(57)【要約】【課題】手ぶれや被写体の動きなどに対応して、被写体に対して適正に合焦し続ける機能を有する撮像装置を提供する。【解決手段】フルタイムＡＦ動作において、パンニング・被写体動き状態検出部１３０により被写体動き状態が検出された場合、カメラ制御部１００の制御により、撮影レンズ１１の合焦位置の決定時に用いられる複数の画像の数を増加させるように設定する。そして、駆動制御部１５３の制御下で、撮影レンズ１１を前回の合焦位置を中心として光軸方向に対して前後に駆動させつつ、画像取得部１５１がＡＦ評価エリアから複数の画像データを取得し、評価値算出部１５２によるその複数の画像データについての合焦状態に関する評価値の算出と、合焦位置決定部１５４による次の合焦位置の決定と、駆動制御部１５３による次の合焦位置への撮影レンズ１１の駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行する。【選択図】図３
2006091915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影前に撮影レンズを駆動させつつ複数の画像を入力して、前記撮影レンズの合焦制御を行う撮像装置であって、
(a)前記撮像装置の撮影動作の開始を指示する撮影指示手段と、
(b)前記複数の画像において画像ごとに設定された評価領域について、前記撮影レンズの合焦状態に関する評価値を算出する算出手段と、
(c)前記算出手段によって算出された複数の前記評価値に基づいて、前記撮影レンズの合焦位置を決定する決定手段と、
(d)前記合焦位置へ前記撮影レンズを駆動させる駆動手段と、
(e)前記複数の画像に基づいて、被写体が動体である被写体動き状態を検出する検出手段と、
(f)前記検出手段による前記被写体動き状態の検出に基づいて、前記決定手段による前記合焦位置の決定時に用いられる前記複数の画像の数を増加させるとともに、前記算出手段による複数の前記評価値の算出と、前記決定手段による前記合焦位置の決定と、前記駆動手段による前記合焦位置への前記撮影レンズの駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させるように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置における撮影レンズの合焦制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデジタルカメラにおいては、いわゆるコントラスト方式（山登り方式）のオートフォーカス（ＡＦ）動作を行っている。例えば、ユーザーによって、シャッターボタンが半押しされると、撮影レンズをその光軸方向に沿って移動させつつ複数の画像を取得し、それら複数の画像におけるコントラスト値をそれぞれ算出して比較することにより、コントラスト値が最も高くなる撮影レンズの位置を合焦位置として検出する。その後、撮影レンズが合焦位置へ移動して、フォーカスフレーム内の被写体に合焦した状態となる。また、実際のＡＦ動作においては、ＡＦ動作の高速化のために、合焦位置近傍の数点において求まるコントラスト値を曲線近似することで、ピーク位置を求めるのが一般的である。
【０００３】
ところで、昨今のデジタルカメラにおいては、シャッターボタンを半押ししなくてもフォーカスフレーム内の被写体に常に合焦し続ける「フルタイムＡＦ」機能を有するものがある。そして、この機能により、ユーザーは、合焦した状態の被写体を表示部などに表示しつつ撮りたい写真の構図を容易に確認することができるとともに、シャッターボタンの半押しで合焦させ始めるよりも短時間で合焦状態を実現させることができる。したがって、フルタイムＡＦ機能によりユーザーにとって操作性の良いＡＦ動作を実現することができる。
【０００４】
このフルタイムＡＦ機能に関する技術として、例えば、手ぶれ発生などに対応するために、一旦、コントラスト方式のＡＦ動作によって、撮影レンズが合焦位置へ移動した後、その撮影レンズの位置で、再度、コントラスト値を算出し、同じ撮影レンズの位置で前回取得されたコントラスト値との差分値を求め、この差分値の大きさに応じてその後のＡＦ動作を選択し切り換える技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４７０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、手ぶれや被写体の動きなどにより、ＡＦ動作において、合焦位置近傍の数点について求まるコントラスト値に基づく近似曲線が歪み易くなったり、近似曲線に十分なピークを検出することができず、被写体に対する適正な合焦位置から撮影レンズがずれ易くなるといった問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、手ぶれや被写体の動きなどに対応して、被写体に対して適正に合焦し続ける機能を有する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、撮影前に撮影レンズを駆動させつつ複数の画像を入力して、前記撮影レンズの合焦制御を行う撮像装置であって、(a)前記撮像装置の撮影動作の開始を指示する撮影指示手段と、(b)前記複数の画像において画像ごとに設定された評価領域について、前記撮影レンズの合焦状態に関する評価値を算出する算出手段と、(c)前記算出手段によって算出された複数の前記評価値に基づいて、前記撮影レンズの合焦位置を決定する決定手段と、(d)前記合焦位置へ前記撮影レンズを駆動させる駆動手段と、(e)前記複数の画像に基づいて、被写体が動体である被写体動き状態を検出する検出手段と、(f)前記検出手段による前記被写体動き状態の検出に基づいて、前記決定手段による前記合焦位置の決定時に用いられる前記複数の画像の数を増加させるとともに、前記算出手段による複数の前記評価値の算出と、前記決定手段による前記合焦位置の決定と、前記駆動手段による前記合焦位置への前記撮影レンズの駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させるように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、被写体が動体である場合に、撮影レンズの合焦位置の決定時に用いられる複数の画像の数を増加させるとともに、取得される複数の画像についての撮影レンズの合焦状態に関する評価値の算出と、複数の評価値に基づく撮影レンズの合焦位置の決定と、決定された合焦位置への撮影レンズの駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させるため、手ぶれや被写体の動きなどに対応して、より精度良く被写体に対して適正に合焦し続ける機能を有する撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
＜撮像装置１の要部構成＞
図１は本発明の実施形態に係る撮像装置（デジタルカメラ）１を示す斜視図である。また、図２は撮像装置１の背面図である。なお、図１および図１以降の図には、必要に応じて方位関係を明確にするためにお互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三軸を示している。
【００１２】
図１に示すように、撮像装置１の前面側には、撮影レンズ１１とファインダ窓２とが設けられている。撮影レンズ１１の内側にはＣＣＤ撮像素子３０が設けられている。ＣＣＤ撮像素子３０は、撮影レンズ１１を介して入射する被写体像を光電変換して画像信号（画素ごとの画素データの配列からなる信号）を生成する。
【００１３】
撮影レンズ１１には光軸方向に沿って駆動可能なレンズ系が含まれている。そして、当該レンズ系を光軸方向に駆動することにより、ＣＣＤ撮像素子３０に結像される被写体像の合焦状態を実現することができるように構成されている。
【００１４】
また、撮像装置１の上面側には、シャッターボタン８と、撮影モード切替ボタン１４とが配置されている。
【００１５】
