JP2012163940A - 撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】測距センサとして２次元センサを用いた場合であっても、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止する。
【解決手段】撮像装置において、被写体を撮像する撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像手段に含まれる光学系を駆動させて、前記被写体の像を前記撮像素子の受光部に入力し、前記撮像手段から得られた画像に基づいてオートフォーカス評価値を取得して合焦制御を行う合焦制御手段と、複数の２次元センサを用いて前記被写体までの距離を測定する測距手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記被写体の位置が前記測距手段による測距可能エリア外にある場合に前記合焦制御を行うことにより、上記課題を解決する。
【選択図】図７

Description

本発明は、撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムに係り、特に２次元測距センサを用いた場合であっても、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止するための撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムに関する。

従来、外測用式の測距装置及び測光装置として、例えば測距用に１対のラインセンサを用い、測光用に多分割センサを用いる方式が知られている。上述した測距用の１対のラインセンサは、１対のレンズと組み合わせることで２台のカメラを構成し、２台のカメラの被写体のずれ（視差）を検出して、三角測量の原理で距離を計測する。

ここで、従来では、例えば１つの半導体チップ上に、測距用の１対のラインセンサと測光用のサイズの大きいセンサとが形成され、１チップ上にそれぞれのセンサの中心線をずらして配置することにより、半導体のチップサイズを小さくできるため、測距装置及び測光装置の小型化を実現した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来では、ラインセンサを用いた多点外部ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）と内部多点ＡＦ（コントラストＡＦ）とを併用した、所謂ハイブリッドＡＦと呼ばれる自動合焦装置を利用したカメラの技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。なお、上記コントラストＡＦとは、所謂ＣＣＤ等を用いた山登り方式によるＡＦを意味している。

しかしながら、上述した特許文献１及び２に開示されているような従来方法は、ラインセンサで測距を行うため、視野の中心部だけしか測距することができず、画面全体にわたる測距（多点測距）はできない。

また、上記課題を解決するために、例えば測距センサとして広範囲な測距を実現する２次元センサを用いる場合には、画面全体にわたって広範囲に測距するため、例えばズーム時の場合に主レンズの撮影エリアと測距センサの測距可能エリアとの画角が合わなくなり、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうという２次元センサを利用した場合の特有の課題が生じてしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、測距センサとして２次元センサを用いた場合であっても、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止するための撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。

本発明は、撮像装置において、被写体を撮像する撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像手段に含まれる光学系を駆動させて、前記被写体の像を前記撮像素子の受光部に入力し、前記撮像手段から得られた画像に基づいてオートフォーカス評価値を取得して合焦制御を行う合焦制御手段と、複数の２次元センサを用いて前記被写体までの距離を測定する測距手段とを有し、前記合焦制御手段は、前記被写体の位置が前記測距手段による測距可能エリア外にある場合に前記合焦制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は、撮像方法において、撮像素子を含む撮像手段により被写体を撮像する撮像ステップと、前記撮像手段に含まれる光学系を駆動させて、前記被写体の像を前記撮像素子の受光部に入力し、前記撮像手段から得られた画像に基づいてオートフォーカス評価値を取得して合焦制御を行う合焦制御ステップと、複数の２次元センサを用いて前記被写体までの距離を測定する測距ステップとを有し、前記合焦制御ステップは、前記被写体の位置が前記測距手段による測距可能エリア外にある場合に前記合焦制御を行うことを特徴とする。

また、本発明は、コンピュータを、上述した撮像装置が有する各手段として機能させるための撮像プログラムである。

本発明によれば、測距センサとして２次元センサを用いた場合であっても、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止することができる。

本実施形態における撮像装置の外観の一例を示す図である。 本実施形態における撮像装置の内部システム構成の一例を示す図である。 ＣＰＵブロックの機能構成の一例を示す図である。 撮像装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 ＡＦエリアの一例を説明するための図である。 追尾ＡＦ時におけるＡＦエリアの一例を説明するための図である。 追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。 測距方式の一例を説明するための図である。 実施例１における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施例２における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。 ＷＩＤＥモード時における測距可能エリアの一例を示す図である。 実施例３における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施例４における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。 測距結果の推定手法の一例を説明するための図である。 実施例５における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。

＜本発明について＞
本発明は、例えば、撮像装置における測距センサとして２次元センサを用いた場合であっても、コントラストＡＦを併用することで、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止することができる。具体的には、例えば追尾ＡＦ時に測距センサから追尾被写体の測距情報を取得し、その情報に基づいて正確に被写体へのピント合わせを行うようにする。以下に、本発明における撮像装置、撮像方法、及び撮像プログラムを好適に実施した形態について、図面を用いて説明する。

＜撮像装置：外観例＞
まず、本実施形態における撮像装置について図を用いて説明する。図１は、本実施形態における撮像装置の外観の一例を示す図である。なお、図１（Ａ）は、撮像装置の上面図の一例を示し、図１（Ｂ）は、撮像装置の正面図の一例を示し、図１（Ｃ）は、撮像装置の背面図の一例を示している。なお、以下に示す実施形態では、撮像装置の一例としてデジタルカメラを示すが本発明においては、これに限定されるものではなく、また形状や構成のレイアウト等についてもこれに限定されるものではなく、本発明の適用範囲に応じて任意に設定されるものである。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示す撮像装置１は、サブ液晶ディスプレイ（以下、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を「ＬＣＤ」という）１１と、メモリカード／電池装填部１２と、ストロボ発光部１３と、光学ファインダ１４と、測距ユニット１５と、リモコン受光部１６と、ＡＦ補助光発光素子部１７と、鏡胴ユニット１８と、ＡＦ用ＬＥＤ１９と、ストロボ用ＬＥＤ２０と、ＬＣＤモニタ２１と、スイッチ（以下、「ＳＷ」という）１〜１４とを有するよう構成されている。

＜撮像装置：内部システム構成例＞
また、図２は、本実施形態における撮像装置の内部システム構成の一例を示す図である。図２に示す撮像装置１は、サブＬＣＤ１１と、ストロボ発光部１３と、測距ユニット１５と、リモコン受光部１６と、鏡胴ユニット１８、ＡＦ用ＬＥＤ１９と、ストロボ用ＬＥＤと、ＬＣＤモニタ２１と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）３１と、Ｆ／Ｅ−ＩＣ３２と、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３３と、デジタルスチルカメラプロセッサ（以下、「プロセッサ」という）３４と、ＲＡＭ３５と、内蔵メモリ３６と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３７と、音声入力ユニット３８と、音声再生ユニット３９と、ストロボ回路４０と、ＬＣＤドライバ４１と、サブＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ、中央演算装置）４２と、操作キーユニット４３と、ブザー４４と、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタ４５と、シリアルドライバ回路４６と、ＲＳ−２３２Ｃコネクタ４７と、ＬＣＤドライバ４８と、ビデオアンプ４９と、ビデオジャック５０と、メモリカードスロットル５１と、メモリカード５２とを有するよう構成されている。

また、図２において、鏡胴ユニット１８は、例えば、ズームレンズ１８−１ａ及びズームモータ１８−１ｂからなるズーム光学系１８−１と、フォーカスレンズ１８−２ａ及びフォーカスモータ１８−２ｂからなるフォーカス光学系１８−２と、絞り１８−３ａ及び絞りモータ１８−３ｂからなる絞りユニット１８−３と、メカシャッタ１８−４ａ及びメカシャッタモータ１８−４ｂからなるメカシャッタユニット１８−４と、モータドライバ１８−５とを有するよう構成されている。

また、図２において、Ｆ／Ｅ−ＩＣ（フロントエンド−集積回路）３２は、画像ノイズの除去のために相関二重サンプリングを行うＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）３２−１と、自動利得制御を行うＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）３２−２と、アナログ−デジタル変換を行うＡ／Ｄ変換部３２−３と、垂直同期信号ＶＤ・水平同期信号ＨＤに基づいて駆動タイミング信号を生成するＴＧ（タイミングジェネレータ）３２−４とを有するよう構成されている。

