撮影モードが前フレームと同じか否かを判定し、撮影モードが異なっていれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１００４のＮｏ，およびＳ１１１１）。撮影モードが前フレームと同じであれば（Ｓ１００４のＹｅｓ）、１フレーム間の画素の差分を算出する（Ｓ１００５）。移動画素がゼロであれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１００６のＮｏ，およびＳ１１１１）。移動画素がゼロでなければ、撮影レンズの移動方向が前フレームと同じか否かを判定し（Ｓ１１０７）、移動方向が前フレームと異なれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１１０７のＮｏ，およびＳ１１１１）。

撮影レンズの移動方向が前フレームと同じであれば、移動画素を加算する（Ｓ１１０８）。次に、総移動画素数が先に設定した検出閾値を超えたか否かを判定し（Ｓ１１０９）、検出閾値を超えていれば（Ｓ１１０９のＹｅｓ）プレＡＦを開始する（Ｓ１１１０）。

以上、本発明にかかる撮像装置によれば、撮影モードに応じて最適な検出閾値を設定することができるので、動き検知処理が敏感になりすぎることで生じる消費電力の浪費や、逆に動き検知処理が鈍感になりすぎることで、プレＡＦ処理が効果的に始まらないという課題を解消し、効果的なプレＡＦ処理を行うことができるようになる。

次に本発明に係る撮像装置を用いた撮像方法のさらに別の実施形態について説明する。本実施例は、実施例５に係る動き検知処理のさらに別の処理の例である。動き検知処理は、フレームごとに前フレームとの差分を算出して、その結果を移動画素数として出力している。検出閾値を超えて「動き検出された」ときは、それまで積算した移動画素数（総移動画素数）をリセットしてゼロにし、再びフレームごとの移動画素数を加算していく。差分がなく移動画素数がゼロのとき、画像の移動方向が前フレームの結果に比べて逆方向となったとき、いずれも積算した移動画素数をリセットする。

撮像装置がファインダモードで動作しているとき、モードダイヤルＳＷ２を操作することで、複数のシーンモードの中から特定のシーンモードを選択して切り替えることができる。各シーンモードは、その撮影環境に適した撮影パラメータ（絞り値、ホワイトバランスなど）を容易に設定することができる。

モードダイヤルＳＷ２の操作によってスポーツモードが選択された場合、被写体は常に動いている可能性が高いので、撮影したい瞬間にピントがずれることがないように、検出閾値を低く設定することが望ましい。また、風景モードであれば、被写体は遠方に存在し、動きも少ないと想定され、カメラを動かした場合でも移動画素数は非常に少ないので、検出閾値を低めに設定（本実施例では１５画素）したほうが良い。

以上を踏まえて、本実施例に係る動き検出処理の詳細な処理の流れについて図３０のフローチャートを用いて説明する。まず、シーンモードで動作しているか否かを判定する（Ｓ１２０１）。シーンモードで動作していなければ、検出閾値を３０に設定する（Ｓ１２０４）。シーンモードで動作をしているならば、どのシーンモードが設定されているかを判定する（Ｓ１２０１のＹｅｓ）。設定されているシーンモードが例えばスポーツモードであるとき（Ｓ１２０２のＹｅｓ）、検出閾値を１５に設定する（Ｓ１２０５）。設定されているシーンモードが例えば風景モードであるとき（Ｓ１２０２のＮｏ）、検出閾値を１５に設定する（Ｓ１２０６）。

次に、シーンモードが前フレームと同じか否かを判定し、シーンモードが異なっていれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１２０７のＮｏ，およびＳ１２１４）。シーンモードが前フレームと同じであれば（Ｓ１２０７のＹｅｓ）、１フレーム間の画素の差分を算出する（Ｓ１２０８）。算出された差分がゼロ、すなわち移動画素がゼロであれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１２０９のＮｏ，およびＳ１２１４）。移動画素がゼロでなければ、撮影レンズの移動方向が前フレームと同じか否かを判定し（Ｓ１２１０）、移動方向が前フレームと異なれば、総移動画素数をゼロに戻して、処理を終了する（Ｓ１２１０のＮｏ，およびＳ１２１４）。

撮影レンズの移動方向が前フレームと同じであれば（Ｓ１２１０のＹｅｓ）、算出された移動画素数を加算する（Ｓ１２１１）。次に、総移動画素数が設定されている検出閾値を超えたか否かを判定し（Ｓ１２１２）、検出閾値を超えていれば（Ｓ１２１２のＹｅｓ）プレＡＦを開始する（Ｓ１２１３）。

以上、本発明にかかる撮像装置によれば、設定されているシーンモードに応じて最適な検出閾値を設定することができるので、動き検知処理が敏感になりすぎることで生じる消費電力の浪費や、逆に動き検知処理が鈍感になりすぎることで、プレＡＦ処理が効果的に始まらないという課題を解消し、効果的なプレＡＦ処理を行うことができるようになる。

本発明は、カメラ付携帯機器に搭載可能な撮像装置及びその撮像方法などにも適用できる。

７−２ａ フォーカスレンズ
７−２ｂ フォーカスモータ
１０４ デジタルスティルカメラプロセッサＲＯＭ

特公昭３９−５２６５号公報 特許第３８５１０２７号公報 特開２００８―５８５５９号公報

Claims (22)