撮影モード切替ボタン１４は、撮像装置１による撮影動作時および撮影待機状態における撮影モードの切り替えを手動操作で選択設定するためのボタンである。なお、ここで、撮影待機状態とは、画像を取得してメモリカード９などに記憶する撮影（以下、「本撮影」と称する）前にライブビュー画像を液晶表示部１６に表示する状態のことを言う。よって、撮影待機状態において、撮影モード切替ボタン１４を操作することにより、通常のオートフォーカス動作（通常ＡＦ動作）を行うモード（以下、「通常ＡＦモード」と称する）、およびフルタイムオートフォーカス動作（フルタイムＡＦ動作）を行うモード（以下、「フルタイムＡＦモード」と称する）を設定することができる。なお、フルタイムＡＦ動作とは、シャッターボタン８を押下しなくてもファインダ窓２内の主な被写体（以下、「主被写体」と称する）に常に合焦し続けるＡＦ動作のことを言う。なお、通常ＡＦ動作およびフルタイムＡＦ動作についてはさらに後述する。
【００１６】
シャッターボタン８は被写体の撮影を行うときにユーザーが押下操作を行って撮像装置１に撮影指示を与えるボタンである。つまり、シャッターボタン８は、撮像装置１の撮影動作の開始を指示するためのボタンとして機能する。また、シャッターボタン８は、押下されることにより、半押し状態（以下、「Ｓ１状態」と称する）および全押し状態（以下、「Ｓ２状態」と称する）の２段階の押下状態とすることができる。そして、撮影待機状態において、通常ＡＦモードに設定されている場合は、シャッターボタン８をＳ１状態とすることによって後述するワンショットＡＦ動作が実施され、Ｓ２状態とすることによって後述する本撮影が実施される。
【００１７】
また、フルタイムＡＦモードに設定されている場合は、撮影待機状態において、シャッターボタン８の押下操作前に、主被写体に常に合焦し続けるようなＡＦ動作を行う。そして、Ｓ１状態となると、撮影レンズ１１の駆動を停止し、フルタイムＡＦ動作を停止する。この動作についてはさらに後述する。
【００１８】
また、撮像装置１の側面部には、交換可能なメモリカード９を着装することができる着装部１５が形成されている。そして、着装部１５に着装されるメモリカード９には、ユーザーによるシャッターボタン８の押下操作に伴う本撮影動作で得られる画像データを記憶することができる。さらに、撮像装置１の側面部には、カード取り出しボタン７が配置されており、カード取り出しボタン７を押下することによって、着装部１５からメモリカード９を取り出すことができる。
【００１９】
また、図２に示すように、撮像装置１の背面には液晶表示部１６と、操作ボタン１７と、ファインダ窓２とが設けられている。液晶表示部１６には、ライブビュー画像や本撮影時に取得される撮影画像等を表示することができる。また、操作ボタン１７を操作することで、撮像装置１の各種設定状態を変更することができる。
【００２０】
＜撮像装置１の機能ブロック＞
図３は撮像装置１の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、撮像装置１は、主に、撮影機能部３、光学系制御部１５０、パンニング・被写体動き状態検出部１３０、レンズ駆動部１１０、およびカメラ制御部１００とを備えて構成される。撮影機能部３は、画像信号を処理するための部位であり、光学系制御部１５０は、オートフォーカス（ＡＦ）動作を実現するための部位であり、パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、撮像装置１が左右に振られている状態（以下、「パンニング状態」と称する）にあるか否かおよび被写体が動いている状態（以下、「被写体動き状態」と称する）にあるか否かを検出する部位である。また、カメラ制御部１００は、撮像装置１に設けられた各部を統括的に制御する部位である。
【００２１】
ＣＣＤ撮像素子３０は、被写体像を撮像して電子的な画像信号を生成する撮像手段（画像取得手段）として機能する部位である。そして、ＣＣＤ撮像素子３０は、２５６０×１９２０個の画素を有し、撮影レンズ１１によって結像された被写体の光像を、画素毎にＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して画像信号を出力する。なお、ここでは、ＣＣＤ撮像素子３０が露光されて被写体の光像を光電変換することを「画像の入力」と定義することにする。
【００２２】
タイミングジェネレータ３１４は、カメラ制御部１００から送信される基準クロックに基づきＣＣＤ撮像素子３０の駆動制御信号を生成する部位である。このタイミングジェネレータ３１４は、例えば積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号，垂直同期信号，転送信号等）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ撮像素子３０に出力する。
【００２３】
そして、ＣＣＤ撮像素子３０から得られる画像信号はＡ／Ｄ変換器４０に与えられる。撮影待機状態においては、例えば、タイミングジェネレータ３１４からの駆動制御信号に基づいて、ＣＣＤ撮像素子３０から１／３０秒ごとにＡ／Ｄ変換器４０に画像信号が入力される。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器４０は、ＣＣＤ撮像素子３０から出力される画像信号（アナログ信号）を例えば１画素あたり１０ビットのデジタル信号に変換する部位である。本撮影時においては、Ａ／Ｄ変換器４０から出力される画像信号は、画像処理部５０のみに送信される。一方、撮影待機状態においては、Ａ／Ｄ変換器４０から出力される画像信号は、画像処理部５０に送信されるとともに、パンニング・被写体動き状態検出部１３０および光学系制御部１５０にも送信される。
【００２５】
画像処理部５０は、画像信号に対してホワイトバランスの調整、γ補正、色補正等の画像処理を施す部位である。そして、画像処理部５０から出力される画像信号は、解像度変換部６０へと導かれる。
【００２６】
解像度変換部６０は、ＣＣＤ撮像素子３０から得られる画像信号（画像）に対して所定の解像度変換を行う部位である。例えば、撮影待機状態では、ＣＣＤ撮像素子３０から入力される画像データに対して、解像度変換部６０が所定の解像度変換を施す。その結果、解像度変換部６０が、液晶表示部１６の表示画素数（３２０×２４０個）に適合した画像サイズの画像データを生成する。つまり、撮影待機状態では、ＣＣＤ撮像素子３０において垂直方向について１／８間引きされた２５６０×２４０個の画素を有する画像に対し、解像度変換部６０が、水平方向について１／８間引きを行い、３２０×２４０個の画素を有するライブビュー画像を生成する。なお、本撮影時には、解像度変換部６０は解像度変換処理を行うことなく、画像処理部５０から得られる画像データをそのまま画像圧縮部８０に出力する。
【００２７】
画像メモリ７０は、ＣＣＤ撮像素子３０で取得され、上記の画像処理が施された画像データを一時的に記憶するメモリである。画像メモリ７０は、少なくとも数フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ７０は、ＣＣＤ撮像素子３０の画素数に対応する２５６０×１９２０個の画素分の画素データを数フレーム分記憶可能な記憶容量を少なくとも有し、各画素データが対応する画素位置に記憶されるようになっている。
【００２８】
画像圧縮部８０は、本撮影によって得られる撮影画像（２５６０×１９２０画素）に対して所定の圧縮方法による画像圧縮処理を施す。そして、画像圧縮の施された画像信号（記録画像）が画像圧縮部８０から出力され、メモリカード９に記憶される。
【００２９】
液晶表示部１６は、一般的な液晶ディスプレイなどで構成され、３２０×２４０個の表示画素を有する。撮影待機状態では、解像度変換部６０から入力される毎秒３０フレームからなるライブビュー画像が、液晶表示部１６に順次表示される。また、本撮影時には、撮影直後に撮影画像に係るアフタービュー画像が、液晶表示部１６に表示される。
【００３０】
パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、撮像装置１がパンニング状態にあるか否かを検出する機能と、被写体が動体である被写体動き状態にあるか否かを検出する機能とを有する。なお、パンニング・被写体動き状態検出部１３０の機能については、後程詳述する。
【００３１】
光学系制御部１５０は、Ａ／Ｄ変換器４０から入力される画像信号（画像データ）を取得して、コントラスト方式のＡＦ動作を制御するように構成される。すなわち、光学系制御部１５０は、本撮影前に、撮影レンズ１１を駆動させつつ複数の画像データ（画像）を入力して、撮影レンズ１１の合焦制御を主に行う部位である。ここでは、光学系制御部１５０は、通常ＡＦモードにおける通常ＡＦ動作、およびフルタイムＡＦモードにおけるフルタイムＡＦ動作の双方を制御する。