また、図２において、プロセッサ３４は、シリアルブロック３４−１、ＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２、ＣＣＤ２信号処理ブロック３４−３、ＣＰＵブロック３４−４、ローカルＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３４−５、ＵＳＢブロック３４−６、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）ブロック３４−７、ＪＰＥＧ圧縮・伸長を行うＪＰＥＧコーデックブロック３４−８、画像データのサイズを拡大・縮小するリサイズブロック３４−９、ＴＶ信号表示ブロック３４−１０、メモリカードコントローラブロック３４−１１を有しており、これらの各ブロック３４−１〜３４−１１は、バスラインを介して相互に接続されている。

また、図２において、音声入力ユニット３８は、音声記録回路３８−１と、マイクアンプ３８−２と、マイク３８−３とを有すように構成されている。また、図２において、音声再生ユニット３９は、音声再生回路３９−１と、オーディオアンプ３９−２と、スピーカ３９とを有するよう構成されている。

ここで、図１、図２における撮像装置１は、デジタルカメラとしての機能を有している。具体的には、図１（Ａ）に示すように、撮像装置１の上部には、サブＬＣＤ１１、レリーズスイッチ用のＳＷ１、モードダイアル用のＳＷ２が設けられている。

また、図１（Ｂ）に示すように、撮像装置１の側部には、撮影された画像データ等を格納するメモリカードや撮像装置１の電源をＯＮして一連のシステムを駆動させるためのメモリカード／電池装填部１２の蓋が設けられている。また、撮像装置１の正面側には、撮影時のストロボを発光させるストロボ発光部１３、光学レンズを介して被写体の位置を視認する光学ファインダ１４、測距ユニット１５、別体のリモコン装置からの赤外線等によるリモコン信号を受光する受光部１６、オートフォーカス（自動焦点）実行時に発光させるＬＥＤ等からなるＡＦ補助光発光素子部１７、及び、撮影レンズを備えた鏡胴ユニット１８が設けられている。

また、図１（Ｃ）に示すように、撮像装置１の背面側には、光学ファインダ１４、ＡＦ用ＬＥＤ１９、ストロボ用ＬＥＤ２０、ＬＣＤモニタ２１、広角ズーム（ＷＩＤＥ）スイッチ用のＳＷ３、望遠ズーム（ＴＥＬＥ）用のＳＷ４、セルフタイマ設定／解除用のＳＷ５、メニュー用のＳＷ６、上移動／ストロボ設定用のＳＷ７、右移動用のＳＷ８、ディスプレイ用のＳＷ９、下移動／マクロ設定用のＳＷ１０、左移動／画像確認用のＳＷ１１、ＯＫ用のＳＷ１２、クイックアクセス用のＳＷ１３、電源ＯＮ／ＯＦＦ用のＳＷ１４が設けられている。

また、図２において、プロセッサ３４は、ＣＰＵを内蔵しており、撮像装置１の各部はプロセッサ３４によって制御されている。プロセッサ３４の外部には、ＳＤＲＡＭ３３、ＲＡＭ３５、本実施形態における各種機能を実行させるための各種の制御プログラムやパラメータ等が格納されたＲＯＭ３７、撮影された画像の画像データを記憶する内蔵メモリ３６が設けられており、これらもバスラインを介してプロセッサ３４に接続されている。

ＳＤＲＡＭ３３には、撮影された画像の画像データから変換されたＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ（ホワイトバランス補正、γ補正が行われた画像データ）、ＹＵＶ画像データ（輝度データと色差データとに変換された画像データ）、ＪＰＥＧ画像データ（ＪＰＥＧ圧縮された画像データ）が保存される。

電源スイッチ用のＳＷ１４をＯＮにした際に、ＲＯＭ３７に格納された制御プログラムがプロセッサ３４のメモリにロードされて実行され、撮像装置１の各部は、この制御プログラムによって制御される。

制御プログラムが実行される際には、ＲＡＭ３５のメモリが制御プログラムの作業用メモリとして使用されるので、ＲＡＭ３５のメモリには、制御プログラムの制御データやパラメータ等が随時書き込みや読み出しが行われる。後述される全ての処理は、この制御プログラムを実行することにより、主にプロセッサ３４によって実行される。

鏡胴ユニット１８は、ズームレンズ１８−１ａ、フォーカスレンズ１８−２ａ、絞り１８−３ａ、メカシャッタ１８−４ａを、それぞれズームモータ１８−１ｂ、フォーカスモータ１８−２ｂ、絞りモータ１８−３ｂ、メカシャッタモータ１８−４ｂによって駆動させる。また、鏡胴ユニット１８は、これらの各モータ１８−１ｂ〜１８−４ｂを、モータドライバ１８−５によって駆動させる。モータドライバ１８−５は、プロセッサ３４のＣＰＵブロック３４−４によって制御される。

本実施形態では、上述した広角ズーム（ＷＩＤＥ）スイッチ用のＳＷ３や望遠ズーム（ＴＥＬＥ）用のＳＷ４の操作等を行い、鏡胴ユニット１８の各光学系１８−１，１８−２によりＣＣＤ３１の受光部に被写体像を結像させる。結像された被写体像は、ＣＣＤ３１によって画像信号に変換され、この画像信号がＦ／Ｅ−ＩＣ３２に出力される。

Ｆ／Ｅ−ＩＣ３２において、ＣＤＳ３２−１は、取得した画像信号を相関二重サンプリングする。また、ＡＧＣ３２−２は、ＣＤＳ３２−１から得られる画像信号に対して自動的に利得の調整を行う。また、Ａ／Ｄ変換部３２−３は、ＡＧＣ３２−２から出力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。つまり、Ｆ／Ｅ−ＩＣ３２は、ＣＣＤ３１から出力されたアナログ画像信号にノイズ低減の処理や利得調整の処理等の所定の処理を施し、更にアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換して、プロセッサ３４のＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２に出力する。

ＴＧ３２−４は、プロセッサ３４のＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２からフィードバックされるＶＤ（垂直同期）・ＨＤ（水平同期）信号に基づいて、Ｆ／Ｅ−ＩＣ３２による画像信号のサンプリング等のタイミング処理を行う。

プロセッサ３４のＣＰＵブロック３４−４は、Ｆ／Ｅ−ＩＣ３２、モータドライバ１８−５、音声記録回路３８−１、音声再生回路３９−１、ストロボ発光部１３を発光させるストロボ回路４０、測距ユニット１５、サブＣＰＵ４２に接続されている。したがって、上述した各構成は、ＣＰＵブロック３４−４によって制御される。

また、音声入力ユニット３８及び音声再生ユニット３９について説明すると、マイク３８−３によって取り込まれた音声信号は、マイクアンプ３８−２によって増幅され、音声記録回路３８−１によってデジタル信号に変換されて、ＣＰＵブロック３４−４の制御命令に基づいて、例えば内蔵メモリ３６やメモリカード５２等に記録される。また、音声再生回路３９−１は、ＣＰＵブロック３４−４の制御命令に基づいて、例えばＲＯＭ３７等に予め記録されている適宜の音声データを音声信号に変換し、オーディオアンプ３９−２によって増幅し、スピーカ３９−３から出力させる。

測距ユニット１５は、例えば測距センサとしての２次元センサ等を有し、２次元センサ等を用いて撮像装置１の撮影エリアに含まれる所定の被写体までの距離を計測する。本実施形態では、後述するように２次元センサを用いた場合であっても、コントラストＡＦを併用することで、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止することができる。なお、上記内容の具体的な実施例については後述する。

サブＣＰＵ４２は、ＬＣＤドライバ４８を介してサブＬＣＤ１１、ＡＦ用ＬＥＤ１９、ストロボ用ＬＥＤ２０、リモコン受光部１６、上述したＳＷ１〜ＳＷ１４からなる操作キーユニット４３、及びブザー４４等が接続されている。したがって、上述した各構成は、サブＣＰＵ４２によって制御される。また、サブＣＰＵ４２は、リモコン受光部１６に対する信号の入力状態や、操作キーユニット（例えば、上述したＳＷ１〜ＳＷ１４等）に対する入力状態を監視する。

