JP6071561B2 - 焦点調節装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節装置及び方法に関し、更に詳しくは撮像光学系により結像される被写体像を光電変換する撮像素子により取得される画像信号を使用して、焦点調整を行う焦点調整装置及び方法に関するものである。

従来より、連写中のＡＦに関しては種々提案されている。例えば、特許文献１には、合焦レンズの走査範囲は、現在の合焦位置を中心としてその両側に等しく振り分けるようにしてもよいが、以下に示す観点から、現在の合焦位置を基準とした走査範囲の振り分け幅を異ならせるようにしてもよいことが記載されている。即ち、連写では短い時間間隔で連続的に撮影が行われるため、連続する撮影間では一般に被写体は同一方向に移動している場合が多い。従って、前回の撮影までの被写体の移動方向に基づいて、すなわち前回の撮影までの合焦レンズの移動方向（合焦位置の移動方向）に基づいて、その次の撮影時における合焦位置をある程度予測することが可能である。

図１３は、連続する３回の撮影における各合焦位置の一例について示したものである。３回目の撮影（図１３（ｃ））では、前々回（図１３（ａ））及び前回（図１３（ｂ））の撮影における合焦位置の移動方向に基づき、前回の合焦位置を基準として、その両側の走査範囲の振り分け幅（ＳＣ１、ＳＣ２）を互いに異ならせるようにしている。図１３（ｃ）に示す例では、次の撮影においても合焦位置が同じ方向に移動することが考えられるので、前回までの移動方向と同一方向側の振り分け幅を相対的に大きくしている。

このように、前回の撮影までの合焦位置の移動方向に基づいて、走査範囲の振り分け幅を異ならせることにより、効率的に合焦レンズを移動させることができ、合焦処理を高速化することが可能となる。

特開２００２−１２２７７３号公報

しかしながら特許文献１では、走査範囲の振り分け幅を相対的に大きくするだけで、その基準は変えていないため、例えば、像面移動速度が徐々に増していくようなシーンには対応できない。被写体が等速で近づいてくるような場合、像面移動速度は加速度的に増加するため、特許文献１の技術ではこのように一般的な動きをしている被写体に合焦することは難しい場合がある。

また、被写体が静止しているか、または移動しているかの判別を行っていないので、移動している被写体の撮影において背景に間違えて合焦した場合に、背景に合焦し続けてしまうという問題がある。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、背景に間違えて合焦した場合に、被写体が静止している場合の連写速度を落とすこと無く、背景に合焦し続けてしまう問題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の焦点調節装置は、フォーカスレンズを移動させる範囲を設定する設定手段と、前記フォーカスレンズを前記設定手段により設定された範囲において移動させながら、予め決められた焦点調節領域を複数の領域に分割した分割領域ごと、及び、前記焦点調節領域について、撮像手段からの出力信号に基づく焦点評価値を求め、前記分割領域ごとの焦点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置と前記焦点調節領域の焦点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置を求め、前記焦点調節領域のピーク位置に前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段と、前記制御手段により求められた前記焦点調節領域の複数のピーク位置に基づいて、前記制御手段による次の制御における前記焦点調節領域のピーク位置を予測する第１の予測手段と、前記制御手段により求められた前記分割領域ごとの複数のピーク位置に基づいて、前記制御手段による次の制御における前記分割領域ごとのピーク位置を予測する第２の予測手段と、前記制御手段による前回の制御により求められた前記焦点調節領域のピーク位置と前記第１の予測手段により予測された前記焦点調節領域のピーク位置との差が予め決められた閾値より小さい場合に、前記制御手段による前回の制御により求められた前記分割領域ごとのピーク位置と前記第２の予測手段により予測された前記分割領域ごとのピーク位置との差が予め決められた変化量より小さい分割領域の数と、前記差が前記予め決められた変化量以上の分割領域の数とに基づいて、被写体が移動しているか静止しているかを判断する判断手段と、を有し、前記設定手段は、前記第１の予測手段により予測された前記焦点調節領域の前記ピーク位置を含むように、前記制御手段による次の制御における前記フォーカスレンズを移動させる範囲を設定し、前記判断手段により前記被写体が移動していると判断された場合に、前記設定手段は、被写体が静止していると判断された場合よりも広い範囲を次の制御において前記フォーカスレンズを移動させる範囲として設定する。

本発明によれば、背景に間違えて合焦した場合に、被写体が静止している場合の連写速度を落とすこと無く、背景に合焦し続けてしまう問題を解決することができる。

本発明の第１、第２、第４の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。 第１〜第４の実施形態における撮像処理を示すフローチャート。 オートフォーカス処理を説明する概略図である。 第１〜第４の実施形態における連写間ＡＦ処理を示すフローチャート。 第１〜第４の実施形態におけるスキャン範囲設定処理を示すフローチャート。 第１の実施形態におけるスキャン範囲拡大処理を示すフローチャート。 第１の実施形態におけるスキャン処理を示すフローチャート。 第１の実施形態における被写体の動きに対する連写間ＡＦの動作の説明図。 第１の実施形態における被写体が静止している場合の連写間ＡＦの動作の説明図。 第１〜第４の実施形態におけるＡＦ枠の配置の説明図。 第３の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図。 第４の実施形態における比較する所定値ＴｈｒＦＰ１の設定に関する説明図。 被写体が移動している場合の従来のスキャン範囲の説明図。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態における撮像装置１の構成を示すブロック図である。図１において、撮影レンズ鏡筒３１は、ズームレンズ群２、フォーカスレンズ群３、更に、ズームレンズ群２及びフォーカスレンズ群３等の撮像光学系を透過した光束の量を制御する光量調節手段であり露出手段である絞り４等からなる。撮像光学系を透過し、絞り４によって光量調節された被写体像光は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等に代表される撮像素子５の受光面に結像され、撮像素子５はこの結像した被写体像光を光電変換して電気的な画像信号を出力する。

撮像回路６は撮像素子５から出力された画像信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定のフォーマットの画像信号を生成し、Ａ／Ｄ変換回路７は撮像回路６により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号（画像データ）に変換する。Ａ／Ｄ変換回路７から出力された画像データは、バッファメモリ等のメモリ（ＶＲＡＭ）８に一時的に記憶される。Ｄ／Ａ変換回路９はＶＲＡＭ８に記憶された画像信号を読み出してアナログ画像信号に変換すると共に、再生表示に適する形態の画像信号に変換し、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置（以下、「ＬＣＤ」と呼ぶ。）１０はこのアナログ画像信号を表示する。

圧縮伸長回路１１は圧縮回路と伸長回路とからなり、圧縮回路は、ＶＲＡＭ８に一時記憶された画像データを読み出し、記憶用メモリ１２への記憶に適した形態に変換するために圧縮処理や符号化処理等を施す。また、伸長回路は、記憶用メモリ１２に記憶された画像データを、再生表示等をする為に適した形態に変換するための復号化処理や伸長処理等を施す。記憶用メモリ１２は半導体メモリ等からなり、画像データを記憶する。記憶用メモリ１２としては、フラッシュメモリ等の半導体メモリや、カード形状やスティック形状をし、撮像装置１に対して着脱自在に形成されるカード型フラッシュメモリ等の半導体メモリが用いられる。他にも、ハードディスクやフロッピー（登録商標）ディスク等の磁気記憶媒体等、様々な形態のものが適用される。

例えば、後述する操作スイッチ２４のうち、不図示のモード切替スイッチが操作されて撮影モードになり、更にレリーズスイッチが操作されて露光記録動作が指示されると、以下の処理が行われる。まず、上述したようにしてＶＲＡＭ８に一時記憶された画像データは圧縮伸長回路１１の圧縮回路により圧縮及び符号化された後、記憶用メモリ１２に記憶される。また、再生モードになると再生動作が開始され、以下の処理が行われる。まず、記憶用メモリ１２に圧縮された形で記憶された画像データは圧縮伸長回路１１の伸長回路において復号化処理や伸長処理等が施された後、ＶＲＡＭ８に一時的に記憶される。ＶＲＡＭ８に一時的に記憶された画像データはＤ／Ａ変換回路９を介して上述した処理により表示に適したフォーマットのアナログ信号に変換され、ＬＣＤ１０に画像として再生表示される。

ＣＰＵ１５は演算用のメモリを内蔵し、撮像装置１全体の制御を行う。ＡＥ処理回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路７から出力されるデジタル画像信号に基づいて自動露出（ＡＥ）処理を行う。より具体的には、ＡＥ処理回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された一画面分のデジタル画像信号の輝度値に対して累積加算等の演算処理を行って、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値を算出する。このＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。