【００３２】
通常ＡＦモードに設定されている場合には、シャッターボタン８の押下によって光学系制御部１５０によるＡＦ動作が行われて撮影レンズ１１が合焦位置に駆動される。そして、その後、本撮影の撮影動作が行われ、本撮影によって得られる２５６０×１９２０個の画素を有する画像信号が画像圧縮部８０に与えられる。一方、撮影待機状態において、フルタイムＡＦモードに設定されると、光学系制御部１５０が、シャッターボタン８が押下されるまでの間、主被写体に対して常に合焦状態となるようにＡＦ動作を制御する。これらのＡＦ動作については、後程詳述する。
【００３３】
カメラ制御部１００は、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することによって実現される。例えば、カメラ制御部１００は、ユーザーがシャッターボタン８、撮影モード切替ボタン１４、および操作ボタン１７を含む各種ボタンを押下操作した場合に、その操作内容に応じて撮影機能部３の各部、パンニング・被写体動き状態検出部１３０、光学系制御部１５０、およびレンズ駆動部１１０を制御するように構成される。そして、撮影待機状態において、フルタイムＡＦモードに設定されている場合、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によるパンニング状態および被写体動き状態の検出に基づいて、カメラ制御部１００が、ＡＦ動作の方法を変更するように光学系制御部１５０を制御する。
【００３４】
また、カメラ制御部１００は、光学系制御部１５０およびタイミングジェネレータ３１４と連繋し、ＡＦ動作時に、光学系制御部１５０の制御の下で撮影レンズ１１のレンズ位置を段階的に駆動させた場合に、各レンズ位置でＣＣＤ撮像素子３０による画像データの取得を制御する。
【００３５】
また、後述するフルタイムＡＦ動作中に、ユーザーがシャッターボタン８を半押することによりＳ１状態となった場合には、カメラ制御部１００が、その時点で、フルタイムＡＦ動作を中断して、撮影レンズ１１の位置を固定するように制御する。つまり、撮影待機状態において、フルタイムＡＦモードに設定されている場合は、カメラ制御部１００が、シャッターボタン８による撮影動作の開始の指示前において、後述する画像取得部１５１による画像データの取得と、評価値算出部１５２による評価値の算出と、合焦位置決定部１５４による撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、駆動制御部１５３による撮影レンズ１１の合焦位置への駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させるように制御する。
【００３６】
レンズ駆動部１１０は、光学系制御部１５０からの指令に応じて撮影レンズ１１を光軸に沿って前後に駆動させるための駆動手段であり、ＣＣＤ撮像素子３０に結像される被写体像の合焦状態を変化させる部位である。つまり、レンズ駆動部１１０は、撮影レンズ１１を合焦位置へ駆動させる部位である。なお、合焦位置は、光学系制御部１５０に備えられた後述する合焦位置決定部１５４によって決定される。
【００３７】
縦横検出部１２０は、撮像装置１が略水平方向に構えられている状態（以下、「水平状態」と称する）であるか、または、撮像装置１が略垂直方向に構えられている状態（以下、「垂直状態」と称する）であるかを検出する部位である。つまり、縦横検出部１２０は、撮像装置１が構えられている状態、すなわち撮影装置１の撮影状態を検知する。言い換えれば、縦横検出部１２０は、地面に対する略垂直方向を検出する。なお、縦横検出部１２０は、例えば、水銀スイッチなどで構成することができる。ここで、図２のＸＺ平面を地面に対する水平面とすると、縦横検出部１２０は、図２に示すように撮像装置１が構えられている状態を水平状態であると検出する。一方、縦横検出部１２０は、図２に示される撮像装置１がＸＹ平面内で約９０°回転させた状態を垂直状態であると検出する。
【００３８】
＜パンニング・被写体動き状態検出部について＞
パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、撮像装置１がパンニング状態にあるか否かを検出する機能と、被写体が動体である被写体動き状態にあるか否かを検出する機能とを有する。以下、パンニング・被写体動き状態検出部１３０の機能について具体的に説明する。
【００３９】
図４は、パンニング状態および被写体動き状態の検出について説明するための図である。パンニング・被写体動き状態検出部１３０では、ＣＣＤ撮像素子３０において垂直方向について１／８間引きされ、Ａ／Ｄ変換器４０から入力される２５６０×２４０個の画素を有する画像データに基づく画像Ｇ１を、例えば、１２８×１６個の画素を有するブロック（以下、「評価ブロック」と称する）に区分けして、画像データを評価する。なお、図４では、ＣＣＤ撮像素子３０における画素の位置との対応を分かり易くするために、ＣＣＤ撮像素子３０において１／８間引きされた方向である垂直方向に画像Ｇ１を８倍拡大して示している。そして、図４では、画像Ｇ１を１２８×１６個の画素を有する評価ブロックに区分けしたものを示している。つまり、図４では、画像Ｇ１が、横方向に２０個、縦方向に１５個、合計３００個の評価ブロックに区分けされた状態を示している。
【００４０】
パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、例えば、図４に示すように、画像Ｇ１の周縁部に近い砂地のハッチングを付した２２個の評価ブロック（以下、「パンニング評価ブロック」と称する）ＰＤＥと、画像Ｇ１の中央部に近い斜線のハッチングを付した３５個の評価ブロック（以下、「被写体動き評価ブロック」と称する）ＭＤＥとに含まれる画素について、各画素値の積算値を算出する。
【００４１】
そして、パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、パンニング状態を検出するために、１／３０秒おきにＡ／Ｄ変換器４０から入力される連続する２つの画像データの間における、２２個のパンニング評価ブロックＰＤＥについての画素値の積算値の変化量を算出する。また、パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、被写体動き状態を検出するために、１／３０秒おきにＡ／Ｄ変換器４０から入力される連続する２つの画像データの間における、３５個の被写体動き評価ブロックＭＤＥについての画素値の積算値の変化量を算出する。つまり、パンニング・被写体動き状態検出部１３０が、全てのパンニング評価ブロックＰＤＥについての画素値の積算値の時間変化量（以下、「パンニング評価値」と称する）と、全ての被写体動き評価ブロックＭＤＥについての画素値の積算値の時間変化量（以下、「被写体動き状態評価値」と称する）とを算出する。
【００４２】
そして、例えば、パンニング評価値が所定の閾値以上であり、被写体動き状態評価値が所定の閾値以上である場合は、パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、パンニング状態にあると検出する。また、パンニング評価値が所定の閾値以下であり、被写体動き状態評価値が所定の閾値以上である場合は、パンニング・被写体動き状態検出部１３０は、被写体動き状態にあると検出する。
【００４３】
なお、上述したように、撮影待機状態において、Ａ／Ｄ変換器４０からパンニング・被写体動き状態検出部１３０に入力される画像信号は、同時に、ライブビュー画像を生成するために、画像処理部５０にも送信される。つまり、パンニング・被写体動き状態検出部１３０が、液晶表示部１６に表示するための画像に基づいて、被写体が動体である被写体動き状態を検出する。さらに、パンニング・被写体動き状態検出部１３０が、撮影レンズ１１の光軸方向が所定量以上変化している状態（以下、「撮影方向変化状態」と称する）に含まれるパンニング状態を検出する。
【００４４】
＜光学系制御部について＞