ここで、プロセッサ３４のＵＳＢブロック３４−６は、例えばＵＳＢコネクタ４５に接続されており、プロセッサ３４のシリアルブロック３４−１は、例えばシリアルドライバ回路４６を介してＲＳ−２３２Ｃコネクタ４７に接続されている。したがって、本実施形態における撮像装置１は、上述したＵＳＢブロック３４−６やシリアルブロック３４−１によって、撮像装置１に接続された外部機器との間でデータ通信を行う。

プロセッサ３４のＴＶ信号表示ブロック３４−１０は、ＬＣＤモニタ２１を駆動するためのＬＣＤドライバ４８、ビデオ信号を増幅すると共にインピーダンス整合を行うためのビデオアンプ４９が接続されており、ＬＣＤドライバ４８にはＬＣＤモニタ２１、ビデオアンプ４９にはＴＶ等の外部モニタ機器に接続するためのビデオジャック５０が接続されている。つまり、ＴＶ信号表示ブロック３４−１０は、画像データをビデオ信号に変換して、ＬＣＤモニタ２１やビデオジャック５０に接続された外部モニタ機器等の表示手段に出力する。

また、ＬＣＤモニタ２１は、撮影中の被写体のモニタや、撮影された画像の表示、メモリカード５２又は内蔵メモリ３６に記録された画像の表示等に使用される。なお、ＬＣＤモニタ２１は、タッチパネル等による入出力機能を有していてもよく、その場合には、ユーザ等のタッチ入力に基づいて、所定の被写体の特定や各種指示入力を行うことができる。

メモリカードコントローラブロック３４−１１は、メモリカードスロットル５１が接続されている。したがって、撮像装置１は、メモリカードスロットル５１に挿入された増設用のメモリカード５２とデジタルカメラとの間で画像データのやり取りを行う。

なお、上述した撮像装置１の構成において、鏡胴ユニット１８、ＣＣＤ３１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ３２、及びＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２は、本実施形態における撮像手段に相当する。また、上述した図２に示す構成では、被写体光像を光電変換するための固体撮像素子としてＣＣＤ３１を用いたが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いてもよい。その場合には、ＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２及びＣＣＤ２信号処理ブロック３４−３は、それぞれＣＭＯＳ１信号処理ブロック３４−２及びＣＭＯＳ２信号処理ブロック３４−３に置き換えて同様の処理を行わせることになる。

＜ＣＰＵブロック３４−４の機能構成例＞
次に、上述したＣＰＵブロック３４−４の本実施形態における具体的な機能構成例について図を用いて説明する。図３は、ＣＰＵブロックの機能構成の一例を示す図である。図３に示すＣＰＵブロック３４−４は、自動合焦制御手段３４−４ａと、ＡＦエリア設定制御手段３４−４ｂと、被写体検出手段３４−４ｃと、合焦位置決定手段３４−４ｄとを有するよう構成されている。

自動合焦制御手段３４−４ａは、例えば撮像手段に含まれる光学系（例えば、鏡胴ユニット１８）を駆動させて、所定の被写体の像を撮像素子（ＣＣＤ３１）の受光部に入力し、撮像手段から得られた画像に基づいてＡＦ評価値を取得して合焦制御を行う。なお、所定の被写体とは、例えば被写体検出手段３４−４ｃにおいて検出された被写体等を示す。

また、自動合焦制御手段３４−４ａは、被写体の位置が、例えば測距手段による測距可能エリア外にある場合に追尾ＡＦ機能等を用いて合焦制御を行う。なお、測距手段とは、例えば複数の２次元センサ等を用いた測距方式等を示す。

ＡＦエリア設定制御手段３４−４ｂは、ＡＦ実行時に、その全撮影エリアに対して、予め設定された条件に基づいて、更にＡＦを行うエリア（狭域ＡＦエリア）等を設定する。

被写体検出手段３４−４ｃは、撮像装置１の撮影エリアに含まれる１又は複数の被写体に対して、ある特定の被写体（例えば、撮影エリアの最も中心にいる被写体や、撮像装置１からの距離が一番近い被写体、或いはユーザがＬＣＤモニタ２１からタッチパネル等により指定した被写体）を検出する。

また、被写体検出手段３４−４ｃは、被写体の動作や撮像装置１の移動等により、被写体が撮影エリアから外れた場合に測距不能になってしまうことを防止するために、予め設定された条件に基づいて、追尾ＡＦ機能等による被写体の検出を行う。

合焦位置決定手段３４−４ｄは、被写体検出手段３４−４ｃにより検出された被写体に対する合焦位置を決定する。なお、上述したＣＰＵブロック３４−４による具体的な処理内容については後述する。

＜本実施形態における撮像装置１の動作概要例＞
次に、撮像装置１の動作概要例についてフローチャートを用いて説明する。図４は、撮像装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。

なお、以下に示す動作手順において、撮像装置１の動作モードには、撮影する際に使用する撮影モードと、撮影された画像を再生する際に使用する再生モードとが存在するものとする。また、撮影モードの動作には、被写体の顔を認識して、その顔の周囲の画像エリア（以下、「顔エリア」という）に対してＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）処理やＡＦ処理等を行う顔認識モードと、通常の画像エリア（以下、「通常エリア」という）において、ＡＥ処理やＡＦ処理を行う通常モードとが存在するものとする。更に、撮影モードでは、セルフタイマを使用して撮影するセルフタイマモードや、リモコン等によって撮像装置１を遠隔操作するリモコンモード等が存在するものとする。

ここで、本実施形態における動作手順では、例えば撮像装置１の電源スイッチＳＷ１４をＯＮにした状態で、モードダイアル用のＳＷ２を撮影モードに設定すると、撮像装置１は撮影モードとなり、またモードダイアル用のＳＷ２を再生モードに設定した場合には、撮像装置１は再生モードとなる。したがって、撮像装置１の電源スイッチ用のＳＷ１４をＯＮにすると、図４のフローチャートに示される動作手順が開始される。

図４に示す動作手順では、まず、モードの設定が行われ（Ｓ０１）、設定されたモードが動作モードであるか否かを判断する（Ｓ０２）。ここで、動作モードである場合（Ｓ０２において、ＹＥＳ）、次に、その動作モードが撮影モードであるか否かを判断する（Ｓ０３）。つまり、Ｓ０３の処理では、モードダイアル用のＳＷ２の状態が撮影モードであるか、或いは再生モードであるかが判断される。

ここで、Ｓ０３の処理において、ＳＷ２の状態が撮影モードである場合（Ｓ０３において、ＹＥＳ）、モニタリング処理を行う（Ｓ０４）。Ｓ０４の処理では、プロセッサ３４によりモータドライバ１８−５が制御されて鏡胴ユニット１８を構成するレンズ鏡胴が撮影可能な位置に移動され、更に例えばＣＣＤ３１、Ｆ／Ｅ−ＩＣ３２、ＬＣＤモニタ２１等の撮影に必要とされる各回路に電源が投入される。そして、各光学系１８−１，１８−２によってＣＣＤ３１の受光部に結像された被写体像の情報は、随時ＣＣＤ３１によりＲＧＢアナログ信号に変換され、このＲＧＢアナログ信号は、ＣＤＳ回路３２−１及びＡＧＣ３２−２によって、上述したようにノイズ低減の処理や利得調整の処理等の所定処理がなされ、Ａ／Ｄ変換部３２−３によってＲＧＢデジタル信号に変換され、プロセッサ３４のＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２に出力される。

更に、このＲＧＢデジタル信号は、ＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２により、ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ、ＹＵＶ画像データ、ＪＰＥＧ画像データに変換されＳＤＲＡＭ３３のフレームメモリに書き込まれる。なお、これらの画像データのうち、ＹＵＶ画像データは、ＳＤＲＡＭ３３のフレームメモリから随時読み出され、ＴＶ信号表示ブロック３４−１０によりビデオ信号に変換されて、ＬＣＤモニタ２１やＴＶ等の外部モニタ機器に出力される。

このように、撮影待機状態において、被写体像の画像データを随時ＳＤＲＡＭ３３のフレームメモリに取り込むと共に、被写体像を随時ＬＣＤモニタ２１やＴＶ等の外部モニタ機器に出力する処理をモニタリング処理とする。