スキャンＡＦ処理回路１４は、Ａ／Ｄ変換回路７から出力されるデジタル画像信号に基づいて自動焦点調節（ＡＦ）処理を行う。より具体的には、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル化された一画面分のデジタル画像信号の内、ＡＦ枠として指定された画面の一部分の領域に相当する画像データの高周波成分をハイパスフィルター（ＨＰＦ）等を介して抽出する。更に、累積加算等の演算処理を行って、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値（焦点評価値）を算出する。このように、スキャンＡＦ処理回路１４は、ＡＦ処理を行う過程において、撮像素子５によって生成された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波成分検出手段の役割を担っている。なお、ＡＦ枠は中央部分あるいは画面上の任意の部分の一箇所である場合や、中央部分あるいは画面上の任意の部分とそれに隣接する複数箇所である場合、離散的に分布する複数箇所である場合などがある。

タイミングジェネレータ（ＴＧ）１６は所定のタイミング信号を発生する。センサードライバは１７は撮像素子５を駆動する。ＴＧ１６は、所定のタイミング信号をＣＰＵ１５、撮像回路６、センサードライバ１７へ出力し、ＣＰＵ１５はこのタイミング信号に同期させて各種の制御を行う。また撮像回路６は、ＴＧ１６からのタイミング信号を受け、これに同期させて色信号の分離等の各種画像処理を行う。さらにセンサードライバ１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受け、これに同期して撮像素子５を駆動する。

また、絞り駆動モータ２１は絞り４を駆動し、第１モータ駆動回路１８は絞り駆動モータ２１を駆動制御する。フォーカス駆動モータ２２はフォーカスレンズ群３を駆動し、第２モータ駆動回路１９はフォーカス駆動モータ２２を駆動制御する。ズーム駆動モータ２３はズームレンズ群２を駆動し、第３モータ駆動回路２０はズーム駆動モータ２３を駆動制御する。

ＣＰＵ１５は、第１モータ駆動回路１８、第２モータ駆動回路１９、第３モータ駆動回路２０をそれぞれ制御する。これにより、絞り駆動モータ２１、フォーカス駆動モータ２２、ズーム駆動モータ２３を介して、絞り４、フォーカスレンズ群３、ズームレンズ群２をそれぞれ駆動制御する。具体的には、ＣＰＵ１５はＡＥ処理回路１３において算出されたＡＥ評価値等に基づき第１モータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動し、絞り４の絞り量が適正になるように調整するＡＥ制御を行う。

またＣＰＵ１５はスキャンＡＦ処理回路１４において算出されるＡＦ評価値に基づき第２モータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動し、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させるＡＦ制御を行う。また操作スイッチ２４のうち不図示のズームスイッチが操作された場合は、これを受けてＣＰＵ１５は、第３モータ駆動回路２０を制御してズーム駆動モータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を移動させ、撮像光学系の変倍動作（ズーム動作）を行う。

操作スイッチ２４は各種のスイッチ群からなり、例えば、以下のものがある。撮像装置１を起動させて電源供給を行うための主電源スイッチや撮影動作（記憶動作）等を開始させるレリーズスイッチ、再生動作を開始させる再生スイッチ、ズーム倍率の変更、すなわち、ズームレンズ群２の移動を指示するズームスイッチ等である。本実施の形態では、レリーズスイッチは、第１ストローク（以下、「ＳＷ１」と呼ぶ。）と、第２ストローク（以下、「ＳＷ２」と呼ぶ。）との二段スイッチにより構成される。ＳＷ１は撮像動作に先立ってＡＥ処理及びＡＦ処理を開始させる指示信号を発生する。ＳＷ２は実際に画像を撮影して記録する露光記録動作を開始させる指示信号を発生する。

２５は各種制御等を行うプログラムや各種動作を行わせるために使用するデータ等が予め記憶されている電気的に書き換え可能な読み出し専用メモリであるＥＥＰＲＯＭである。２６は電池、２８はフラッシュ発光部、２７はフラッシュ発光部２８の閃光発光を制御するスイッチング回路、２９は警告表示などを行うＬＥＤなどの表示素子、３０は音声によるガイダンスや警告などを行うためのスピーカーである。

ＡＦ補助光発光部３３はＡＦ評価値を取得する際に被写体の全部または一部を照明するＬＥＤなどの光源で構成され、ＡＦ補助光駆動回路３２はＡＦ補助光発光部３３を駆動する。

振れ検出センサー３５は手振れなどを検出、振れ検出回路３４は振れ検出センサー３５の信号を処理する。顔検出回路３６はＡ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて画面上での顔位置や顔の大きさなどを検出する。顔検出回路３６においては、Ａ／Ｄ変換回路７から出力されるデジタル画像信号から、目、眉などの顔を特徴付ける部分を画像上で探索し、人物の顔の画像上での位置を求める。更に顔の大きさや傾きなどを、顔を特徴付ける部分の間隔などの位置関係から求める。

次に、本第１の実施形態における撮像装置１の撮影動作について図２に示すフローチャートを用いて説明する。

なお、本発明の説明においては、フォーカスレンズ群３を所定位置に移動させながら撮像素子５の出力に基づいてＡＦ評価値を取得する動作をスキャンと呼ぶ。また、ＡＦ評価値を取得するフォーカスレンズの位置をスキャンポイント、スキャンポイントの間隔をスキャン間隔、ＡＦ評価値を取得する数をスキャンポイント数、ＡＦ評価値を取得するフォーカスレンズ群３の移動範囲をスキャン範囲と呼ぶものとする。更に、合焦位置を検出するための画像信号を取得する領域をＡＦ枠と呼ぶものとする。

図２に示す撮像処理は、撮像装置１の主電源スイッチがオン状態であり、かつ撮像装置１の動作モードが撮影（録画）モードにあるときに実行される。

まずＳ１において、ＣＰＵ１５は、上述したように、撮影レンズ鏡筒３１を透過し撮像素子５上に結像した被写体光学像を、撮像回路６、Ａ／Ｄ変換回路７、ＶＲＡＭ８、Ｄ／Ａ変換回路９を介して、ＬＣＤ１０に画像として表示する。この処理を所定時間おきに行うことで、ユーザーはＬＣＤ１０でライブビュー画像を観察することができる。そして、ユーザーはＬＣＤ１０に表示された画像を観察することで、撮影するシーンを確認することができる。

次いでＳ２において、操作スイッチ２４のレリーズスイッチの状態を確認する。撮影者によってレリーズスイッチが操作され、ＳＷ１がオン状態になったことをＣＰＵ１５が確認すると次のＳ３に進み、ＡＥ処理を行う。ここでは、ＣＰＵ１５がＡＥ処理回路１３により求められたＡＥ評価値に基づいて第１モータ駆動回路１８を制御することにより、絞り駆動モータ２１を介して絞り４の開口状態を制御する。具体的には、ＡＥ評価値が低ければ（得られた画像が暗い）絞り４を開き、ＡＥ評価値が高ければ（得られた画像が明るい）絞り４を絞るように制御して、適切な明るさ（ＡＥ評価値）の画像が得られるようにする。

続いてＳ４においてＡＦ処理が行われる。ＡＦ処理では、撮像素子５により得られた画像信号の高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求め、ＣＰＵ１５は第２モータ駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御し、フォーカスレンズ群３をその求めた位置に移動する。ここで、ＡＦ処理の概略を図３を用いて説明する。

ＡＦ処理は撮像素子５によって生成された画像信号から出力される高周波成分が最も多くなるフォーカスレンズ群３の位置を求めることにより行われる。先ず、ＣＰＵ１５は第２モータ駆動回路１９を介してフォーカス駆動モータ２２を制御し、フォーカスレンズ群３を無限遠に相当する位置（図３における「Ａ」）に移動させる。そして、無限遠位置から各々の撮影モードにおいて設定される至近距離に相当する位置（図３における「Ｂ」）までのスキャン範囲を、予め設定されたスキャン間隔でスキャンする。そして、各スキャンポイントでスキャンＡＦ処理回路１４によりＡＦ評価値を取得する。フォーカスレンズ群３の移動が終了した時点で、取得したＡＦ評価値から、高周波成分が最大になる位置、即ちピーク位置（図３における「Ｃ」）を求め、その位置にフォーカスレンズ群３を移動する。ここで、ＡＦ評価値の信頼性が低いためピーク位置が得られない場合には、定点とよばれる予め決められた位置へフォーカスレンズ群３を移動する。