図３に示すように、光学系制御部１５０は、画像取得部１５１、評価値算出部１５２、駆動制御部１５３、および合焦位置決定部１５４を備えて構成される。そして、光学系制御部１５０は、Ａ／Ｄ変換器４０から入力される２５６０×２４０個の画素からなる画像信号のうち、後述するオートフォーカス評価エリア（ＡＦ評価エリア）に対応する画像信号を取得し、コントラスト方式によるＡＦ動作を行う。つまり、光学系制御部１５０は、撮影レンズ１１によってＣＣＤ撮像素子３０に結像される被写体像を合焦位置に導くように制御する。
【００４５】
なお、上述したように、Ａ／Ｄ変換器４０から光学系制御部１５０に入力される画像信号は、同時に、ライブビュー画像を生成するためにＡ／Ｄ変換器４０から画像処理部５０に送信される。つまり、上述するＡＦ動作において、撮影レンズ１１を駆動させつつＣＣＤ撮像素子３０によって入力される複数の画像が、液晶表示部１６に順次表示される。
【００４６】
また、光学系制御部１５０は、通常ＡＦモードおよびフルタイムＡＦモードにおいて果たす機能が異なる。なお、本発明の特徴部分であるフルタイムＡＦモードにおいては、ＡＦ動作における初期の動作は通常ＡＦ動作と同様となる。よって、ここでは、まず、通常ＡＦモードにおける光学系制御部１５０の機能について簡単に説明し、その後、本発明の特徴部分であるフルタイムＡＦモードにおける光学系制御部１５０の機能について説明する。
【００４７】
＜通常ＡＦモードにおける光学系制御部の機能＞
図５および図６は、ＡＦ評価エリアを例示する図である。なお、図５は撮像装置１が水平状態にある場合を示しており、図６は撮像装置１が垂直状態にある場合を示している。また、図５では、ＣＣＤ撮像素子３０における画素の位置との対応を分かり易くするために、ＣＣＤ撮像素子３０において１／８間引きされた方向である垂直方向（Ｙ方向）に画像Ｇ１を８倍拡大して示し、図６では、ＣＣＤ撮像素子３０において１／８間引きされた方向である水平方向（Ｘ方向）に画像Ｇ１を８倍拡大して示している。
【００４８】
通常ＡＦモードでは、画像取得部１５１は、Ａ／Ｄ変換器４０から入力される２５６０×２４０個の画素を有する画像信号に基づく画像Ｇ１のうち、中央部付近の３２０×２４個の画素を有するＡＦ評価エリアＡＥ１に相当する画像データを取得する。そして、一般的なコントラスト方式のＡＦ動作において実施されるものと同様に、撮影レンズ１１を駆動させつつ、画像取得部１５１がＡＦ評価エリアＡＥ１内の画像データを複数入力する。
【００４９】
評価値算出部１５２は、画像取得部１５１によって取得された画像データに基づいて撮影レンズ１１の合焦状態に関する評価値を求める。この評価値は、一般的なコントラスト方式のＡＦ動作において求められるものと同様に、ＡＦ評価エリアＡＥ１内のコントラスト値の総和として求められる。つまり、評価値算出部１５２が、撮影レンズ１１を駆動させつつ入力される複数の画像において、画像ごとに設定されたＡＦ評価エリアＡＥ１について、撮影レンズ１１の合焦状態に関する評価値を算出する。
【００５０】
駆動制御部１５３は、タイミングジェネレータ３１４およびカメラ制御部１００による制御の下で、光軸方向への撮影レンズ１１の駆動を制御する。そして、駆動制御部１５３によって、ＡＦ動作のための画像データを取得するため、若しくは、撮影レンズ１１を合焦位置決定部１５４によって決定された合焦位置に導くように、光軸方向への撮影レンズ１１の駆動が制御される。また、駆動制御部１５３は、撮影レンズ１１の合焦位置への駆動が完了すると、その旨を示す信号をカメラ制御部１００およびタイミングジェネレータ３１４へ送信する。この動作によって、撮影レンズ１１の合焦位置への駆動完了後、種々の動作を実施することができる。
【００５１】
合焦位置決定部１５４は、一般的なコントラスト方式のＡＦ動作と同様に、評価値算出部１５２によって算出された評価値に基づいて撮影レンズ１１の合焦位置を決定する。
【００５２】
図７は、評価値Ｃと撮影レンズ１１の光軸方向の位置ｘとの関係を表す曲線ＣＬを示す模式図である。図７に示すように、撮影レンズ１１が合焦位置に存在する場合（ｘ＝ｘ１）に、上記評価値Ｃが最も大きくなっている。コントラスト方式のＡＦ動作は、撮影レンズ１１の光軸方向の位置ｘを相違させて取得した少なくとも２枚の画像の評価値Ｃを比較することにより行われる。具体的には、２枚の画像のそれぞれについての評価値Ｃを比較し、評価値Ｃがより大きくなる方向に撮影レンズ１１を駆動する。そして、このような動作を繰り返して撮影レンズ１１を駆動させることにより、撮影レンズ１１を合焦位置ｘ１へと駆動することができる。
【００５３】
＜フルタイムＡＦモードにおける光学系制御部の機能＞
撮影待機状態で、フルタイムＡＦモードに設定された場合は、初めに、通常ＡＦモードにおけるＡＦ動作（以下、「ワンショットＡＦ動作」と称する）と同様なＡＦ動作を行い、例えば、撮影レンズ１１を合焦位置ｘ１へと駆動する。その後、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によるパンニング状態および被写体動き状態の検出結果に基づいて、フルタイムＡＦ動作を行う。
【００５４】
具体的には、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって、パンニング状態および被写体動き状態のいずれも検出されない場合は、主被写体の位置も構図もほとんど変わらず、撮影レンズ１１の合焦位置が変わっていないものとカメラ制御部１００が判断する。この場合は、カメラ制御部１００の制御の下で、画像取得部１５１が新たに画像データを取得しない。その結果、評価値算出部１５２が新たに評価値を算出せず、駆動制御部１５３によって撮影レンズ１１が光軸方向に駆動されないように制御される。
【００５５】
また、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって、パンニング状態や被写体動き状態が検出された場合（パンニング／被写体動き状態が検出された場合）は、以下のようにフルタイムＡＦ動作が行われる。具体的には、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって、
(1)パンニング状態の検出後にパンニング状態および被写体動き状態のいずれも検出されなくなった場合、
(2)被写体動き状態のみが検出された場合、および、パンニング状態の検出後に被写体動き状態のみが検出された場合、
(3)パンニング状態が検出され続ける場合、
の３つの場合でそれぞれ異なるフルタイムＡＦ動作が行われる。以下、(1)〜(3)の３つの場合でのフルタイムＡＦ動作における光学系制御部１５０の機能などについて説明する。
【００５６】
＜(1)パンニング状態の検出後にパンニング状態および被写体動き状態のいずれも検出されなくなった場合＞
パンニング・被写体動き状態検出部１３０によってパンニング状態が検出された場合には、パンニング状態が検出されなくなるまで、パンニング／被写体動き状態の検出動作が繰り返し行われる。そして、パンニング状態が検出されなくなった時に、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態が検出されない場合（パンニング状態および被写体動き状態のいずれも検出されなくなった場合）は、駆動制御部１５３の制御の下で、撮影レンズ１１を前回の合焦位置を中心として光軸方向について所定の範囲内で前後に駆動させつつ、画像取得部１５１が、図５および図６に示すＡＦ評価エリアＡＥ１から画像データを取得する。このとき、画像取得部１５１は、次の合焦位置を決定するまでに、前回の合焦位置を中心とした所定の範囲内における複数の撮影レンズ１１の位置において、画像データを取得する。なお、ここで言う前回の合焦位置とは、直近において合焦位置決定部１５４によって決定された合焦位置のことを言う。例えば、フルタイムＡＦ動作の初期においてワンショットＡＦ動作が行われた直後においては、前回の合焦位置は、ワンショットＡＦ動作において決定された合焦位置ｘ１となる。
【００５７】
そして、評価値算出部１５２が画像取得部１５１によって取得された複数の画像データについて撮影レンズ１１の合焦状態に関する評価値を求める。さらに、合焦位置決定部１５４は、評価値算出部１５２によって算出された評価値に基づいて撮影レンズ１１の合焦位置を決定する。その後、駆動制御部１５３は撮影レンズ１１を合焦位置決定部１５４によって決定された合焦位置に導くように、光軸方向への撮影レンズ１１の駆動を制御する。