Ｓ０４の処理が終了後、例えばモードダイアル用のＳＷ２の設定変更が行われたか否かを判断し（Ｓ０５）、設定変更が行われた場合（Ｓ０５において、ＹＥＳ）、Ｓ０２に戻り変更された設定において後続の処理を行う。また、Ｓ０５の処理において、設定変更が行われていない場合（Ｓ０５において、ＮＯ）、撮影処理を行う（Ｓ０６）。

Ｓ０６の処理では、レリーズスイッチ用のＳＷ１の状態が判断され、レリーズスイッチＳＷ１が押されていない場合には、Ｓ０４の処理に戻る。レリーズスイッチ用のＳＷ１が押された場合には、この時点でＳＤＲＡＭ３３のフレームメモリに取り込まれている被写体の画像データを内蔵メモリ３６やメモリカード５２に記録する処理等が実行され、その後、Ｓ０４の処理に戻る。

つまり、撮像装置１が撮影モードで動作している場合には、上述したＳ０４〜Ｓ０６の処理を繰り返すことになる。この繰り返しの処理を行っている状態をファインダモードという。本実施形態における撮像装置１では、約１／３０秒程度の周期で、これらの処理が繰り返される。ファインダモードでは、モニタリング処理も約１／３０秒程度の周期で繰り返し行われ、これに伴いＬＣＤモニタ２１や外部モニタ機器の表示は更新される。

また、上述したＳ０３の処理において、動作撮影モードでない場合（Ｓ０３において、ＮＯ）、再生モードとして撮影済み画像を再生する（Ｓ０７）。Ｓ０７の処理では、例えば内蔵メモリ３６やメモリカード５２等に記録された画像データをＬＣＤモニタ２１やＴＶ等の外部モニタ機器等に出力させる。

ここで、モードダイアル用のＳＷ２の設定変更が行われたか否かを判断し（Ｓ０８）、設定変更が行われた場合（Ｓ０８において、ＹＥＳ）、Ｓ０２の処理に戻り後続の処理を行う。また、設定変更が行われていない場合（Ｓ０８において、ＮＯ）、Ｓ０７の処理に戻り後続の処理を行う。

次に、本実施形態における撮像装置１が備えている主な機能として、ＡＥ機能、ＡＦ機能、追尾ＡＦ機能、測距ユニット１５の測距センサを用いた測距機能について、具体的に説明する。

＜ＡＥ機能について＞
撮像装置１のＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能とは、カメラ等の撮像装置において、絞り値とシャッター速度との組み合わせを変えることにより、ＣＣＤ３１等の撮像素子の受光部の露光量を自動的に決定する機能（自動露光機能）のことであり、ＡＦ（Ａｕｔｏ フォーカス）機能とは、撮影レンズの焦点を自動的に合わせる機能（自動合焦機能）のことである。

＜ＡＦ機能について＞
次に、撮像装置１のＡＦ機能について説明する。ＣＣＤ３１によって取り込まれた画像が合焦状態にあるときには、被写体の画像の輪郭部分がはっきりとしているため、この画像の輪郭部分におけるＡＦ評価値が大きくなる。

コントラストＡＦ制御における合焦検出動作時には、フォーカスレンズ１８−２ａを撮影レンズの光軸方向に移動しつつ、フォーカスレンズ１８−２ａの各移動位置におけるＡＦ評価値を算出して、ＡＦ評価値が極大になるフォーカスレンズ１８−２ａの位置（ＡＦ評価値が極大となる位置）を検知する。

また、ＡＦ評価値が極大になる位置が複数ヶ所あることも考慮にいれ、複数ヶ所あった場合には、極大におけるＡＦ評価値の大きさや、その周囲のＡＦ評価値との下降度合いや上昇度合いを判断し、最も信頼性のある位置を合焦位置としてＡＦ処理を実行する。複数あるＡＦ評価値が極大となる位置が何れも高信頼性であった場合には、近距離にある極大位置を合焦位置とする。

ＡＦ評価値のデータは、画像の特徴データとしてプロセッサ３４内のメモリに随時記憶されて、この特徴データはＡＦ処理に利用される。このＡＦ評価値は、デジタルＲＧＢ信号に基づいて、取り込まれた画像内の特定の範囲について算出することができる。

ここで、図５は、ＡＦエリアの一例を示す図である。なお、図５では、ファインダモード時のＬＣＤの表示状態を示しており、ＬＣＤ表示エリア６１内の中央枠が、撮像装置１での通常のＡＦエリア（以下、「通常ＡＦエリア」という）６２である。なお、図５に示す例では、撮像装置１におけるＬＣＤ表示エリア６１内の水平方向に４０％、垂直方向に３０％の部分を通常ＡＦエリア６２としているが、本発明においてはこれに限定されるものではない。

本実施形態における撮像装置１では、レリーズスイッチ用のＳＷ１が押下されると、プロセッサ３４のＣＣＤ１信号処理ブロック３４−２に取り込まれたＲＧＢデジタル信号に基づいて、露光状態を示すＡＥ評価値と画面の合焦度合いを示すＡＦ評価値とが算出されるようになっている。

＜追尾ＡＦ機能について＞
次に、撮像装置１の追尾ＡＦ機能について図を用いて説明する。図６は、追尾ＡＦ時におけるＡＦエリアの一例を説明するための図である。追尾ＡＦ機能とは、追尾対象として登録された被写体パターンを撮像素子により取り込まれた全撮影エリア（画像）７１から探索し、検出された被写体パターンの位置にピントを合わせ続けることで、被写体が全撮影エリア７１内で動き回ったとしても撮影する際には被写体にピントが合っていることを目的とする機能のことである。

なお、撮影エリアからの追尾対象被写体（以下、「追尾被写体」という）７２の検出には、多くの場合、テンプレートマッチングで行われる。具体的には、ＲＯＭ３７内に格納されているテンプレートと、ＣＣＤ３１等の撮像素子から取り込まれた画像との比較を行い、画像内にテンプレートに類似した画像又は特徴があった場合は検知とする。また、テンプレートは、例えば、画像データそのものであったり、ヒストグラム等の画像データから求められる特徴であったりする。

本実施形態では、ユーザが指定した追尾被写体７２のヒストグラムをテンプレートとして用いている。また、本実施形態では、検出された追尾被写体７２にピントを合わせ続ける方法として、例えば狭域ＡＦの繰り返しによる手法を用いる。具体的には、追尾被写体７２に動きがあったと判断した場合（本実施形態での動きがあったかどうかの判断は、追尾被写体７２の全撮影エリア７１内での位置が移動した場合）、通常のＡＦよりも非常に狭い範囲（狭域エリア７３）でのＡＦを、現在のフォーカス位置の周辺で行い、そこで合焦位置が見つかった場合にはそこで終了し、見つからなかった場合にはＡＦ時のＡＦ評価値の下降具合や上昇具合から合焦位置が近距離にあるのか遠距離にあるのかを判断し、合焦位置があると思われる方向に移動して、再び狭域のＡＦを行う。このように、上述した処理を合焦位置が見つかるまで行うことで追尾被写体７２にピントを合わせ続ける。

ここで、追尾ＡＦモードは、例えば撮像装置１のメニュースイッチ用のＳＷ６により選択できるようになっている。また、追尾ＡＦモードは、動作モードを、予めクイックアクセス用のＳＷ１３に登録しておき、そのＳＷ１３を操作することにより簡単に選択することもできる。

次に、具体的な追尾ＡＦの処理についてフローチャートを用いて説明する。図７は、追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。追尾ＡＦモードにおいて、追尾ＡＦ開始ボタンが押されることで追尾ＡＦ処理が開始する（Ｓ１１）。具体的にはレリーズスイッチ（以下、「ＲＬスイッチ」という）用のＳＷ１が半押しされることで追尾ＡＦが開始し、押され続けている間中、追尾ＡＦが実行され続ける。

レリーズスイッチ用のＳＷ１が半押しされると、例えばモニタ画面の真ん中を中心とした水平方向１０％、垂直方向１０％のエリア（図６における狭域エリア７３−１）内にある被写体を追尾対象（追尾被写体７２−１）として登録し、上記エリアをＡＦエリアとしてＡＦが実行される（Ｓ１２）。