1. 撮像レンズと、
   上記撮像レンズを介して受光した被写体光をもとに画像データを取得する撮像手段と、
   上記撮像手段から連続的に取得した画像データに基づいて被写体の動きを検知する動き検知手段と、
   上記動き検知手段が被写体の動きを検知したときに、上記撮像レンズを駆動させて取得した上記画像データに基づいて合焦位置判定データを算出する焦点検出手段と、
   上記合焦位置判定データに基づいて合焦位置を推定する合焦位置推定手段と、を有する撮像装置。
2. 上記合焦位置推定手段は、上記合焦位置判定データに基づいて、上記撮像レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置と駆動方向の少なくともいずれか一方を設定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 上記合焦位置判定データは、上記画像データから算出されるＡＦ評価値を元にした平滑微分演算の結果であることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
4. 上記ＡＦ評価値は、上記画像データを構成する隣接画素の輝度差を積分した値であることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 上記平滑微分演算は、隣接するＡＦ評価値の差分を加重積算した値の総計を算出する演算であって、加重積算に用いる重み係数はＡＦ評価値からの乖離度合いに応じて大きくなることを特徴とする請求項３または４記載の撮像装置。
6. 上記焦点位置推定手段は、合焦位置を推定した後に、上記撮像レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置に、上記撮像レンズを移動させることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
7. 上記焦点位置推定手段が合焦位置を推定できなかったとき、上記撮像レンズの駆動開始位置を変更して、再度、合焦位置判定データを算出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
8. 上記焦点検出手段が、所定の条件により上記撮像レンズを駆動させる駆動範囲を変更する駆動範囲変更手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
9. 上記所定の条件は、上記焦点検出手段が動作を開始するときの上記撮像レンズの位置であることを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
10. 上記所定の条件は、上記焦点検出手段が動作を開始するときの上記撮影モードであることを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
11. 上記所定の条件は、上記焦点検出手段が動作を開始するときの上記焦点距離であることを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
12. 撮像レンズ、前記撮像レンズを介して受光した被写体光をもとに画像データを取得する撮像手段、前記撮像手段から連続的に取得した画像データに基づいて被写体の動きを検知する動き検知手段、前記動き検知手段が被写体の動きを検知したときに、前記撮像レンズを駆動させて取得した前記画像データに基づいて合焦位置判定データを算出する焦点検出手段、前記合焦位置判定データに基づいて合焦位置を推定する合焦位置推定手段、を有する撮像装置による撮像方法であって、
    上記動き検知手段が、被写体の動きを検知するステップと、
    上記焦点検出手段が、上記動き検知手段の被写体検知に応じて上記撮像レンズを所定の位置から所定の向きに所定の量だけ駆動して画像データを取得し、取得した前記画像データに基づいて、合焦位置判定データを取得するステップと、
    上記合焦位置推定手段が、上記合焦位置判定データに基づいて、上記撮像レンズの合焦位置を推定するステップと、を有することを特徴とする撮像方法。
13. 上記合焦位置推定手段が行う合焦位置を推定するステップは、上記合焦位置判定データに基づいて、上記撮像レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置と駆動方向の少なくともいずれか一方を設定するステップであることを特徴とする請求項１２記載の撮像方法。
14. 上記合焦位置判定データは、上記画像データから算出されるＡＦ評価値を元にした平滑微分演算の結果であることを特徴とする請求項１２または１３記載の撮像方法。
15. 上記ＡＦ評価値は、上記画像データを構成する隣接画素の輝度差を積分した値であることを特徴とする請求項１４記載の撮像方法。
16. 上記平滑微分演算は、隣接するＡＦ評価値の差分を加重積算した値の総計を算出する演算であって、加重積算に用いる重み係数はＡＦ評価値からの乖離度合いに応じて大きくなる値であることを特徴とする請求項１４または１５記載の撮像方法。
17. 上記焦点位置推定手段が、合焦位置を推定した後に、上記撮像レンズが合焦位置に近づくための駆動開始位置に、上記撮像レンズを移動させるステップをさらに有することを特徴とする請求項１３記載の撮像方法。
18. 上記焦点位置推定手段が合焦位置を推定できなかったとき、上記撮像レンズの駆動開始位置と駆動範囲を変更して、再度、合焦位置判定データを算出するステップをさらに有することを特徴とする請求項１２乃至１７のいずれかに記載の撮像方法。
19. 上記焦点検出手段が上記撮像レンズを駆動させる駆動範囲を変更する駆動範囲変更手段をさらに有する撮像装置を用いる撮像方法であって、
    所定の条件により、上記駆動範囲を変更するステップをさらに有する請求項１２記載の撮像方法。
20. 上記所定の条件は、上記焦点検出手段が動作を開始するときの上記撮像レンズの位置であることを特徴とする請求項１９記載の撮像方法。
21. 上記所定の条件は、上記焦点検出手段が動作を開始するときの上記撮影モードであることを特徴とする請求項１９記載の撮像方法。
22. 上記所定の条件は、上記焦点検出手段が動作を開始するときの上記焦点距離であることを特徴とする請求項１９記載の撮像方法。

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