【００５８】
図８は、このときの評価値Ｃと撮影レンズ１１の位置との関係を表す曲線ＣＬ１を示す模式図である。曲線ＣＬ１は、一例として、フルタイムＡＦ動作の初期においてワンショットＡＦ動作によって求められた合焦位置ｘ１を中心として、撮影レンズ１１を光軸方向について前後に駆動させた際に得られる評価値Ｃと撮影レンズ１１の位置との関係を示す曲線を示している。図８に示す白丸は、合焦位置決定部１５４によって前回の合焦位置を決定した後から次の合焦位置を決定するまでに、画像取得部１５１が画像データを取得する撮影レンズ１１の位置（以下、「サンプリング位置」とも称する）を示すとともに、画像取得部１５１によって取得された画像データについて評価値算出部１５２が算出する評価値を示している。そして、曲線ＣＬ１は、白丸で示すサンプリング位置における評価値Ｃに基づいて、曲線近似を行って求めた曲線を示している。
【００５９】
なお、フルタイムＡＦ動作においては、被写体に対して常に合焦状態となるように、迅速にＡＦ動作を繰り返し行うのが一般的である。そのため、ここでは、図８に示すように、前回の合焦位置ｘ１を中心に光軸方向について前後に撮影レンズ１１を駆動させつつ、サンプリング位置の間隔（以下、「サンプリングピッチ」とも称する）が３Ｆδとなるように設定されている。ここで、Ｆは撮影レンズ１１のＦナンバー（絞り値）を示し、δはＣＣＤ撮像素子３０の許容錯乱円を示す。その結果、ここでは、図８に示すように、画像取得部１５１が、合焦位置ｘ１および前後それぞれ２点ずつの合計５点において画像データを取得する。そして、その５点において取得される画像データについて評価値算出部１５２が評価値Ｃを算出し、その５点についての評価値Ｃを曲線近似することによって曲線ＣＬ１を算出する。さらに、合焦位置決定部１５４が、曲線ＣＬ１が最大となるレンズ位置を次の合焦位置として決定する。なお、図８では、図示を簡単にするために、次の合焦位置が前回の合焦位置ｘ１と同様となっているものを例示している。
【００６０】
また、図８に示す白丸の撮影レンズ１１の位置において、ＣＣＤ撮像素子３０が取得する画像信号に基づいて、液晶表示部１６にライブビュー画像が表示される。上述したように、液晶表示部１６に表示されるライブビュー画像は、ＣＣＤ撮像素子３０で取得される２５６０×１９２０個の画素からなる画像のうち垂直方向および水平方向に１／８間引きした３２０×２４０個の画素からなる画像となっている。よって、撮影レンズ１１が合焦位置からずれても、ライブビュー画像がぼけて見えない許容範囲、すなわちライブビュー画像用に換算した被写界深度（以下、「被写界深度ライブビュー換算値」と称する）ＥＬは約８Ｆδとなる。つまり、光軸方向に合焦位置から前後にそれぞれ約８Ｆδずれた範囲内に撮影レンズ１１が位置する場合は、ライブビュー画像はぼけて見えないこととなる。
【００６１】
そして、ここでは、例えば、図８に示すように、合焦位置ｘ１を中心に光軸方向について前後にサンプリングピッチが３Ｆδとなるように、合焦位置ｘ１および前後それぞれ２点ずつの合計５点において画像取得部１５１が画像データを取得する。よって、このときの撮影レンズ１１の駆動幅は、合焦位置ｘ１を中心にして前後にそれぞれ６Ｆδとなるため、被写界深度ライブビュー換算値ＥＬ＝８Ｆδの範囲内となる。その結果、ライブビュー画像がぼけて見えることがないため、ライブビュー画像の画質が良く、ユーザーにとって好感触のＡＦ動作を実現することができる。
【００６２】
なお、上述したように前回の合焦位置を中心として光軸方向について前後にサンプリングピッチが３Ｆδとなるように、前回の合焦位置および前後それぞれ２点すつの合計５点において画像取得部１５１が画像データを取得し、次の合焦位置を決定するＡＦ動作を、以下、「サンプリングピッチの短いＡＦ動作」とも称することとする。
【００６３】
＜(2)被写体動き状態のみが検出された場合、および、パンニング状態の検出後に被写体動き状態のみが検出された場合＞
パンニング・被写体動き状態検出部１３０によってパンニング状態が検出された場合には、パンニング状態が検出されなくなるまで、パンニング／被写体動き状態の検出動作が繰り返し行われる。そして、パンニング状態が検出されなくなった時にパンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出された場合、および、はじめから被写体動き状態のみが検出されている場合は、パンニング状態の検出後にパンニング状態および被写体動き状態のいずれも検出されなくなった場合と同様に、前回の合焦位置を決定した時から次の合焦位置を決定するまでに、前回の合焦位置および前後それぞれ２点の合計５点に撮影レンズ１１が位置するときに画像取得部１５１が画像データを取得する。そして、カメラ制御部１００の制御の下で、画像取得部１５１による複数の画像データの取得と、評価値算出部１５２による複数の評価値の算出と、合焦位置決定部１５４による撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、駆動制御部１５３による撮影レンズ１１の合焦位置への駆動とを含む一連の動作を繰り返し行うように制御される。
【００６４】
しかし、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出された場合は、カメラ制御部１００の制御の下で、縦横検出部１２０による検出結果に基づいてＡＦ評価エリアの大きさを変更する。例えば、縦横検出部１２０によって撮像装置１が水平状態にあると検出されているときは、図５に示すように、ＡＦ評価エリアＡＥ１をＡＦ評価エリアＡＥ２に変更する。ＡＦ評価エリアＡＥ２は、ＡＦ評価エリアＡＥ１を地面に対して略垂直方向に拡大したエリア（３２０×４８個の画素を有するエリア）である。一方、縦横検出部１２０によって撮像装置１が垂直状態にあると検出されているときは、図６に示すように、ＡＦ評価エリアＡＥ１をＡＦ評価エリアＡＥ３に変更する。ＡＦ評価エリアＡＥ３は、ＡＦ評価エリアＡＥ１を地面に対して略垂直方向に拡大したエリア（６４０×２４個の画素を有するエリア）である。
【００６５】
つまり、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出された場合は、被写体動き状態の検出に基づいて、カメラ制御部１００が、ＡＦ評価エリアの面積が拡大されるようにＡＦ評価エリアを地面に対して略垂直方向に拡大させるように制御する。このとき、カメラ制御部１００が、縦横検出部１２０による垂直状態および水平状態の検出、すなわち地面に対する略垂直方向の検出に基づいて、ＡＦ評価エリアを地面に対して略垂直方向に拡大させるように制御する。言い換えれば、カメラ制御部１００が、縦横検出部１２０による撮像装置１の撮影状態の検知結果に基づいて、ＡＦ評価エリアの拡大方向を変更するように制御する。
【００６６】
被写体動き状態にある場合には、ＡＦ評価エリア内に含まれる主被写体の面積が時間によって大きく変化するおそれがある。そこで、ここでは、ＡＦ評価エリアを上述のごとく拡大することによって、ＡＦ評価エリア内に含まれる主被写体の面積が時間によって大きく変化するのを少しでも抑制している。その結果、前回合焦位置を求めた際に、ＡＦ評価エリア内に存在した主被写体の部分が、次に合焦位置を求める際にも、ＡＦ評価エリア内に存在する可能性をより高くすることができる。つまり、ＡＦ評価エリア内に主被写体を捉え続けることによって、主被写体に対する合焦状態をより適正に実現することができる。
【００６７】
また、一般的な動く主被写体は人物などである。この人物は縦長であるため、もしも、地面に対して水平方向にＡＦ評価エリアを拡大すると、主被写体である人物よりもＡＦ評価エリアが地面に対して水平方向に大きくはみ出る可能性が高い。つまり、ＡＦ評価エリアを地面に対して水平方向に拡大したのでは、ＡＦ評価エリアに背景である遠景がより多く含まれることとなり、近景である主被写体に合焦しない現象（所謂、遠近競合）を起こす可能性が高くなる。そこで、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出された場合は、画像取得部１５１によって取得される画像について、画像ごとに設定されるＡＦ評価エリアを地面に対して略垂直方向に拡大させる。その結果、より確実に被写体に対して適正に合焦させることができる。特に、シャッターボタン８の操作前などに生じ易い手ぶれに対応して、被写体に対して適正に合焦させることができる。