ここで、ＡＦがＯＫであるか否かを判断し（Ｓ１３）、ＡＦがＯＫである場合（Ｓ１３において、ＹＥＳ）、追尾ＡＦを開始する。具体的には、追尾被写体７２−１を画面内から常に探索し続け、追尾被写体７２−１の位置を更新していく。つまり、追尾被写体７２−１の位置が移動したか否かを判断し（Ｓ１４）、位置が移動した場合（Ｓ１４において、ＹＥＳ）、例えばＬＣＤモニタ２１等の表示手段に表示している狭域エリア７３−１の枠（追尾枠）を、移動した追尾被写体７２−２の位置と同様の位置（狭域エリア７３−２）に移動させる（Ｓ１５）。また、追尾被写体７２の位置が前回の位置から移動しているため、狭域ＡＦを行い、追尾被写体７２のピント位置を探索する狭域ＡＦ処理を行う（Ｓ１６）。

ここで、Ｓ１６の処理におけるＡＦ結果がＯＫであるか否かを判断し（Ｓ１７）、ＡＦがＯＫでない（ＮＧである）場合（Ｓ１７において、ＮＯ）、例えばピント位置があると思われる方向にＡＦ開始位置を変更し（Ｓ１８）、Ｓ１６の処理に戻り再度ＡＦ処理を行う。

ここで、ＲＬスイッチ用のＳＷ１がＯＦＦであるか否かを判断する（Ｓ１９）。なお、ＳＷ１がＯＦＦか否かの判断は、例えばＳＷ１が離されるか、又は完全に押し込まれた場合にＯＦＦであると判断する。Ｓ１９の処理において、ＳＷ１がＯＦＦでない場合（Ｓ１９において、ＮＯ）、Ｓ１４の処理に戻る。また、Ｓ１９の処理において、ＳＷ１がＯＦＦである場合（Ｓ１９において、ＹＥＳ）、又はＳ１３の処理において、ＡＦがＯＫでない場合（Ｓ１３において、ＮＯ）、そのまま終了する。また、Ｓ１４において、追尾被写体７２が移動していない場合（Ｓ１４において、ＮＯ）、Ｓ１４の処理を繰り返し行う。

＜測距ユニット１５の測距センサを用いた測距機能について＞
次に、測距ユニット１５の測距センサを用いた測距機能について図を用いて説明する。図８は、測距方式の一例を説明するための図である。本実施形態における測距センサとは、例えば、レンズ８１と撮像素子（２次元センサ）８２とがそれぞれ２つ並べてあり、その２つの撮像素子（８２−１，８２−２）から得られる画像の視差を用いて、三角測量によって距離の測定を行うセンサをいう。なお、距離の測定は、全撮影エリア（画像）内の全ての位置で行われる。

図８の例では、レンズの間隔を基線長Ｂとし、焦点距離ｆＬ、ｆＲのレンズＬ，レンズＲが配置されているとする。なお、ｆＬ、ｆＲは、焦点距離の比でｆＬ＝ｍ＊ｆＲの関係であるとする。つまり、ｍは、焦点比率比である。

ここで、各レンズで測距したい像が、基線長Ｂを基準にそれぞれｄＬ、ｄＲの位置に結像している。このとき、距離Ｌは、以下の式（１）となる。
Ｌ＝｛（Ｂ＋ｄＬ＋ｄＲ）＊ｍ＊ｆＲ｝／（ｄＬ＋ｍ＊ｄＲ）・・・（１）
ここで、主レンズとは別にｆＬ、ｆＲがｆで等しい専用のＡＦ光学系の場合は、式（１）が以下に示す式（２）のようになる。
Ｌ＝｛（Ｂ＋ｄＬ＋ｄＲ）＊ｆ｝／（ｄＬ＋ｄＲ）・・・（２）
ここで、式（１）においては、左右のレンズ８１−１，８１−２の焦点距離が異なってもよく、レンズＬが撮影用の主レンズと兼用であってもよい。このように、基線長基準でのｄＬ及びｄＲを測定することで距離Ｌを取得することができる。なお、本実施形態における測距機能では、上述した測距方式による測距を所定のタイミングで常時行い、撮像装置１の撮影モードの起動中は、常に測距結果を更新し続ける。なお、本実施形態における２次元センサの数は２つに限定されるものではなく、例えば３以上等の複数の２次元センサを有してもよい。

次に、本実施形態における測距センサを利用した追尾ＡＦ処理手順について具体的に説明する。なお、以下に示す追尾ＡＦ処理手順は、例えば上述したＣＰＵブロック３４−４の各構成を用いて実行される処理である。

＜追尾ＡＦ処理手順：実施例１＞
図９は、実施例１における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。

上述したように、通常、追尾ＡＦが行われる場合には、追尾被写体のエリアに対してピントを合わせ続ける。ここで、ピントを合わせる手法に関しては、例えば合焦位置を発見するまでフォーカスを動かし続ける手法や、上述した追尾ＡＦの説明で示した狭域での探索を繰り返して合焦位置を発見する手法等が知られている。

しかしながら、何れの手法にしても急激な距離の変化には対応しづらいという問題点がある。例えば、狭域のＡＦを繰り返す手法では、急な距離の変化が起こった場合、何度も狭域ＡＦを繰り返さなくてはピント位置を見つけることができない。そこで、実施例１では、測距センサの結果を用いることで、急激な距離の変化にも強い追尾ＡＦを実現させる。

具体的には、図９に示すように、まず、追尾開始ボタン（例えば、ＲＬスイッチ用のＳＷ１）が押下（ＯＮ）されることにより（Ｓ２１）、画面中央エリアでＡＦ処理を行い（Ｓ２２）、ピントを合わせた後、ＡＦがＯＫであるか否かを判断する（Ｓ２３）。

ＡＦがＯＫである場合（Ｓ２３において、ＹＥＳ）、エリア内の被写体を追尾対象として登録し、その追尾ＡＦが開始される。追尾ＡＦ開始後、追尾被写体が移動したか否かを判断し（Ｓ２４）、追尾被写体が移動した場合（Ｓ２４において、ＹＥＳ）、移動後の追尾被写体に対して追尾枠及びピントを合わせる処理に移る。

具体的には、まず、追尾枠を移動後の追尾対象の位置に移動させる（Ｓ２５）。その後、従来手法であれば、追尾対象が移動した場合に微小範囲でのＡＦを行うことで追尾対象にピントを合わせ続けるが、実施例１では、追尾対象が移動した際にＡＦを行うことで追尾対象にピントを合わせるのではなく、追尾対象が移動した際に追尾対象エリアに対応する測距結果を取得し（Ｓ２６）、その測距結果の位置にフォーカスを移動させることでピントを合わせる（Ｓ２７）。

ここで、ＲＬスイッチ用のＳＷ１がＯＦＦであるか否かを判断する（Ｓ２８）。なお、ＳＷ１がＯＦＦか否かの判断は、例えばＳＷ１が離されるか、又は完全に押し込まれた場合にＯＦＦであると判断する。Ｓ２８の処理において、ＳＷ１がＯＦＦでない場合（Ｓ２８において、ＮＯ）、Ｓ２４の処理に戻る。また、Ｓ２８の処理において、ＳＷ１がＯＦＦである場合（Ｓ２８において、ＹＥＳ）、又はＳ２３の処理において、ＡＦがＯＫでない場合（Ｓ２３において、ＮＯ）、そのまま終了する。また、Ｓ２４の処理において、追尾被写体７２が移動していない場合（Ｓ２４において、ＮＯ）、Ｓ２４の処理を繰り返し行う。

実施例１では、上述した処理を行うことで、追尾対象の様々な距離の変化に対しても即座にピントを合わせることができる。これにより、追尾ＡＦ時の急激な距離の変化によって、ピントが合わない問題を解消することができる。

＜追尾ＡＦ処理手順：実施例２＞
次に、追尾ＡＦ処理手順の他の実施例（実施例２）についてフローチャート等を用いて説明する。実施例２では、例えば、測距センサの結果と狭域（狭域ＣＣＤ）のＡＦとを用いて追尾ＡＦを行う。上述した実施例１の手法で追尾ＡＦを行う場合には、測距センサの結果の精度が問題となってくる。具体的には、実施例１では、測距結果の位置にフォーカスを持っていくため、もし測距結果が間違っていた場合には、ピントの合っていない位置にフォーカスを移動させてしまうこととなる。そこで、実施例２では、多少測距結果に誤差が発生したとしても正確にピントの合わせられるようにするため、測距結果付近で狭域のＡＦ処理を行う。