なお、スキャンＡＦ処理の高速化のために、Ｓ４のスキャン間隔は、フォーカスレンズ群３を停止させることが可能な全ての停止位置ではなく、所定の停止可能位置おきにする。この場合、図３に示すように、実際にＡＦ評価値が最大値となる点でＡＦ評価値の取得が行われず、その前後の点ａ１、ａ２、ａ３においてＡＦ評価値を取得することがあり得る。このような場合は得られたＡＦ評価値の内、最大値となった点とその前後の点からピーク位置Ｃを計算にて求める。

ここで、フォーカスレンズ群３の位置がＸ１の時にＡＦ評価値が最大になりその値がＹ１であり（図３のａ２）、その前後の位置Ｘ２、Ｘ３で取得したＡＦ評価値がＹ２、Ｙ３の時（図３のａ１、ａ３）、ピーク位置Ｃのフォーカスレンズ群３の位置Ｘ０は、
X0 = {(Y3-Y2)・X1 + (Y3-Y1)・X2 + (Y2-Y1)・X3} / {2・(Y3-Y1)}
により求められる。但しＹ１＞Ｙ３、Ｙ１≧Ｙ２である。このように補間計算を行い、ＡＦ評価値が最大となる点（図３のＣ）を求める。

なお、ピーク位置を求める前に、Ｓ４ではＡＦ評価値の信頼性を評価する。その信頼性が十分であれば、ＡＦ評価値が最大値となる点を求め、Ｓ６で「ＡＦ ＯＫ」表示を行う。これは表示素子２９を点灯することなどにより行うと同時に、ＬＣＤ１０上に緑の枠を表示するなどの処理を行う。またＡＦ評価値の信頼性を評価した結果、その信頼性が低い場合には、ＡＦ評価値が最大値となる点を求める処理は行わず、Ｓ６で「ＡＦ ＮＧ」表示を行う。これは表示素子２９を点滅することなどにより行うと同時に、ＬＣＤ１０上に黄色の枠を表示するなどの処理を行う。なお、上述した表示方法や表示の仕方は一例であり、これらの方法に限るものではないことは言うまでもない。

なお、Ｓ４におけるＡＦ評価値の信頼性判定方法については、例えば、特許第０４２３５４２２号公報に記載された方法を用いることができる。

このようにしてＡＦ処理を終了後、ＣＰＵ１５はＳ６において、ＳＷ１のオン状態が継続しているかをチェックする。オフであればＳ１に戻り、オンであればＳ７に進んでＳＷ２の確認を行う。ＳＷ２がオフであればＳ６に戻り、ＳＷ２がオンになるまで待機する。但し、この間にＳＷ１がオフの状態になったならば、Ｓ１に戻る。

ＳＷ２がオンになっていたならばＳ８に進む。Ｓ８では、連続撮影の枚数をカウントする連写カウンタの値を１に初期化し、Ｓ９において実際の露光処理（本撮影）を実行するとともに、連写カウンタの値を＋１する。露光処理が終わるとＳ１０に進み、再びＳＷ２の確認を行う。ＳＷ２がオフになっていたならばＳ６に戻ってＳＷ１がオフされるのを待ち、処理を終了する。

一方、ＳＷ２のオン状態が維持されたままならばＳ１１に進み、撮影と撮影の間に行われるＡＦに関する処理（連写間ＡＦ処理）を行う。そして、連写間ＡＦ処理の終了後、Ｓ９に戻り、実際の露光処理を実行する。

なお当然ではあるが、この連写間ＡＦ処理を行うのは、撮影者によって連続撮影が指示されている場合のみである。連続撮影が指示されていない場合（単写撮影モードが撮影者により指定されている場合など）は、Ｓ９の露光処理が終了した後、Ｓ１０でＳＷ２の状態を調べ、ＳＷ２のオン状態が維持されたままならば、ＳＷ２がオフ状態になるまで待機する。すなわちＳ９〜Ｓ１１において、Ｓ９の露光処理及び連写カウンタのカウントアップや、Ｓ１１の連写間ＡＦ処理は行わず、Ｓ１０のＳＷ２状態のチェックのみが行われる。

次に、Ｓ１１で行われる連写間ＡＦについて図４を用いて詳細に説明する。なお、前述のように連続撮影が指示されていない場合は連写間ＡＦ処理は行われないので、連続撮影が指示されている場合の動作を説明する。また、この処理は連続撮影の２枚目以降にしか実行されないので、初めてこの処理が実行されるときは、連続撮影の２枚目の処理となり、このときの連写カウンタの値は２である。

Ｓ２１では、連続撮影の２枚目の撮影であるかどうか調べる。連続撮影の２枚目（連写カウンタの値が２）であればＳ２２へ進み、２枚目でなければＳ２３へ進む。

Ｓ２２では、連続撮影の１枚目の撮影の際のフォーカスレンズ群３の位置（ピーク位置ＦＰ１）をスキャン範囲の中心ＯｂｊＰ２として設定する。更にスキャン範囲を設定するが、連続撮影の際の撮影間隔を延ばさないことを優先して設定される。具体的には、連続撮影間内に行われる処理、例えば撮像素子５からの画像信号の読み出し時間や、次の撮影動作のためのチェック時間等を考慮して、撮影間にＡＦ動作が終了するようにスキャンポイント数を定める。更に、ＡＦ動作（合焦位置探索）が可能なスキャン間隔を設定する。つまり、スキャン範囲は（スキャンポイント数−１）とスキャン間隔の積となる。但し、設定されたスキャン範囲が全域（合焦すべき至近端から無限遠端までの範囲）を越える場合は全域をスキャン範囲とする。また設定されたスキャン範囲の端が、合焦可能な至近端または無限遠端を越える場合はスキャン範囲をシフトして、合焦可能な至近端または無限遠端をスキャン範囲が越えないようにする。

なおここで用いるピーク位置ＦＰ１、スキャン範囲の中心ＯｂｊＰ２等は、全て後述するＳ３１のスキャンにおいて全体枠の出力信号から得られるＡＦ評価値から求められるものである。

Ｓ２２においてスキャン範囲の設定が終了したならば、Ｓ３１へ進む。

一方、２枚目の撮影でない場合、Ｓ２３において連続撮影の３枚目（連写カウンタの値が３）であるかどうか調べる。３枚目であればＳ２４へ進み、３枚目でなければＳ２５へ進む。３枚目の場合は、合焦位置履歴情報として連続撮影の１枚目、２枚目の２つのピーク位置（ピーク位置ＦＰ１、ＦＰ２）に関する情報がある。従ってＳ２４では、連続撮影間の時間は一定であるとして、２つのピーク位置に関する情報から１次近似により被写体位置の予測（３枚目の撮影の際のピーク位置の予測）を行ってスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ３を式（１）より求める。
ＯｂｊＰ３＝ＦＰ２＋（ＦＰ２−ＦＰ１）×ＦｐＡｄｊ３ …（１）
なお、パラメータＦｐＡｄｊ３は、被写体位置の予測の結果と直前のピーク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。このようにして演算された中心位置ＯｂｊＰ３に基づいてスキャン範囲が設定され、前回のスキャン範囲から被写体像が移動する方向にずらされる。ここでも、Ｓ２２と同様にスキャン範囲は連続撮影の際の撮影間隔を延ばさないことを優先して設定される。Ｓ２４においてスキャン範囲の設定が終了したならばＳ３１へ進む。

Ｓ２５では、４枚目以降の撮影であるので、合焦位置履歴情報として少なくとも３枚分のピーク位置に関する情報がある。上述したように連続撮影間の時間は一定であるので、２次近似により被写体位置の予測（今回の撮影の際のピーク位置の予測）を行う。例えば４枚目の撮影の際のスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ４は式（２）より求める。
ＯｂｊＰ４
＝（ＦＰ１-３ＦＰ２＋３ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３（１−ＦｐＡｄｊ４）
＝（ＦＰ１-３ＦＰ２＋２ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３ …（２）
なお、ここでは３枚目までと異なり、Ｓ２５ではスキャン範囲の設定は行わない。

ついでＳ２６において、３枚目の撮影のピーク位置ＦＰ３と、４枚目の撮影の際の中心位置ＯｂｊＰ４の差の絶対値を求め、これを被写体の光軸方向の移動量とする。なお、５枚目以降であれば、求めた中心位置とその直前の撮影におけるピーク位置との差の絶対値が移動量となる。