【００６８】
また、ここでは、縦横検出部１２０によって地面に対する略垂直方向を検出して、撮像装置１の撮影状態に基づいてＡＦ評価エリアの拡大方向を変更し、ＡＦ評価エリアを地面に対して略垂直方向に拡大させる。その結果、ユーザーによる撮像装置１の使用状態に応じて、被写体に対して適正に合焦させることができる。
【００６９】
図９は、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出された場合における評価値Ｃと撮影レンズ１１の位置との関係を表す曲線ＣＬ２，ＣＬ３を示す模式図である。曲線ＣＬ３は、一例として、フルタイムＡＦ動作の初期におけるワンショットＡＦ動作において求められた合焦位置ｘ１を中心として、撮影レンズ１１を光軸方向について前後に駆動させる際に得られる評価値Ｃと撮影レンズ１１の位置との関係を示している。そして、図９に示す白丸は、図８と同様に、合焦位置決定部１５４によって前回の合焦位置を決定した後から次の合焦位置を決定するまでに、画像取得部１５１が画像データを取得する撮影レンズ１１の位置（サンプリング位置）を示すとともに、画像取得部１５１によって取得された画像データについて評価値算出部１５２が算出する評価値を示している。そして、曲線ＣＬ３は、白丸で示すサンプリング位置における評価値Ｃに基づいて、曲線近似を行って求めた曲線を示している。
【００７０】
ところで、被写体動き状態にある場合は、ＡＦ評価エリアの外側へ主被写体が出る傾向となる。このような場合は、主被写体自体の動きの影響も相まって、例えば、曲線ＣＬ２に示すように評価値Ｃの曲線が波打つこととなるとともに、曲線ＣＬ２のピークにおける評価値Ｃｍａｘも小さくなる傾向にある。なお、曲線ＣＬ２はあくまでも評価値Ｃの曲線が波打っている一例を示すイメージ図である。
【００７１】
なお、フルタイムＡＦ動作においては、上述したように、被写体に対して常に合焦状態となるように、迅速にＡＦ動作を繰り返して行うのが一般的である。そのため、ここでは、図９に示すように、前回の合焦位置ｘ１を中心に光軸方向について前後に撮影レンズ１１を駆動させつつ、サンプリング位置の間隔（以下、「サンプリングピッチ」とも称する）が６Ｆδとなるように設定されている。つまり、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出された場合は、カメラ制御部１００の制御の下で、サンプリングピッチが６Ｆδと長くなるように変更される。言い換えれば、カメラ制御部１００の制御の下で、パンニング・被写体動き状態検出部１３０による被写体動き状態の検出に基づいて、複数の画像を入力する撮影レンズ１１の位置どうしの間隔が拡大される方向に変更される。
【００７２】
その結果、ここでは、図９に示すように、画像取得部１５１が、合焦位置ｘ１および前後それぞれ２点ずつの合計５点において画像データを取得する。そして、その５点において取得される画像データについて評価値算出部１５２が評価値Ｃを算出し、その５点についての評価値Ｃを曲線近似することによって曲線ＣＬ３を算出する。そして、合焦位置決定部１５４が、曲線ＣＬ３が最大となるレンズ位置を次の合焦位置として決定する。なお、図９では、図示を簡単にするために、次の合焦位置が前回の合焦位置ｘ１と同様となっているものを例示している。
【００７３】
ここで、サンプリングピッチを６Ｆδと拡大するのは、次の合焦位置をより確実に決定するためである。具体的には、被写体動き状態にある場合は、図９に示す曲線ＣＬ２のように、評価値Ｃの山が乱れやすい傾向にある。よって、図８に示すようにサンプリングピッチを３Ｆδと短いままとすると、評価値Ｃの乱れの影響を大きく受け、５点における評価値Ｃに基づいた曲線近似によって求まる曲線の最大値が実際の合焦位置からずれる傾向となる。つまり、主被写体に対する適正な合焦位置から撮影レンズ１１がずれ易くなる。また、この場合には、評価値Ｃの乱れの影響で、５点における評価値Ｃの間における変化量も小さくなる傾向があり、曲線近似によって求まる曲線の最大値が求め難くなったり、適正な合焦位置からずれる傾向が大きくなり易い。
【００７４】
そこで、ここでは、例えば、図９に示すように、前回の合焦位置を中心として光軸方向について前後にサンプリングピッチが６Ｆδとなるように、前回の合焦位置および前後それぞれ２点ずつの合計５点において画像取得部１５１が画像データを取得するようにしている。このように、サンプリングピッチを３Ｆδから６Ｆδへと長くすることによって、評価値Ｃの乱れの影響を相対的に小さくすることができるとともに、５点のサンプリング位置において取得される画像データについての５つの評価値Ｃの間の変化量もより大きくすることができる。その結果、５点のサンプリング位置における評価値Ｃに基づいた曲線近似によって求まる曲線ＣＬ３の最大値が、適正な合焦位置に近い値となる。すなわち、主被写体に対して適正に合焦した状態に近づけることができる。
【００７５】
なお、このとき、このときの撮影レンズ１１の駆動幅は、図９に示すように、前回の合焦位置ｘ１から光軸方向に対して前後にそれぞれ１２Ｆδとなる。よって、この場合は、撮影レンズ１１の駆動幅が、被写界深度ライブビュー換算値ＥＬ＝８Ｆδの範囲から若干はみ出る。その結果、液晶表示部１６に表示されるライブビュー画像が若干ぼけて見えることとなる。しかしながら、上述したように、サンプリングピッチを長くすることによって、迅速かつ、より確実に合焦位置を決定することができるため、被写体に対する合焦状態を確実に実現することができる。
【００７６】
また、上述したように前回の合焦位置を中心として光軸方向について前後にサンプリングピッチが６Ｆδとなるように、前回の合焦位置および前後それぞれ２点ずつの合計５点において画像取得部１５１が画像データを取得し、次の合焦位置を決定するＡＦ動作を、以下、「サンプリングピッチの長いＡＦ動作」とも称することとする。
【００７７】
＜(3)パンニング状態が検出され続ける場合＞
パンニング・被写体動き状態検出部１３０によってパンニング状態が検出された場合には、パンニング状態が検出されなくなるまで、パンニング／被写体動き状態の検出動作を行う。このとき、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によってパンニング状態が検出され続ける場合、画像取得部１５１は、ＡＦ評価エリアＡＥ１から画像データを取得しない。つまり、パンニング状態が検出された場合は、カメラ制御部１００によって、画像取得部１５１による複数の画像データの取得と、評価値算出部１５２による複数の評価値の算出と、合焦位置決定部１５４による撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、駆動制御部１５３による撮影レンズ１１の合焦位置への駆動とを含む一連の動作が禁止される。
【００７８】
ここで、パンニング状態が検出された場合とは、撮像装置１の撮影レンズ１１の光軸方向が大きく変化している場合である。よって、そのような場合には、撮像装置１に対する被写体の相対的な位置が大きく変化するため、ＡＦ動作によって合焦位置を決定するのが非常に困難である。例えば、前回の合焦位置を中心にして光軸方向について所定の範囲内で前後に撮影レンズ１１を駆動させても、主被写体に対して合焦状態とならず、合焦状態を実現することができないＡＦ動作に対して無駄な電力が浪費されることとなる。さらに、主被写体に対して合焦状態とならないままで、無駄に撮影レンズ１１が光軸方向に対して前後に駆動すると、ぼけの具合が異なるライブビュー画像が刻々と変化しながら液晶表示部１６に表示されることとなる。このような場合は、ライブビュー画像を見ているユーザーに対して不快感を与えることとなる。
【００７９】
なお、撮像装置の設定によっては、前回の合焦位置を中心として光軸方向について前後の一定範囲内で撮影レンズ１１を駆動させても、評価値Ｃの急峻なピークを見つけることができない場合は、撮影レンズ１１を駆動可能な範囲の端から端まで駆動させつつ画像データを取得して評価値Ｃの急峻なピークを探す動作（ローコンスキャン）が行われたりして、無駄な電力を浪費することにもなる。
【００８０】