ここで、実施例２における測距結果を受けての狭域のＡＦの処理についてフローチャートを用いて説明する。図１０は、実施例２における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。実施例１と同じように追尾ＡＦが開始され、追尾被写体が移動すると測距センサからの追尾被写体の位置情報を取得する。その後、その測距結果を中心とした狭いＡＦスキャン範囲を設定し、その範囲において追尾対象エリア内でＡＦ処理を行う。そうすることで、急な距離の変化が起こったとしても少ないＡＦ回数でピント位置を見つけることが可能になる。

具体的には、図１０に示すように、まず、追尾開始ボタン（例えば、ＲＬスイッチ用のＳＷ１）が押下（ＯＮ）されることにより（Ｓ３１）、画面中央エリアでＡＦ処理を行い（Ｓ３２）、ピントを合わせた後、ＡＦがＯＫであるか否かを判断する（Ｓ３３）。

ここで、ＡＦがＯＫである場合（Ｓ３３において、ＹＥＳ）、エリア内の被写体を追尾対象として登録し、追尾ＡＦが開始される。追尾ＡＦ開始後、追尾被写体が移動したか否かを判断し（Ｓ３４）、追尾被写体が移動した場合（Ｓ３４において、ＹＥＳ）、移動後の追尾対象に対して追尾枠及びピントを合わせる処理に移る。

具体的には、まず、追尾枠を移動後の追尾対象の位置に移動させる（Ｓ３５）。その後、追尾対象が移動した際に追尾対象エリアの測距結果を取得（Ｓ３６）、その測距結果の位置にフォーカスを移動させる（Ｓ３７）。

次に、その測距結果付近において狭域のＡＦを行うことで、追尾被写体にピントを合わせる狭域処理を行う（Ｓ３８）。ここで、Ｓ３８の処理におけるＡＦ結果がＯＫであるか否かを判断し（Ｓ３９）、ＡＦがＯＫでない（ＮＧである）場合（Ｓ３９において、ＮＯ）、例えばピント位置があると思われる方向にＡＦ開始位置を変更し（Ｓ４０）、Ｓ３８の処理に戻り再度ＡＦ処理を行う。

ここで、ＲＬスイッチ用のＳＷ１がＯＦＦであるか否かを判断する（Ｓ４１）。なお、ＳＷ１がＯＦＦか否かの判断は、例えばＳＷ１が離されるか、又は完全に押し込まれた場合にＯＦＦであると判断する。Ｓ４１の処理において、ＳＷ１がＯＦＦでない場合（Ｓ４１において、ＮＯ）、Ｓ３４の処理に戻る。また、Ｓ４１の処理において、ＳＷ１がＯＦＦである場合（Ｓ４１において、ＹＥＳ）、又はＳ３３の処理において、ＡＦがＯＫでない場合（Ｓ３３において、ＮＯ）、そのまま終了する。また、Ｓ３４において、追尾被写体が移動していない場合（Ｓ３４において、ＮＯ）、Ｓ３４の処理を繰り返し行う。

実施例２では、上述した処理を行うことで、測距結果の誤差に左右されること無く、追尾対象の様々な距離の変化に対してピントが合わせることができる。これにより、測距結果に誤差があった場合にピントが合わない問題を解消することができる。

＜追尾ＡＦ処理手順：実施例３＞
次に、追尾ＡＦ処理手順の他の実施例（実施例３）について図等を用いて説明する。実施例３では、焦点距離によって追尾ＡＦ時に測距センサの結果を使用するかどうかを選択する手法について説明する。

図１１は、ＷＩＤＥモード時における測距可能エリアの一例を示す図である。近年では、高倍率の焦点距離までズーム可能なカメラ（撮像装置）が多く見られる。その場合、ＷＩＤＥ時とＴＥＬＥ時での焦点距離が大きく異なるため、画角も大きく違ってくる。しかしながら、測距センサのレンズはズーム不可能であるため、画角は常に一定である。そのため、カメラ側の全焦点距離の画角全域で測距を行おうとすると、測距センサの焦点距離はＷＩＤＥ端と同様の焦点距離にしなければならない。しかしながら、高倍率のカメラの場合、ＷＩＤＥ端での画角はＴＥＬＥ端での画角内の非常に小さい範囲となってしまう。
そのため、測距を行うにしても範囲が狭すぎて測距精度が非常に下がることとなってしまう。

そこで、実施例３では、図１１に示すように、全撮影エリア９１ではなく、被写体９２を含む測距可能エリア９３を設定し、ＷＩＤＥ端時ではＡＦエリア内でのみ測距を行えるような焦点距離の測距センサとすることで、ＷＩＤＥ時でもＴＥＬＥ時でも測距可能になるようにする。

なお、実施例３では、例えば測距センサの焦点距離の一例を約８０ｍｍとしている。しかしながら、その場合、ＷＩＤＥ時においては画角全域での測距が不可能であるため、画面端での測距結果を用いた追尾ＡＦが行えない。そのため、更に実施例３では、焦点距離によって、測距結果を追尾ＡＦに使用するかどうかの選択を行うこととする。

具体的には、カメラレンズの焦点距離が測距センサの焦点距離（例えば、８０ｍｍ）未満であった場合には、測距センサの結果を用いないようにする。焦点距離が短い場合には、被写体の距離変化に対するフォーカスの移動量が、焦点距離が長い場合に比べて少ない。そのため、同じフォーカス移動量でＡＦを行ったとしても焦点距離が短いほうが探索できる距離は長くなる。したがって、焦点距離が短い場合、急激な距離変化があった場合においても、追尾ＡＦでピント位置を見失うことは少なくなる。

ここで、実施例３の具体的な焦点距離による測距センサ使用の選択方法を含む追尾ＡＦ処理手順についてフローチャートを用いて説明する。図１２は、実施例３における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。

具体的には、図１２に示すように、まず、追尾開始ボタン（例えば、ＲＬスイッチ用のＳＷ１）が押下（ＯＮ）されることにより（Ｓ５１）、画面中央エリアでＡＦ処理を行い（Ｓ５２）、ピントを合わせた後、ＡＦがＯＫであるか否かを判断する（Ｓ５３）。

ＡＦがＯＫである場合（Ｓ５３において、ＹＥＳ）、エリア内の被写体を追尾対象として登録し、その追尾ＡＦが開始される。追尾ＡＦ開始後、追尾被写体が移動したか否かを判断し（Ｓ５４）、追尾被写体が移動した場合（Ｓ５４において、ＹＥＳ）、移動後の追尾被写体に対して追尾枠及びピントを合わせる処理に移る。

具体的には、まず、追尾枠を移動後の追尾対象の位置に移動させる（Ｓ５５）。その後、追尾対象が移動した際に追尾対象にピントを合わせるが、その際に、現在のカメラレンズの焦点距離と測距センサの焦点距離との比較を行う。つまり、カメラレンズの焦点距離が測距センサの焦点距離（例えば８０ｍｍ）以上か否かを判断し（Ｓ５６）、カメラレンズの焦点距離が測距センサの焦点距離（例えば８０ｍｍ）以上である場合（Ｓ５６において、ＹＥＳ）、測距センサの結果を用いて追尾ＡＦを行う。具体的には、追尾対象が移動した際に追尾対象エリアに対応する測距結果を取得し（Ｓ５７）、その測距結果の位置にフォーカスを移動させることでピントを合わせる（Ｓ５８）。

また、Ｓ５８の終了後、又は、Ｓ５６の処理において、カメラレンズの焦点距離が測距センサの焦点距離（例えば８０ｍｍ）以上でない場合（Ｓ５６において、ＮＯ）、測距センサの結果は用いず狭域のＡＦのみで追尾ＡＦ（狭域ＡＦ処理）を行う（Ｓ５９）。なお、測距センサの結果を用いない処理の場合には、測距センサの測距処理自体を停止させてもよく、また停止させなくてもよい。