そしてＳ２７において、Ｓ２６で求められた被写体の光軸方向の移動量を所定値と比較することで、被写体が光軸方向に大きく移動しているか否かを判定する。その結果、被写体の光軸方向の移動量が所定値より大きい場合はＳ２８へ進み、スキャン範囲の設定を行う。この場合の設定の仕方はＳ２２、Ｓ２４で行われた設定の仕方と同様で、連続撮影の際の撮影間隔を延ばさないことを優先して設定される。その後Ｓ３１へ進む。

一方、被写体の光軸方向の移動量が所定値以下の場合はＳ２９へ進み、静止している被写体か移動している被写体かの判定、及び、スキャン範囲の設定を行う。このような処理を行うのは、移動している主被写体がスキャン範囲外になってしまい、合焦しないという弊害を解決するため、移動した主被写体をスキャン範囲に含むように設定する必要があるからである。しかし、静止している被写体の場合に、このようなスキャン範囲の設定を行うと不要な動作時間を増やしてしまう弊害がある。

移動している被写体がスキャン範囲外になってしまう現象は、以下の様にして生じる。例えば、１枚目の撮影において、背景の被写体のＡＦ枠内に占める割合が大きい場合などは背景に合焦してしまい、その後も背景に合焦し続けることがある。これは背景の被写体のＡＦ枠内に占める割合が大きいために、１枚目の撮影で背景に合焦し、その後も背景のＡＦ枠内に占める割合が大きいため主被写体ではなく背景に合焦する。そして主被写体が移動し、ＡＦ枠内に占める割合が背景より大きくなった時には、移動した主被写体は、Ｓ２４等で設定されるスキャン範囲ではその外になってしまい、合焦しなくなってしまう。

よってＳ２７において比較に用いるこの所定値は、連写間ＡＦの結果が背景に張り付いていないか否かを判定するためのものとなる。その値は、ピーク位置や予測位置の検出誤差等を考慮して被写体が動いていないと判断できる値となる。

ここで、Ｓ２９で行われるスキャン範囲設定処理について図５を用いて説明する。またＡＦ枠の配置例を図１０に示す。図１０に示す例では、連写間ＡＦに用いるＡＦ枠９０１（焦点調節領域）を水平方向、垂直方向ともに３分割し、９つの分割ＡＦ枠９０２（００枠〜２２枠）を作る。ＡＦ評価値は各分割ＡＦ枠９０２（分割領域）から取得されるので、一つのスキャンポイントにおいて９つのＡＦ評価値を得ることができる。そして、その９つのＡＦ評価値を各スキャンポイント毎に加算してＡＦ枠９０１全体のＡＦ評価値とする。そして分割ＡＦ枠９０２におけるＡＦ評価値の信頼性を９つのＡＦ枠それぞれについて調べ、その結果信頼性があると判定されたＡＦ枠での各枠の移動量を調べることで、撮影対象の被写体が移動しているか静止しているかを判定している。

Ｓ４１において初期化の処理を行う。使用するカウンタのリセット等の他に、判定する分割ＡＦ枠９０２の初期化を行う。図１０に示すようにＡＦ枠が９分割されている場合は、まず、「００枠」を処理する。

Ｓ４２では、評価された該当するＡＦ枠の前回撮影時のスキャンにおけるＡＦ評価値の信頼性を評価する。例えば、特許第０４２３５４２２号公報に記載されている方法を用いることができる。そして、信頼性が無い（あるいは、予め決められた信頼性の閾値よりも低い）と判定された場合はＳ４７へ、信頼性がある（あるいは、予め決められた信頼性の閾値以上）と判定された場合はＳ４３へ進む。Ｓ４３では、処理中の分割ＡＦ枠９０２における被写体の移動量ΔＦＰｍｎを求める。この求め方は、図４のＳ２５、Ｓ２６における処理と同様であるが、以下に詳細を説明する。

図５の処理は４枚目以降の撮影における処理であるので、少なくとも先に３回のスキャンを行っている。そのため、処理中の分割ＡＦ枠９０２におけるピーク位置に関する情報が少なくとも３回分はある。したがって、連続撮影間の時間が一定であるとすれば、２次近似により処理中の分割ＡＦ枠９０２内の被写体位置の予測を行うことができる。例えば４枚目の撮影の際の被写体の予測位置ＯｂｊＰ４ｍｎは式（３）より求められる
ＯｂｊＰ４ｍｎ＝ＦＰ１ｍｎ−３・ＦＰ２ｍｎ＋３・ＦＰ３ｍｎ …（３）
但し、ＦＰ１ｍｎは1枚目、ＦＰ２ｍｎは２枚目、ＦＰ３ｍｎは３枚目の撮影の際のスキャンにより求められた処理中の分割ＡＦ枠９０２におけるピーク位置である。

そして、３枚目の撮影の際のスキャンにより求められた処理中の分割ＡＦ枠９０２におけるピーク位置ＦＰ３ｍｎと、４枚目の撮影の際のスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ４ｍｎの差の絶対値を求める。更に、これを処理中の分割ＡＦ枠９０２における被写体の光軸方向の移動量ΔＦＰｍｎとする。

ついでＳ４４で、求められた移動量ΔＦＰｍｎを所定値（変化量）と比較し、所定値以上（変化量以上）ならばＳ４５へ進み、移動被写カウンタをカウントアップする。逆に所定値未満ならＳ４６へ進み、静止被写体カウンタをカウントアップする。

ここで用いる所定値は、図４のＳ２７で用いる所定値よりは小さい値とする。全体枠が背景に引っ張られた移動被写体である場合、２枚目以降のスキャン範囲は全体枠のＡＦ評価値のピーク位置（合焦位置）によって決定されるので、分割ＡＦ枠ではスキャン範囲が足りず２枚目、３枚目は登り止まりの可能性がある。この場合、計算上の被写体の移動量は実際の移動量より小さい値になる可能性があるからである。例えばＳ２７の所定値が開放深度の５倍の場合、その半分の開放深度の２．５倍に設定する。

次いでＳ４７で、分割ＡＦ枠９０２全てについて処理が終了したかをチェックし、終了していなければＳ５２へ進み、処理対象の分割ＡＦ枠９０２を更新する。例えば、００枠の処理が終了したならば０１枠に、０１枠の処理が終了したならば０２枠に、０２枠の処理が終了したならば１０枠に、というように処理対象の分割ＡＦ枠９０２を更新する。

このＳ４２〜Ｓ４５またはＳ４６の処理が全ての分割ＡＦ枠９０２について行われたならば、Ｓ４７からＳ４８へ進み、移動被写体カウンタ及び静止被写体カウンタの値をチェックする。移動被写体カウンタ≦Ｎｍ（第２の閾値以下）、且つ、静止被写体カウンタ≧Ｎｓ（第１の閾値以上）ならばＳ４９へ、それ以外の場合にＳ５０へ進む。ここでＮｍ・Ｎｓは、撮影対象が移動被写体か静止被写体かを判定するための閾値である。背景の影響を受けている場合は、全体のＡＦ枠９０１で得られたＡＦ評価値から求められたピーク位置に基づく被写体の移動量ΔＦＰが小さくとも移動被写体の可能性がある。これはＡＦ枠９０１の中に背景が入ることが原因であるので、移動被写体の場合は分割ＡＦ枠９０２の中には背景の影響を受けず被写体移動量ΔＦＰが大きくなるＡＦ枠が存在するはずである。

そこで移動被写体カウンタの値が閾値Ｎｍより大きい場合は、移動被写体を撮影しており、かつ背景に全体のＡＦ枠９０１のピーク位置が張り付いている可能性があるため、Ｓ５０へ進む。また静止被写体カウンタの値が閾値Ｎｓより小さい場合は、移動被写体カウンタの値が小さくとも、移動被写体のため被写体振れやスキャン中に被写体が移動してＡＦ枠から外れる等の影響を受けている可能性がある。そこで静止被写体カウンタの値が閾値Ｎｓより小さい場合も、移動被写体を撮影しており、かつ背景に全体のＡＦ枠９０１のピーク位置が張り付いている可能性があるため、Ｓ５０へ進む。よって移動被写体カウンタの値が閾値Ｎｍ以下、かつ静止被写体カウンタの値が閾値Ｎｓ以上の場合のみ、静止被写体を撮影していると判定してＳ４９へ進む。なお閾値は、３×３の９枠にＡＦ枠が分割されている場合は、一例として、Ｎｍは２、Ｎｓは７程度の値に設定する。もちろん本願発明はこれらの値により制限されるものではない。