そこで、撮像装置１では、液晶表示部１６に表示させるための画像に基づいて、撮影レンズ１１の光軸方向が所定量以上変化している状態の一つであるパンニング状態を検出した場合には、省電力とユーザーの操作感との双方の観点から、画像取得部１５１による複数の画像データの取得と、評価値算出部１５２による複数の評価値の算出と、合焦位置決定部１５４による撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、駆動制御部１５３による撮影レンズ１１の合焦位置への駆動とを含む一連の動作を禁止する。したがって、ぼけの具合が異なるライブビュー画像が刻々と変化しながら液晶表示部１６に表示されることもなく、ユーザーに不快感を与えることもない。その結果、撮像装置１の省電力化およびユーザーの操作感の向上を図ることができる。
【００８１】
なお、上述したように画像取得部１５１による複数の画像データの取得と、評価値算出部１５２による複数の評価値の算出と、合焦位置決定部１５４による撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、駆動制御部１５３による撮影レンズ１１の合焦位置への駆動とを含む一連の動作を禁止する場合であっても、ハンニング・被写体動き状態検出部１３０では、Ａ／Ｄ変換器４０からの画像データの入力が行われ、パンニング評価値と被写体動き状態評価値とを算出し、被写体動き状態およびパンニング状態を検出するための動作を行う。
【００８２】
フルタイムＡＦモードにおける撮像装置１の動作については、以下において詳述する。
【００８３】
＜撮像装置のフルタイムＡＦ動作について＞
図１０は、フルタイムＡＦ動作の動作フローの一例を示すフローチャートである。なお、フルタイムＡＦ動作の動作フローはカメラ制御部１００の制御の下で、カメラ制御部１００、パンニング・被写体動き状態検出部１３０、および光学系制御部１５０が協働しつつ実現される。
【００８４】
まず、撮影待機状態において、ユーザーが撮影モード切替ボタン１４を操作することで、「フルタイムＡＦモード」に設定されると、フルタイムＡＦ動作が開始し、図１０に示すステップＳ１に進む。
【００８５】
ステップＳ１では、シャッターボタン８の半押し状態であるＳ１状態の割り込みを許可する設定を行い、ステップＳ２に進む。具体的には、図１０に示す動作フロー中に、ユーザーがシャッターボタン８を半押ししてＳ１状態となった場合には、その時点で、図１０に示す動作フローを中断して、撮影レンズ１１の位置を固定させるような設定とする。
【００８６】
このように、ユーザーによってシャッターボタン８を押下されることによる撮影動作の開始の指示に基づいて、カメラ制御部１００が撮影レンズ１１の駆動を禁止する。言い換えれば、ユーザーによる撮影動作の開始の指示前において、画像取得部１５１による複数の画像データの取得と、評価値算出部１５２による複数の評価値の算出と、合焦位置決定部１５４による撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、駆動制御部１５３による撮影レンズ１１の合焦位置への駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させ、かつ、撮影動作の開始の指示に応答して上記一連の動作を停止させるように、カメラ制御部１００が制御する。その結果、ユーザーによる撮影動作の開始の指示が行われた時点において、撮影レンズ１１の位置が固定されるため、ユーザーの意図に従った撮影を実現することができる。
【００８７】
ステップＳ２では、通常ＡＦ動作と同様なワンショットＡＦ動作が行われ、ステップＳ３に進む。ここでは、シャッターボタン８の操作が行われることなく、通常ＡＦ動作と同様な動作が行われ、撮影レンズ１１が主被写体に対して合焦状態となる合焦位置へ駆動する。
【００８８】
ステップＳ３では、パンニング状態および被写体動き状態を検出し、ステップＳ４に進む。ここでは、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって、パンニング状態にあるか否か、および被写体動き状態にあるか否かを検出する。
【００８９】
ステップＳ４では、ステップＳ３において、パンニング状態、または被写体動き状態を検出したか否かを判別する。ここでは、ステップＳ３において、パンニング状態、および被写体動き状態のうち少なくとも一方を検出していれば、ステップＳ５に進み、ステップＳ３において、パンニング状態、および被写体動き状態のいずれも検出していなければ、ステップＳ３に戻る。つまり、パンニング状態、および被写体動き状態のうち少なくとも一方を検出するまで、ステップＳ３およびステップＳ４の処理が繰り返し行われる。
【００９０】
ステップＳ５では、ステップＳ３においてパンニング状態を検出したか否かを判別する。ここでは、ステップＳ３においてパンニング状態を検出していればステップＳ６に進み、ステップＳ３においてパンニング状態を検出していなければステップＳ１０に進む。なお、ここでステップＳ３においてパンニング状態を検出していない場合とは、被写体動き状態を検出している場合にあたる。
【００９１】
ステップＳ６では、ステップＳ３と同様に、再度、パンニング状態および被写体動き状態を検出し、ステップＳ７に進む。
【００９２】
ステップＳ７では、ステップＳ６においてパンニング状態を検出したか否かを判別する。ここでは、ステップＳ６においてパンニング状態を検出していればステップＳ６に戻り、ステップＳ６においてパンニング状態を検出していなければステップＳ８に進む。つまり、パンニング状態が終了するまで、ステップＳ６およびステップＳ７の処理が繰り返し行われる。
【００９３】
ステップＳ８では、ステップＳ６において被写体動き状態を検出したか否かを判別する。ここでは、ステップＳ６において被写体動き状態を検出していればステップＳ１０に進み、ステップＳ６において被写体動き状態を検出していなければステップＳ９に進む。
【００９４】
ステップＳ９では、サンプリングピッチの短いＡＦ動作を実施し、ステップＳ３に戻る。サンプリングピッチの短いＡＦ動作については、既に説明したため、ここでは説明を省略する。
【００９５】
ステップＳ１０では、ＡＦ評価エリアを拡大しステップＳ１１に進む。ここでは、図５または図６に示すように、ＡＦ評価エリアＡＥ１を地面に対して垂直方向に２倍となるようなＡＦ評価エリアＡＥ２，ＡＥ３に拡大する。
【００９６】
ステップＳ１１では、サンプリングピッチの長いＡＦ動作を行い、ステップＳ１２に進む。サンプリングピッチの長いＡＦ動作については、既に説明したため、ここでは説明を省略する。
【００９７】
ステップＳ１２では、ステップＳ３およびステップＳ６と同様に、パンニング状態および被写体動き状態を検出し、ステップＳ１３に進む。
【００９８】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２においてパンニング状態を検出したか否かを判別する。ここでは、ステップＳ１２においてパンニング状態を検出していれば、ステップＳ１５に進み、ステップＳ１２においてパンニング状態を検出していなければ、ステップＳ１４に進む。
【００９９】
ステップＳ１４では、ステップＳ１２において被写体動き状態を検出したか否かを判別する。ここでは、ステップＳ１２において被写体動き状態を検出していれば、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１２において被写体動き状態を検出していなければ、ステップＳ１５に進む。
【０１００】
ステップＳ１５では、ステップＳ１０において拡大したＡＦ評価エリアを元に戻し、ステップＳ３に戻る。ここでは、図５または図６に示すように、ＡＦ評価エリアＡＥ２，ＡＥ３から元のＡＦ評価エリアＡＥ１の大きさに戻す。
【０１０１】
その後、フルタイムＡＦモードの設定が解除されるか、またはシャッターボタン８が操作されてＳ１状態とされるまで、ステップＳ３からステップＳ１５までの処理が繰り返し行われる。
【０１０２】