次に、Ｓ５９の処理におけるＡＦ結果がＯＫであるか否かを判断し（Ｓ６０）、ＡＦがＯＫでない（ＮＧである）場合（Ｓ６０において、ＮＯ）、例えばピント位置があると思われる方向にＡＦ開始位置を変更し（Ｓ６１）、Ｓ５９の処理に戻り再度ＡＦ処理を行う。

ここで、ＲＬスイッチ用のＳＷ１がＯＦＦであるか否かを判断する（Ｓ６２）。なお、ＳＷ１がＯＦＦか否かの判断は、例えばＳＷ１が離されるか、又は完全に押し込まれた場合にＯＦＦであると判断する。Ｓ６２の処理において、ＳＷ１がＯＦＦでない場合（Ｓ６２において、ＮＯ）、Ｓ５４の処理に戻る。また、Ｓ６２の処理において、ＳＷ１がＯＦＦである場合（Ｓ６２において、ＹＥＳ）、又はＳ５３の処理において、ＡＦがＯＫでない場合（Ｓ５３において、ＮＯ）、そのまま終了する。また、Ｓ５４において、追尾被写体が移動していない場合（Ｓ５４において、ＮＯ）、Ｓ５４の処理を繰り返し行う。

実施例３では、上述した処理を行うことで、どのような焦点距離のカメラ及び測距センサにおいても測距結果を用いた追尾ＡＦが可能となる。

＜追尾ＡＦ処理手順：実施例４＞
次に、追尾ＡＦ処理手順の他の実施例（実施例４）についてフローチャート等を用いて説明する。実施例４では、焦点距離及び追尾被写体の画面内位置のよって、追尾ＡＦ時に測距センサの結果を使用するかどうかを選択する手法について説明する。

実施例３でも述べたように、高倍率の焦点距離までズーム可能なカメラにおいてはＷＩＤＥ端では、全域で測距不可能である場合がある。その場合には、画面の周辺において測距不能となってしまう。そこで、本実施例では、実施例３のように測距不可能な領域が発生する焦点距離で測距結果を使わなくするのではなく、その測距不可能な領域に追尾被写体が移動した場合にのみ測距結果を使用しないようにすることで、なるべく多くのシチュエーションで測距結果を使用できるようにする。

ここで、具体的な焦点距離による測距センサ使用の選択方法についてフローチャートを用いて説明する。図１３は、実施例４における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。

具体的には、図１３に示すように、まず、追尾開始ボタン（例えば、ＲＬスイッチ用のＳＷ１）が押下（ＯＮ）されることにより（Ｓ７１）、画面中央エリアでＡＦ処理を行い（Ｓ７２）、ピントを合わせた後、ＡＦがＯＫであるか否かを判断する（Ｓ７３）。

ＡＦがＯＫである場合（Ｓ７３において、ＹＥＳ）、エリア内の被写体を追尾対象として登録し、その追尾ＡＦが開始される。追尾ＡＦ開始後、追尾被写体が移動したか否かを判断し（Ｓ７４）、追尾被写体が移動した場合（Ｓ７４において、ＹＥＳ）、移動後の追尾被写体に対して追尾枠及びピントを合わせる処理に移る。

具体的には、まず、追尾枠を移動後の追尾対象の位置に移動させる（Ｓ７５）。その後、追尾対象が移動した際に追尾対象にピントを合わせるが、その際に、その追尾被写体の位置が測距可能な位置かどうかの判断を行う。つまり、追尾被写体が、測距可能エリア内であるか否かを判断し（Ｓ７６）、測距可能エリア内である場合（Ｓ７６において、ＹＥＳ）、測距センサの結果を用いて追尾ＡＦを行う。具体的には、追尾対象が移動した際に追尾対象エリアに対応する測距結果を取得し（Ｓ７７）、その測距結果の位置にフォーカスを移動させることでピントを合わせる（Ｓ７８）。

また、Ｓ７８の終了後、又は、Ｓ７６の処理において、追尾被写体が、測距可能エリア内でない場合（Ｓ７６において、ＮＯ）、測距センサの結果は用い狭域のＡＦのみで追尾ＡＦ（狭域ＡＦ処理）を行う（Ｓ７９）。なお、測距センサの結果を用いない処理の場合には、測距センサの測距処理自体を停止させてもよく、また停止させなくてもよい。

次に、Ｓ７９の処理におけるＡＦ結果がＯＫであるか否かを判断し（Ｓ８０）、ＡＦがＯＫでない（ＮＧである）場合（Ｓ８０において、ＮＯ）、例えばピント位置があると思われる方向にＡＦ開始位置を変更し（Ｓ８１）、Ｓ７９の処理に戻り再度ＡＦ処理を行う。

ここで、ＲＬスイッチ用のＳＷ１がＯＦＦであるか否かを判断する（Ｓ８２）。なお、ＳＷ１がＯＦＦか否かの判断は、例えばＳＷ１が離されるか、又は完全に押し込まれた場合にＯＦＦであると判断する。Ｓ８２の処理において、ＳＷ１がＯＦＦでない場合（Ｓ８２において、ＮＯ）、Ｓ７４の処理に戻る。また、Ｓ８２の処理において、ＳＷ１がＯＦＦである場合（Ｓ８２において、ＹＥＳ）、又はＳ７３の処理において、ＡＦがＯＫでない場合（Ｓ７３において、ＮＯ）、そのまま終了する。また、Ｓ７４において、追尾被写体が移動していない場合（Ｓ７４において、ＮＯ）、Ｓ７４の処理を繰り返し行う。

実施例４では、上述した処理を行うことで、どのような焦点距離のカメラ及び測距センサにおいても、なるべく多くのシチュエーションにおいて、測距結果を用いた追尾ＡＦが可能となる。

＜追尾ＡＦ処理手順：実施例５＞
次に、追尾ＡＦ処理手順の他の実施例（実施例５）について図等を用いて説明する。実施例５では、焦点距離及び追尾被写体の画面内位置によって追尾ＡＦ時に測距結果を推定する手法について説明する。図１４は、測距結果の推定手法の一例を説明するための図である。

上述した実施例３でも述べたように、高倍率の焦点距離までズーム可能なカメラにおいてはＷＩＤＥ端では全域で測距不可能である場合がある。その場合には、画面の周辺において測距不能となってしまう。そこで、実施例５では、例えば上述した実施例４のように測距不可能な領域に追尾被写体が移動した場合にのみ測距結果を使用しないようにするのではなく、測距不可能な領域に追尾被写体が移動した場合には、測距可能なエリアの距離情報に基づいて測距不能エリアの距離を推定し、追尾被写体の測距結果とすることでなるべく多くのシチュエーションで測距結果を使用できるようにする。

具体的には、図１４に示すように、測距結果の推定は、全撮影エリア１０１において、画面中央で追尾被写体１０２−１を設定した後、その追尾被写体の移動中の距離を一定間隔でプロットし、追尾被写体１０２が測距可能エリア１０３よりも外側のエリアに移動した際には（例えば、図１４に示す追尾被写体１０２−２）、これまでの追尾被写体の距離情報からその後の距離情報を推定する。つまり、実施例５では、追尾開始時の距離と測距不可能エリアに移動する直前の距離との２点から、直線補間を用いて、その後の距離情報を推定する。

ここで、図１５は、実施例５における追尾ＡＦ処理手順の一例を示すフローチャートである。具体的には、図１５に示すように、まず、追尾開始ボタン（例えば、ＲＬスイッチ用のＳＷ１）が押下（ＯＮ）されることにより（Ｓ９１）、画面中央エリアでＡＦ処理を行い（Ｓ９２）、ピントを合わせた後、ＡＦがＯＫであるか否かを判断する（Ｓ９３）。

ＡＦがＯＫである場合（Ｓ９３において、ＹＥＳ）、エリア内の被写体を追尾対象として登録し、その追尾ＡＦが開始される。追尾ＡＦ開始後、追尾被写体が移動したか否かを判断し（Ｓ９４）、追尾被写体が移動した場合（Ｓ９４において、ＹＥＳ）、移動後の追尾被写体に対して追尾枠及びピントを合わせる処理に移る。