Ｓ４９では、静止被写体に対するスキャン範囲の設定を行う。この場合の設定の仕方はＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２８で行われた設定の仕方と同様で、連続撮影の際の撮影間隔を延ばさないことを優先して設定される。例えば４枚目の撮影であれば、Ｓ２５で求められた４枚目の撮影の際の被写体の予測位置ＯｂｊＰ４を中心にスキャン範囲は連続撮影の際の撮影間隔を延ばさないことを優先して設定される。

一方、Ｓ５０では、移動被写体に対するスキャン範囲の設定を行う。ここでは背景張り付きが起き、移動被写体に追従できていないと判断されているので、連写速度よりも合焦性能が重要視される。従って被写体へ確実に合焦できるように、焦点距離と撮影距離、想定する被写体の移動速度などを考慮して、Ｓ４９などで設定されるスキャン範囲の１倍〜３倍程度のスキャン範囲を設定する。

図６に、Ｓ５０で行われるスキャン範囲拡大処理の手順を示す。まずＳ６１において初期のスキャン範囲の設定を行う。ここではＳ４９と同様に、撮影間にＡＦ動作が終了するようにスキャンポイント数を定め、更にＡＦ動作（合焦位置探索）が可能なスキャン間隔を設定することで行われる。スキャン範囲は（スキャンポイント数−１）とスキャン間隔の積となる。このようにして設定されたスキャン範囲が全域（合焦すべき至近端から無限遠端までの範囲）を越える場合、またはスキャン範囲をシフトすることで全域をカバーできる場合は（Ｓ６２でＹＥＳ）、全域をスキャン範囲とする（Ｓ６３）。

上記の設定で全域をカバーできない場合は、Ｓ６４においてスキャン間隔は変えずにスキャンポイント数を１増やす。そして（スキャンポイント数−１）とスキャン間隔の積で求まるスキャン範囲が全域（合焦すべき至近端から無限遠端までの範囲）を越える、またはスキャン範囲をシフトすることで全域をカバーできる場合は（Ｓ６５でＹＥＳ）、全域をスキャン範囲とする（Ｓ６３）。

スキャンポイント数を１増やしても全域をカバーしない場合は、Ｓ６６においてスキャン間隔は変えずにスキャンポイント数を１増やす前のスキャンポイント数（初期スキャンポイント数）の２倍にする。そして、（スキャンポイント数−１）とスキャン間隔の積で求まるスキャン範囲が全域（合焦すべき至近端から無限遠端までの範囲）を越える、またはスキャン範囲をシフトすることで全域をカバーできる場合は（Ｓ６７でＹＥＳ）、全域をスキャン範囲とする（Ｓ６３）。

全域をカバーしない場合は、Ｓ６８で設定されたスキャン範囲が全域の２分の１以上か否かを判定し、全域の２分の１以上の場合はその時点で設定されているスキャン範囲（初期スキャン範囲の２倍）をそのままスキャン範囲とする。Ｓ６８で設定されたスキャン範囲が全域の２分の１未満の場合は、全域のスキャン範囲の２分の１をスキャン範囲とする（Ｓ６９）。

以上の様にしてＳ５０の処理が終了したならば、Ｓ５２において連写カウンタを１に初期化する。これにより、移動被写体であるにも関わらず背景に合焦し続けるなどして被写体が移動していないと判断された場合は、その時の撮影は連続撮影の１枚目ではないが、１枚目の撮影として扱われる。よって次の撮影も２枚目の撮影として扱われる。以下の撮影も同様である。上記のような処理が終了したならばＳ３１へ進む。

そして、Ｓ３１において、後述する図７のフローチャートに従ってスキャンを行う。まず各分割ＡＦ枠９０２のＡＦ評価値を取得し、次いでＡＦ枠９０１のＡＦ評価値を計算する。ここでは、フォーカスレンズ群３における分割ＡＦ枠９０２でのＡＦ評価値をスキャンポイント毎に加算して、それをそのフォーカスレンズ群３の各スキャンポイントにおけるＡＦ枠９０１のＡＦ評価値とする。その後、分割ＡＦ枠９０２のＡＦ評価値のピーク位置とＡＦ枠９０１のＡＦ評価値のピーク位置を求める。図１０のように９つに分割されていれば、合計１０個のＡＦ評価値のピーク位置を求めることになる。

そして、Ｓ３２でＡＦ枠９０１のピーク位置へフォーカスレンズ群３を移動する。なお、連続撮影の２枚目以降においては、ＡＦ評価値の信頼性が低くピーク位置を得られない場合には、フォーカスレンズ群３を前回のピーク位置へ移動させることとし、１枚目のような定点へのフォーカスレンズ群３の移動は行わない。これは、連続撮影中は撮像装置からの距離があまり変わらない位置に被写体が存在すると考えられるためである。つまり、フォーカスレンズ群３を定点に移動させるよりも、前回のピーク位置（フォーカスレンズ移動位置）へ移動させた方が、ピントが合った画像が得られる可能性が高いと考えられるためである。

同様にして５枚目以降（連写カウンタの値が５以上）の連続撮影の際には、２次近似により被写体位置の予測（今回の撮影の際のピーク位置の予測）を行ってスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ（ｎ）を式（４）より求める。このようにして演算された中心位置ＯｂｊＰ（ｎ）に基づいてスキャン範囲が設定され、前回のスキャン範囲から被写体像が移動する方向にずらされる。
ＯｂｊＰ（ｎ）
＝（ＦＰ（ｎ−１）−３ＦＰ（ｎ−２）＋２ＦＰ（ｎ））×ＦｐＡｄｊ（ｎ）
＋ＦＰ（ｎ−１） …（４）

但し、４枚目の撮影と同様に被写体の移動量が所定値以下の場合は、Ｓ２９に進み、図５の動作手順に従い静止被写体か否かの判定及びその結果に基づくスキャン範囲の設定を行う。

このような処理を行うことは連写速度（単位時間あたりの撮影枚数）の低下を招く場合もあるが、背景張り付きが起き、移動被写体に追従できていない場合に確実に主被写体に合焦することができる。もし本当に被写体が動いていない静止被写体の場合や、被写体が動いていたとしても、大きく動いていない場合は、連写速度（単位時間あたりの撮影枚数）の低下をさせることはない。

図８を用いて上記の動作を説明する。図８（ａ）に主被写体にフォーカスが追従している例、図８（ｂ）に背景に一旦合焦したために連続撮影の初期は主被写体にフォーカスが追従していない例を示す。

まず図８（ａ）のシーンを例に説明する。なお、式（１）等に示すパラメータＦｐＡｄｊ３・ＦｐＡｄｊ４・・・・・ＦｐＡｄｊ（ｎ）は、被写体位置の予測の結果と直前のピーク位置の重み付け設定のパラメータであり、０〜１の値をとるが、図８においては、全て「１」としている。

ＳＷ１がオンになり一連の撮影動作が開始されると、図２のＳ４におけるスキャンＡＦにて、１枚目の撮影のピーク位置ＦＰ１が求められる。

図２のＳ１１で行われる２枚目用の連写間ＡＦ処理においては、１枚目のピーク位置ＦＰ１を２枚目の撮影における被写体の予想移動位置Ｏｂｊｐ２とする。そして撮影間にＡＦ動作が終了するようにスキャンポイント数を定め、更にＡＦ動作（合焦位置探索）が可能なスキャン間隔を設定することでスキャン範囲を設定する。スキャン範囲は（スキャンポイント数−１）とスキャン間隔の積となる。このようにして設定されたスキャン範囲が全域（合焦すべき至近端から無限遠端までの範囲）を越える場合、またはスキャン範囲をシフトすることで全域をカバーできる場合は全域をスキャン範囲とする。このように設定されたスキャン範囲（図８の示す矢印の範囲）においてＡＦを行う。その結果、ピーク位置ＦＰ２が求まる。

３枚目用の連写間ＡＦ処理においては、１枚目のピーク位置ＦＰ１と２枚目のピーク位置ＦＰ２から式（１）を用いて、３枚目の撮影における被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ３を求める。そして２枚目の撮影と同様にしてスキャン範囲を設定し、設定されたスキャン範囲（図８の示す矢印の範囲）においてＡＦを行う。その結果、ピーク位置ＦＰ３が求まる。