具体的には、まず、追尾枠を移動後の追尾対象の位置に移動させる（Ｓ９５）。その後、追尾対象が移動した際に追尾対象にピントを合わせるが、その際に、その追尾被写体の位置が測距可能な位置かどうかの判断を行う。つまり、追尾被写体が、測距可能エリア内であるか否かを判断し（Ｓ９６）、測距可能エリア内である場合（Ｓ９６において、ＹＥＳ）、測距センサの結果を用いて追尾ＡＦを行う。具体的には、追尾対象が移動した際に追尾対象エリアに対応する測距結果を取得する（Ｓ９７）。

また、Ｓ９６の処理において、測距可能エリア内でない場合（Ｓ９６において、ＮＯ）、測距センサの結果は用いずに、上述した被写体距離推定処理を行う（Ｓ９８）。そして、Ｓ９７又はＳ９８の処理が終了後、それぞれの結果を用いてフォーカスを移動させることでピントを合わせ（Ｓ９９）、追尾ＡＦ（狭域ＡＦ処理）を行う（Ｓ９９）。

次に、Ｓ９９の処理におけるＡＦ結果がＯＫであるか否かを判断し（Ｓ１００）、ＡＦがＯＫでない（ＮＧである）場合（Ｓ１００において、ＮＯ）、例えばピント位置があると思われる方向にＡＦ開始位置を変更し（Ｓ１０１）、Ｓ１００の処理に戻り再度ＡＦ処理を行う。

ここで、ＲＬスイッチ用のＳＷ１がＯＦＦであるか否かを判断する（Ｓ１０２）。なお、ＳＷ１がＯＦＦか否かの判断は、例えばＳＷ１が離されるか、又は完全に押し込まれた場合にＯＦＦであると判断する。Ｓ１０２の処理において、ＳＷ１がＯＦＦでない場合（Ｓ１０２において、ＮＯ）、Ｓ９４の処理に戻る。また、Ｓ１０２の処理において、ＳＷ１がＯＦＦである場合（Ｓ１０２において、ＹＥＳ）、又はＳ９３の処理において、ＡＦがＯＫでない場合（Ｓ９３において、ＮＯ）、そのまま終了する。また、Ｓ９４において、追尾被写体が移動していない場合（Ｓ９４において、ＮＯ）、Ｓ９４の処理を繰り返し行う。

実施例５では、上述した処理を行うことで、測距不可能なエリアにおいても測距結果を用いた場合と同等の速度での追尾ＡＦが可能となる。

＜追尾ＡＦ処理手順：実施例６＞
次に、追尾ＡＦ処理手順の他の実施例（実施例６）について説明する。上述した各実施例は、自動追尾処理によりＡＦ枠が自動で移動した場合を説明したが、本発明においてはこれに限定されるものではなく、例えば、ＡＦ枠が手動で移動した場合にも上述した各実施例と同様に処理が行われる。そこで、ＡＦ枠を手動で移動させる場合を実施例６として、以下に具体的に説明する。

＜手動によるＡＦ枠移動について＞
例えば、図１（Ｃ）に示す上下左右スイッチＳＷ１０、ＳＷ１３、ＳＷ１２、ＳＷ１１の何れかを押すと、画面中心に表示されているＡＦ枠（通常ＡＦエリア６２）を手動で移動させることができる。したがって、実施例６では、上述した図５に示すように、ＡＦ枠を画面内の任意の場所に移動させ、その後ＯＫスイッチボタンＳＷ１２を押すとＡＦ枠がその位置に固定される。

また、移動させたＡＦ枠が測距可能エリア外にある場合には、上述した実施例１と同様に狭域ＡＦ（コントラストＡＦ）処理を行う。

また、例えば、ＬＣＤモニタ２１の表示手段にタッチパネル等の入出力機能を有している場合には、ユーザ等が画面上の被写体を指でタッチすることにより、任意の被写体にＡＦ枠を移動させることも可能である。この場合、タッチした被写体が測距可能エリア外にある場合には、実施例１と同様に狭域ＡＦ（コントラストＡＦ）処理を行う。

実施例６では、上述した処理を行うことで、例えばズームによりＡＦ枠が測距可能エリア外となった場合、自動追尾によりＡＦ枠が測距可能エリア外となった場合、又は手動によりＡＦ枠が測距可能エリア外となった場合であっても、狭域ＡＦ（コントラストＡＦ）処理を併用することで、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止することができる。なお、上述した各実施例１〜６は、適宜組み合わせて用いることができる。

上述したように、本発明によれば、測距センサとして２次元センサを用いた場合であっても、コントラストＡＦを併用することで、被写体が測距センサの測距可能エリアから外れて測距不能になってしまうことを防止することができる。したがって、追尾ＡＦ時に追尾対象被写体の距離が急激に変化する場合でもピントをリアルタイムで合わせ続けることができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１ 撮像装置
１１ サブ液晶ディスプレイ
１２ メモリカード／電池装填部
１３ ストロボ発光部
１４ 光学ファインダ
１５ 測距ユニット
１６ リモコン受光部
１７ ＡＦ補助光発光素子部
１８ 鏡胴ユニット
１９ ＡＦ用ＬＥＤ
２０ ストロボ用ＬＥＤ
２１ ＬＣＤモニタ
３１ ＣＣＤ
３２ Ｆ／Ｅ−ＩＣ
３３ ＳＤＲＡＭ
３４ デジタルスチルカメラプロセッサ
３５ ＲＡＭ
３６ 内蔵メモリ
３７ ＲＯＭ
３８ 音声入力ユニット
３９ 音声再生ユニット
４０ ストロボ回路
４１ ＬＣＤドライバ
４２ サブＣＰＵ
４３ 操作キーユニット
４４ ブザー
４５ ＵＳＢコネクタ
４６ シリアルドライバ回路
４７ ＲＳ−２３２Ｃコネクタ
４８ ＬＣＤドライバ
４９ ビデオアンプ
５０ ビデオジャック
５１ メモリカードスロットル
５２ メモリカード
６１ ＬＣＤ表示エリア
６２ 通常ＡＦエリア
７１，９１，１０１ 全撮影エリア
７２，１０２ 追尾被写体
７３ エリア
８１ レンズ
８２ 撮像素子
９２ 被写体
９３，１０３ 測距可能エリア

特許第４２１７４９１号公報 特開２００１−２２１９４５号公報

Claims (7)

1. 被写体を撮像する撮像素子を含む撮像手段と、
   前記撮像手段に含まれる光学系を駆動させて、前記被写体の像を前記撮像素子の受光部に入力し、前記撮像手段から得られた画像に基づいてオートフォーカス評価値を取得して合焦制御を行う合焦制御手段と、
   複数の２次元センサを用いて前記被写体までの距離を測定する測距手段とを有し、
   前記合焦制御手段は、前記被写体の位置が前記測距手段による測距可能エリア外にある場合に前記合焦制御を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記合焦制御手段は、
   予め設定された焦点距離に応じて前記測距手段による測距結果を使用するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記合焦制御手段は、
   前記被写体の位置が、測距可能エリア内から測距可能エリア外に移動した場合に、前記合焦制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記合焦制御手段は、
   前記被写体の位置が、前記測距可能エリア内にある場合に、前記測距手段により測定された距離の位置に焦点を移動させる焦点制御を行った後に、前記焦点制御された焦点位置情報に基づいて前記合焦制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記測距手段は、
   前記被写体の位置が、測距可能エリア内から測距可能エリア外に移動した場合に、前記測距可能エリア内での前記被写体の位置から測距可能エリア外に移動した前記被写体の位置を推定することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 撮像素子を含む撮像手段により被写体を撮像する撮像ステップと、
   前記撮像手段に含まれる光学系を駆動させて、前記被写体の像を前記撮像素子の受光部に入力し、前記撮像手段から得られた画像に基づいてオートフォーカス評価値を取得して合焦制御を行う合焦制御ステップと、
   複数の２次元センサを用いて前記被写体までの距離を測定する測距ステップとを有し、
   前記合焦制御ステップは、前記被写体の位置が前記測距手段による測距可能エリア外にある場合に前記合焦制御を行うことを特徴とする撮像方法。
7. コンピュータを、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置が有する各手段として機能させるための撮像プログラム。

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