４枚目用の連写間ＡＦにおいては、１枚目・２枚目・３枚目のピーク位置ＦＰ１・ＦＰ２・ＦＰ３から式（２）を用いて、４枚目の撮影における被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ４を求める。そして被写体の光軸方向の移動量（３枚目の撮影のピーク位置ＦＰ３と、４枚目の撮影の際のスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ４の差の絶対値）を求める。

図８（ａ）の様に、この値が所定値以上の場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ４を中心にスキャン範囲を設定し（図８の示す矢印の範囲）、その範囲においてＡＦを行う。その結果、ピーク位置ＦＰ４が求まる。

これ以降の撮影においては同様にして、ピーク位置を求める。すなわちｎ枚目の撮影においては、ｎ−３枚目・ｎ−２枚目・ｎ−１枚目のピーク位置から式（４）を用いて、ｎ枚目の撮影における被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ（ｎ）を求める。そして被写体の光軸方向の移動量（ｎ−１枚目の撮影のピーク位置ＦＰ（ｎ−１）と、ｎ枚目の撮影の際のスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ（ｎ）の差の絶対値）を求める。そしてこの値が所定値以上の場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰｎを中心にスキャン範囲を設定し（図８の示す矢印の範囲）、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。所定値未満の場合には静止被写体か移動被写体かの判定を行い、その結果、静止被写体と判定された場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰｎを中心にスキャン範囲を設定する（不図示）。そして、その範囲においてＡＦスキャンを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。移動被写体と判定された場合は、スキャン範囲を拡大し（不図示）、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。これ以降の撮影においても同様にして、ピーク位置を求める。

一方、図８（ｂ）、図９のように、被写体の光軸方向の移動量が所定値以上でない場合は、静止被写体か移動被写体かの判定及びスキャン範囲の設定を行う。このような処理を行うのは、静止した被写体の場合にはスキャン範囲はそれまでと同様に比較的狭い範囲に設定し、移動した主被写体がそのスキャン範囲外になってしまう場合には、合焦しないという弊害を解決するためである。そのために、移動した主被写体をスキャン範囲に含むように比較的広い範囲に設定される必要があるからである。

図８（ｂ）に示すように移動する被写体にも拘わらず背景に張り付いている場合は、図に□で示したように分割ＡＦ枠９０２の中には、ＡＦ評価値のピーク位置がＡＦ枠内に背景が入らないため背景に張り付くことなく移動する被写体に追従するものがある。このような追従している枠があれば、被写体は移動しており全体枠は背景の影響を受けて背景に張り付いていると判定できる。なお×はＡＦ枠９０１のＡＦ評価値がピークとなる位置である。図ではわかりやすくするために□と×をずらしているが、実際には重なる場合もある。

このように背景に張り付いている場合は、被写体へ確実に合焦できるように、焦点距離と撮影距離、想定する被写体の移動速度などを考慮して、被写体の移動量が所定値以上の場合のスキャン範囲に比べ、１倍〜３倍程度の範囲になる様にスキャン範囲を設定する。そして、設定したスキャン範囲でＡＦを行う。その結果、図８（ｂ）に示す様にピーク位置ＦＰ４が求まる。そしてこの撮影を連続撮影の一枚目として扱う。

図８（ｂ）の様に、一旦背景に合焦してしまった場合は、４枚目の撮影においてそのことが検出され、比較的広い範囲でのスキャンＡＦを行うことで、正確な合焦位置を得ることができる。

図８（ｂ）の場合の５枚目用の連写間ＡＦにおいては、４枚目のピーク位置ＦＰ４を５枚目の撮影における被写体の予想移動位置Ｏｂｊｐ５とする。そして２枚目の撮影と同様にしてスキャン範囲を設定し、設定されたスキャン範囲（図８（B）の示す矢印の範囲）においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰ５が求まる。

連写間ＡＦの６枚目においては、４枚目のピーク位置ＦＰ４と５枚目のピーク位置FP５から式（１）を用いて、６枚目の撮影における被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ６を求める。そして２枚目の撮影と同様にしてスキャン範囲を設定し、設定されたスキャン範囲（図８（ｂ）の示す矢印の範囲）においてＡＦを行う。その結果、ピーク位置ＦＰ６が求まる。

７枚目用の連写間ＡＦにおいては、４枚目・５枚目・６枚目のピーク位置から式（２）を用いて、７枚目の撮影における被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ７を求める。そして被写体の光軸方向の移動量（６枚目の撮影のピーク位置ＦＰ６と、７枚目の撮影の際のスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ７の差の絶対値）を求める。

この値が所定値以上の場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ７を中心にスキャン範囲を設定し（図８の示す矢印の範囲）、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰ７が求まる。所定値未満の場合には静止被写体か移動被写体かの判定を行い、その結果、静止被写体と判定された場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰｎを中心にスキャン範囲を設定する（不図示）。そして、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。移動被写体と判定された場合は、スキャン範囲を拡大し（不図示）、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。これ以降の撮影においても同様にして、ピーク位置を求める。

また、図９に示すように静止被写体の場合は、図に□で示したように分割されたＡＦ枠のＡＦ評価値も、全体枠のＡＦ評価値のピーク位置と同じでほとんど変化しない。このような分割されたＡＦ枠のＡＦ評価値のピーク位置もほとんど変化していないのであれば、被写体は静止していると判定できる。

この場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ４を中心にスキャン範囲を設定し（図９の示す矢印の範囲）、その範囲においてＡＦを行う。その結果、ピーク位置ＦＰ４が求まる。これ以降の撮影においては同様にして、ピーク位置を求める。すなわちｎ枚目の撮影においては、ｎ−３枚目・ｎ−２枚目・ｎ−１枚目のピーク位置から式（４）を用いて、ｎ枚目の撮影における被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ（ｎ）を求める。そして被写体の光軸方向の移動量（ｎ−１枚目の撮影のピーク位置ＦＰ（ｎ−１）と、ｎ枚目の撮影の際のスキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ（ｎ）の差の絶対値）を求める。そしてこの値が所定値以上の場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰ（ｎ）を中心にスキャン範囲を設定し（図９の示す矢印の範囲）、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。所定値未満の場合には静止被写体か移動被写体かの判定を行い、その結果、静止被写体と判定された場合は、被写体の予想移動位置ＯｂｊＰｎを中心にスキャン範囲を設定する（不図示）。そして、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。移動被写体と判定された場合は、スキャン範囲を拡大し（不図示）、その範囲においてＡＦを行い、ピーク位置ＦＰｎが求まる。これ以降の撮影においても同様にして、ピーク位置を求める。

次に、図７のフローチャートを参照しながら図４のＳ３１で行われるスキャン動作についてを説明する。

まず、Ｓ７１ではフォーカスレンズ群３をスキャン開始位置にスキャン動作中の速度より速い速度で移動する。スキャン開始位置は、本実施形態においては、設定されたスキャン範囲の一端に設定される。Ｓ７２では、撮影領域内に設定されるＡＦ枠（図１０の９０１及び９０２）に対応する領域のＡＦ評価値とフォーカスレンズ群３の位置をＣＰＵ１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。Ｓ７３ではレンズ位置がスキャン終了位置にあるかどうかを調べ、終了位置であればＳ７５へ、そうでなければＳ７４へ進む。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。Ｓ７４ではフォーカスレンズ群３を移動させて、次のスキャンポイントまで所定の方向へ所定量動かす。Ｓ７５では、Ｓ７２で記憶した各スキャンポイントにおけるＡＦ評価値とフォーカスレンズ群３の位置から、ＡＦ評価値が最大となる位置に対応するフォーカスレンズ群３のピーク位置を計算する。

上記の通り本第１の実施形態によれば、移動した主被写体に合焦せず背景に合焦する弊害を防止するとともに、静止した被写体では連写速度を低下さることなく、確実に主被写体に合焦することが可能になる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態とは、図４のＳ３１におけるスキャンの結果から得られる分割ＡＦ枠９０２のＡＦ評価値から全体のＡＦ枠９０１のＡＦ評価値を求める方法が異なる。上述したように、ＡＦ評価値は各分割ＡＦ枠９０２から取得されるので、一つのスキャンポイントにおいて９つのＡＦ評価値を得ることができる。第１の実施形態では、９つのＡＦ評価値を各スキャンポイント毎に加算してＡＦ枠９０１全体のＡＦ評価値としていた。

これに対し、第２の実施形態においては、各分割ＡＦ枠９０２の各スキャンポイントのＡＦ評価値のうち、水平方向には最大値を取り出し、垂直方向には加算する。また水平・垂直方向はカメラの姿勢も考慮する。

例えば、図１０のように９つの分割ＡＦ枠に分割されている場合は、カメラが横位置であれば、００枠、０１枠、０２枠のＡＦ評価値のうち、各スキャンポイントについて最大のＡＦ評価値を選択し、メモリに記録する。次いで、１０枠、１１枠、１２枠のＡＦ評価値のうち、各スキャンポイントについて最大のＡＦ評価値を選択し、先程記録したメモリの値に加算し記録する。更に、２０枠、２１枠、２２枠のＡＦ評価値のうち、各スキャンポイントについて最大のＡＦ評価値を選択し、メモリの値に加算し記録する。

またカメラが縦位置の場合は、００枠、１０枠、２０枠のＡＦ評価値のうち、各スキャンポイントについて最大のＡＦ評価値を選択し、メモリに記録する。次いで、００枠、１１枠、２１枠のＡＦ評価値のうち、各スキャンポイントについて最大のＡＦ評価値を選択し、先程記録したメモリの値に加算し記録する。更に、００枠、１２枠、２２枠のＡＦ評価値のうち、各スキャンポイントについて最大のＡＦ評価値を選択し、メモリの値に加算し記録する。

その他の処理は第１の実施形態と同じである。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態との違いは、スキャンＡＦ処理回路を複数持ち、全体のＡＦ枠９０１、分割ＡＦ枠９０２のＡＦ評価値を、それぞれのＡＦスキャン処理回路から得ることである。

図１１は本第３の実施形態における撮像装置１の構成を示すブロック図である。図１１に示す撮像装置１は、図１に示す構成に加えて、第１スキャンＡＦ処理回路１４１（第１の処理手段）、第２スキャンＡＦ処理回路１４２（第２の処理手段）が追加されたものである。第１スキャンＡＦ処理回路１４１、第２スキャンＡＦ処理回路１４２の機能は、指定されたＡＦ枠内のＡＦ評価値を、第１の実施形態で説明したようにして算出することである。なおその他の構成は第１の実施形態と同じであるので説明は省略する。

また、本第３の実施形態における撮像装置１の動作は第１の実施形態と同様であるが、複数のスキャンＡＦ処理回路を持ち、図１０に示す全体のＡＦ枠９０１と分割ＡＦ枠９０２を同時に設定し、その出力であるＡＦ評価値を処理で用いている。第１スキャンＡＦ処理回路１４１は図１０に点線で示す全体ＡＦ枠９０１のＡＦ評価値を取得するようにＡＦ枠を設定し、第２スキャンＡＦ処理回路１４２は図１０に実線で示す９つの分割ＡＦ枠９０２からＡＦ評価値を取得するようにＡＦ枠を設定する。

第１の実施形態と同様に図４に従って動作を行い、Ｓ３１のスキャンでは、第１スキャンＡＦ処理回路１４１から得たＡＦ評価値から全体枠のＡＦ評価値のピーク値を取得する。また第２スキャンＡＦ処理回路１４２から得たＡＦ評価値から分割された各枠のＡＦ評価値のピーク値を取得する。その他の処理は第１の実施形態と同様の動作を図４に従って行う。

また、図５のＳ４３の処理においては、第２スキャンＡＦ処理回路１４２から得たＡＦ評価値を用いて分割ＡＦ枠９０２それぞれのＡＦ評価値のピーク値を求める。次いで、連写中の各撮影におけるＡＦ評価値のピーク位置を用いて、次の撮影の際の被写体の予測位置を求める。そして両者の差分を取ることで被写体の移動量ΔＦＰｍｎを求める。図８におけるその他の処理は第１の実施形態と同じである。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第１の実施形態との違いは、次の点にある。即ち、図４のＳ２７で用いられる所定値、図５のＳ４４で用いられる所定値、明るさ、ホワイトバランス処理（ＷＢ）の結果、距離、焦点距離、撮影モードの少なくともいずれかに基づいて変えることである。なお、図４のＳ２７で用いられる所定値は、被写体が光軸方向に大きく移動しているか否かを判定する閾値であり、図５のＳ４４で用いられる所定値は、分割されたＡＦ枠における被写体が光軸方向に移動しているか否かを判定する閾値である。

なお、第４の実施形態における撮像装置１の構成は、第１の実施形態のものと同様である。第４の実施形態では、第１の実施形態と同様に図４に従って動作を行う。そしてＳ２７において、Ｓ２６で求めた被写体の移動量ΔＦＰを所定値ＴｈｒＦＰ１と比較する。ここで、所定値は一定値ではなく、明るさ、ＷＢの結果、距離、焦点距離、撮影モードから撮影対象の被写体が移動被写体である可能性を推定し、それに応じて比較する所定値ＴｈｒＦＰ１を変えていく。

基準となる所定値をＴｈｒＦＰＢａｓｅとし、これを第１の実施形態の半分程度にする。そしてこのＴｈｒＦＰＢａｓｅの２．５倍まで状況に応じて、式（５）によってＴｈｒＦＰ１を増加させていく。
ＴｈｒＦＰ１
＝ＴｈｒＦＰＢａｓｅ
×（１＋ＶａｌＴｖ＋ＶａｌＡｖ＋ＶａｌＩＳＯ＋ＶａｌＭｏｄｅ） …（５）

ここでＶａｌＴｖは、シャッター優先モードで撮影者により設定されたシャッター速度（Ｔｖ値）に応じて０〜１の値を取る。例えば図１２（ａ）に示すようにＴｖ値＝１／２５０秒以下なら０、Ｔｖ値＝１／１０００秒以上なら１、その間は線形に変化するものとする。
また、ＶａｌＡｖは、絞り優先モードで撮影者により設定された絞り値（Ａｖ値）に応じて０〜１の値を取る。例えば図１２（ｂ）に示すようにＡｖ値＝Ｆ２．０以下（Ｆ２．０より開放側）なら１、Ａｖ値＝Ｆ４．０以上（小絞り側）なら０、その間は線形に変化するものとする。但し絞り値の設定に関しては撮影者が被写体の明るさを考慮する可能性があるため、このことを勘案し、明るさによって基準点の絞り値をオフセットさせる。例えばＬｖ１２を基準としてそれより１段明るくなったならば、基準点の絞り値を０．５段オフセットする。もしＬｖ１３なら、Ａｖ値＝Ｆ２．４以下なら１、Ａｖ値＝Ｆ４．７以上なら０、もしＬｖ１４なら、Ａｖ値＝Ｆ２．８以下なら１、Ａｖ値＝Ｆ５．６以上なら０となる。よってＶａｌＴｖとＶａｌＡｖは必ずどちらかが零になる。

ＶａｌＩＳＯはＩＳＯ感度を撮影者が意識的に設定した場合、その設定に応じて０〜１の値を取るもので、例えば図１２に示すようにＩＳＯ感度が２００以下なら０、ＩＳＯ感度が３２００以上なら１、その間は線形に変化するものとする。

更に撮影モードがスポーツモード等の高速に動く被写体を撮影するモードに設定された場合は、ＴｈｒＦＰ１に０．４×ＴｈｒＦＰＢａｓｅを加算する。また、ＷＢ結果が太陽光なら０．１×ＴｈｒＦＰＢａｓｅを、ＩＳＯ感度設定がＨｉｇｈＡｕｔｏ（自動的にＩＳＯ感度を設定するが比較的高いＩＳＯ感度に自動的に設定される設定）なら０．１×ＴｈｒＦＰＢａｓｅをそれぞれ加算する。但し、近接被写体を撮影するためのマクロモードに設定されたならば、上記の結果に依らずに、ＴｈｒＦＰ１＝ＴｈｒＦＰＢａｓｅとする。

上記の他は、第１の実施形態と同様の動作を図４及び図５に従って行い、Ｓ２９からＳ４４に進む。そして、Ｓ４４で用いる比較のための所定値ＴｈｒＦＰ２としては、上述したＴｈｒＦＰ１の半分の値として比較を行う。その後、第１の実施形態と同様の動作を行う。

上記第１乃至第４の実施形態によれば、移動被写体の可能性が高い場合は、背景張り付きが起き移動被写体に追従できていないと判定される頻度を高め、逆に静止被写体の場合はその頻度が低くすることができる。これにより背景に間違えて合焦した場合には背景に合焦し続けてしまうという問題を解決し、かつ静止被写体の場合の連写速度の高速化を実現を容易に実現することができる。

なお、第１乃至第４の実施形態はコンパクトタイプのデジタルカメラを例に説明したが、本発明は、デジタルビデオカメラやデジタル一眼レフのライブビュー時のＡＦにも適用可能である。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。

Claims (11)

1. フォーカスレンズを移動させる範囲を設定する設定手段と、
   前記フォーカスレンズを前記設定手段により設定された範囲において移動させながら、予め決められた焦点調節領域を複数の領域に分割した分割領域ごと、及び、前記焦点調節領域について、撮像手段からの出力信号に基づく焦点評価値を求め、前記分割領域ごとの焦点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置と前記焦点調節領域の焦点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置を求め、前記焦点調節領域のピーク位置に前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段と、
   前記制御手段により求められた前記焦点調節領域の複数のピーク位置に基づいて、前記制御手段による次の制御における前記焦点調節領域のピーク位置を予測する第１の予測手段と、
   前記制御手段により求められた前記分割領域ごとの複数のピーク位置に基づいて、前記制御手段による次の制御における前記分割領域ごとのピーク位置を予測する第２の予測手段と、
   前記制御手段による前回の制御により求められた前記焦点調節領域のピーク位置と前記第１の予測手段により予測された前記焦点調節領域のピーク位置との差が予め決められた閾値より小さい場合に、前記制御手段による前回の制御により求められた前記分割領域ごとのピーク位置と前記第２の予測手段により予測された前記分割領域ごとのピーク位置との差が予め決められた変化量より小さい分割領域の数と、前記差が前記予め決められた変化量以上の分割領域の数とに基づいて、被写体が移動しているか静止しているかを判断する判断手段と、を有し、
   前記設定手段は、前記第１の予測手段により予測された前記焦点調節領域の前記ピーク位置を含むように、前記制御手段による次の制御における前記フォーカスレンズを移動させる範囲を設定し、
   前記判断手段により前記被写体が移動していると判断された場合に、前記設定手段は、被写体が静止していると判断された場合よりも広い範囲を次の制御において前記フォーカスレンズを移動させる範囲として設定することを特徴とする焦点調節装置。
2. 前記判断手段は、前記制御手段による前回の制御により求められた前記分割領域ごとのピーク位置と、前記第２の予測手段により予測された前記分割領域ごとのピーク位置との差が前記予め決められた変化量より小さい分割領域の数が、第１の閾値以上、且つ、前記差が前記予め決められた変化量以上の分割領域の数が、前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値以下の場合に前記被写体が静止していると判断し、それ以外の場合に前記被写体が移動していると判断することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
3. 前記判断手段は、前記制御手段による前回の制御により求められた前記分割領域ごとのピーク位置と、前記第２の予測手段により予測された前記分割領域ごとのピーク位置との差が前記予め決められた変化量より小さい分割領域の数が、第１の閾値より小さい場合に前記被写体が移動していると判断することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
4. 前記判断手段は、前記制御手段による前回の制御により求められた前記分割領域ごとのピーク位置と、前記第２の予測手段により予測された前記分割領域ごとのピーク位置との差が前記予め決められた変化量以上の分割領域の数が、第２の閾値より大きい場合に前記被写体が移動していると判断することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
5. 前記制御手段は、同じタイミングで得られた前記出力信号に基づく前記複数の分割領域それぞれの前記焦点評価値を加算した値に基づいて、前記焦点調節領域のピーク位置を求めることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
6. 前記制御手段は、前記焦点調節領域を水平方向、垂直方向にそれぞれ分割し、前記水平方向及び垂直方向のうち、いずれか一方の方向に並ぶ複数の前記分割領域ごとに、同じタイミングで得られた前記出力信号に基づく前記焦点評価値の最大値を求め、該求めた最大値を加算した値に基づいて、前記焦点調節領域のピーク位置を求めることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
7. 前記制御手段は、前記分割領域ごとに前記焦点評価値を求める第１の処理手段と、前記焦点調節領域の前記焦点評価値を求める第２の処理手段とを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
8. 前記判断手段により用いられる前記予め決められた閾値は、被写体の明るさ、ホワイトバランス処理の結果、被写体までの距離、焦点距離、撮影モードの少なくともいずれかに応じて決められることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
9. 設定手段が、フォーカスレンズを移動させる範囲を設定する設定工程と、
   制御手段が、前記フォーカスレンズを前記設定工程で設定された範囲において移動させながら、予め決められた焦点調節領域を複数の領域に分割した分割領域ごと、及び、前記焦点調節領域について、撮像手段からの出力信号に基づく焦点評価値を求め、前記分割領域ごとの焦点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置と前記焦点調節領域の焦点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置を求め、前記焦点調節領域のピーク位置に前記フォーカスレンズを移動する制御を繰り返す焦点調節工程と、
   第１の予測手段が、前記焦点調節工程で求められた前記焦点調節領域の複数のピーク位置に基づいて、前記焦点調節工程による次の制御における前記焦点調節領域のピーク位置を予測する第１の予測工程と、
   第２の予測手段が、前記焦点調節工程で求められた前記分割領域ごとの複数のピーク位置に基づいて、前記焦点調節工程による次の制御における前記分割領域ごとのピーク位置を予測する第２の予測工程と、
   判断手段が、前記焦点調節工程による前回の制御により求められた前記焦点調節領域のピーク位置と前記第１の予測工程により予測された前記焦点調節領域のピーク位置との差が予め決められた閾値より小さい場合に、前記焦点調節工程による前回の制御により求められた前記分割領域ごとのピーク位置と前記第２の予測工程により予測された前記分割領域ごとのピーク位置との差が予め決められた変化量より小さい分割領域の数と、前記差が前記予め決められた変化量以上の分割領域の数とに基づいて、被写体が移動しているか静止しているかを判断する判断工程と、を有し、
   前記設定工程では、前記第１の予測工程において予測された前記焦点調節領域の前記ピーク位置を含むように、前記焦点調節工程による次の制御において前記フォーカスレンズを移動させる範囲を設定し、
   前記判断工程において前記被写体が移動していると判断された場合に、前記設定工程では、被写体が静止していると判断された場合よりも広い範囲を次の制御において前記フォーカスレンズを移動させる範囲として設定することを特徴とする焦点調節方法。
10. 焦点調節装置における制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記制御方法は、
    設定手段が、フォーカスレンズを移動させる範囲を設定する設定工程と、
    制御手段が、前記フォーカスレンズを前記設定工程で設定された範囲において移動させながら予め決められた焦点調節領域を複数の領域に分割した分割領域ごと、及び、前記焦点調節領域について、撮像手段からの出力信号に基づく焦点評価値を求め、前記分割領域ごとの点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置と前記焦点調節領域の焦点評価値がピークとなる前記フォーカスレンズのピーク位置を求め、前記焦点調節領域のピーク位置に前記フォーカスレンズを移動する制御を繰り返す焦点調節工程と、
    第１の予測手段が、前記焦点調節工程で求められた前記焦点調節領域の複数のピーク位置に基づいて、前記焦点調節工程による次の制御における前記焦点調節領域のピーク位置を予測する第１の予測工程と、
    第２の予測手段が、前記焦点調節工程で求められた前記分割領域ごとの複数のピーク位置に基づいて、前記焦点調節工程による次の制御における前記分割領域ごとのピーク位置を予測する第２の予測工程と、
    判断手段が、前記焦点調節工程による前回の制御により求められた前記焦点調節領域のピーク位置と前記第１の予測工程により予測された前記焦点調節領域のピーク位置との差が予め決められた閾値より小さい場合に、前記焦点調節工程による前回の制御により求められた前記分割領域ごとのピーク位置と前記第２の予測工程により予測された前記分割領域ごとのピーク位置との差が予め決められた変化量より小さい分割領域の数と、前記差が前記予め決められた変化量以上の分割領域の数とに基づいて、被写体が移動しているか静止しているかを判断する判断工程と、を有し、
    前記設定工程では、前記第１の予測工程において予測された前記焦点調節領域の前記ピーク位置を含むように、前記焦点調節工程による次の制御において前記フォーカスレンズを移動させる範囲を設定し、
    前記判断工程において前記被写体が移動していると判断された場合に、前記設定工程では、被写体が静止していると判断された場合よりも広い範囲を次の制御において前記フォーカスレンズを移動させる範囲として設定する制御方法を実行させることを特徴とするプログラム。
11. 請求項１０記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。

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