以上のように、本発明の実施形態に係る撮像装置１では、フルタイムＡＦモードが設定され、フルタイムＡＦ動作が実施されているときに、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態が検出された場合は、ＡＦ評価エリアを拡大させる。そして、取得された複数の画像データについての撮影レンズ１１の合焦状態に関する評価値Ｃの算出と、複数の評価値Ｃに基づく撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、決定された合焦位置への撮影レンズ１１の駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させる。その結果、手ぶれや被写体の動きなどに対応して、被写体に対して適正に合焦し続けるフルタイムＡＦ機能を有する操作性の良い撮像装置を提供することができる。
【０１０３】
また、フルタイムＡＦモードが設定され、フルタイムＡＦ動作が実施されているときに、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態が検出された場合は、サンプリングピッチを３Ｆδから６Ｆδに拡大させる。その結果、速く動く被写体などに対応して、被写体に対して適正に合焦し続けるフルタイムＡＦ機能を有する操作性の良い撮像装置を提供することができる。
【０１０４】
さらに、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によってパンニング状態の検出後にパンニング状態および被写体動き状態のいずれも検出されなくなった場合は、サンプリングピッチが３Ｆδであるサンプリングピッチの短いＡＦ動作を行い、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出される場合は、サンプリングピッチの長いＡＦ動作を行う。したがって、被写体の動きが小さな時には、合焦位置のずれが生じにくいため、サンプリングピッチを短くすることで、合焦状態を実現する精度を確保するとともに、液晶表示部１６に表示されるライブビュー画像がぼけないようにすることができる。一方、被写体の動きが大きな時には、適正な合焦位置からのずれが生じ易くなったり、合焦位置を見つけ難くなったりする。そこで、液晶表示部１６に表示されるライブビュー画像が若干ぼけることとなるが、サンプリングピッチを長くすることで、迅速かつ、より確実に合焦位置を決定することができる。つまり、主被写体に対する合焦状態を確実に実現することができる。
【０１０５】
＜変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１０６】
◎例えば、上述した実施形態では、フルタイムＡＦモードが設定され、フルタイムＡＦ動作が実施されているときに、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態のみが検出された場合は、サンプリングピッチを３Ｆδから６Ｆδに拡大させたが、これに限られるものではなく、例えば、サンプリングピッチを３Ｆδのままで、撮影レンズ１１の駆動幅を広げてサンプリング位置を増加させるようなものも考えられる。
【０１０７】
図１１は、サンプリングピッチを３Ｆδのままで、撮影レンズ１１の駆動幅を光軸方向について前後にそれぞれ１２Ｆδとした場合に得られる評価値Ｃと撮影レンズ１１の位置との関係を表す曲線ＣＬ５を示す模式図である。図１１では、一例として、フルタイムＡＦ動作の初期におけるワンショットＡＦ動作によって求められた合焦位置ｘ１を中心として撮影レンズ１１を光軸方向について前後に駆動させるものを示している。また、図１１に示す白丸は、図９と同様に、合焦位置決定部１５４によって前回の合焦位置を決定した後から次の合焦位置を決定するまでの画像取得部１５１によるサンプリング位置を示すとともに、画像取得部１５１によって取得された画像データに基づいて評価値算出部１５２が算出する評価値Ｃを示している。なお、曲線ＣＬ５は、白丸で示すサンプリング位置における評価値Ｃに基づいて、曲線近似して求めた曲線を示している。
【０１０８】
被写体動き状態が検出された場合は、図９に示す曲線ＣＬ２のように、評価値Ｃの山が乱れやすい傾向にある。そこで、例えば、図１１に示すように、合焦位置ｘ１を中心として光軸方向について前後にサンプリングピッチが３Ｆδとなるように、合焦位置ｘ１および前後４点ずつの合計９点において画像取得部１５１が画像データを取得する。このように、サンプリングピッチを３Ｆδのままで拡大させず、撮影レンズ１１の駆動幅を広げてサンプリング位置を９点に増加させることによって、評価値Ｃの乱れの影響を相対的に小さくすることができる。また、９点のサンプリング位置どうしの間では評価値Ｃが大きく相違するため、大きく異なる評価値Ｃを得ることもできる。
【０１０９】
一方、この場合は、サンプリングピッチの長いＡＦ動作と比較して、撮影レンズ１１の同じ駆動範囲内におけるサンプリング位置が増加する。このため、次の合焦位置の決定までに要する画像データの取得、および次の合焦位置の決定までに要するデータ処理の時間に長時間を要する。しかしながら、サンプリングピッチを３Ｆδと短くすることによって、サンプリングピッチの長いＡＦ動作と比較して、評価値Ｃに基づいた曲線近似によって求まる曲線ＣＬ５の最大値が適正な合焦位置により近い値となる傾向にある。つまり、主被写体に対して適正な合焦状態に近づけることができる。
【０１１０】
言い換えれば、ここでは、フルタイムＡＦモードが設定され、フルタイムＡＦ動作が実施されているときに、カメラ制御部１００の制御の下で、パンニング・被写体動き状態検出部１３０による被写体動き状態のみの検出に基づいて、合焦位置決定部１５４による撮影レンズ１１の合焦位置の決定時に用いられる複数の画像の数を、５つから９つに増加させるように変更する。そして、複数の画像に設けられるＡＦ評価エリアについて撮影レンズ１１の合焦状態に関する評価値Ｃの算出と、複数の評価値Ｃに基づく撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、決定された合焦位置への撮影レンズ１１の駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させる。その結果、手ぶれや被写体の動きなどに対応して、より精度良く被写体に対して適正に合焦し続けるフルタイムＡＦ機能を有する操作性の良い撮像装置を提供することができる。
【０１１１】
◎また、上述した実施形態では、フルタイムＡＦ動作は、シャッターボタン８が半押しされてＳ１状態となる前に、撮影レンズ１１を光軸方向について前後に駆動させつつ、取得される複数の画像についての評価値Ｃの算出と、複数の評価値Ｃに基づく撮影レンズ１１の合焦位置の決定と、決定された合焦位置への撮影レンズ１１の駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させたが、これに限られるものではなく、シャッターボタン８が全押しされてＳ２状態となる前まで同様な一連の動作を繰り返し実行するようなものであっても良い。また、シャッターボタン８が半押しされてＳ１状態となった後に、同様な一連の動作を繰り返し実行するようなものであっても良い。
【０１１２】
◎また、上述した実施形態では、フルタイムＡＦモードが設定され、フルタイムＡＦ動作が実施されているときに、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によって被写体動き状態が検出された場合は、ＡＦ評価エリアを地面に対して略垂直方向に拡大させたがこれに限られるものではなく、被写体が横長の自動車などである場合には、ＡＦ評価エリアを地面に対して略水平方向に拡大させるようなものであっても良い。
【０１１３】
◎また、上述した実施形態では、パンニング・被写体動き状態検出部１３０によるパンニング状態の検出に応じて、フルタイムＡＦ動作を変更したが、これに限られるものではなく、ユーザーによって撮像装置１の撮影レンズ１１の光軸方向が縦方向に大きく振られている状態（ティルティング状態）を検出するようにして、ティルティング状態の検出をパンニング状態の検出と同視して、ティルティング状態の検出に応じて、フルタイムＡＦ動作を変更するようにしても良い。
【０１１４】
◎また、上述した実施形態では、静止画像を撮影する前におけるフルタイムＡＦ動作について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、上述したフルタイムＡＦ動作を、動画の撮影時に連続的に行うようにすることもできる。
【０１１５】
◎また、上述した実施形態では、シャッターボタン８の押下によって、撮影動作の開始を指示したが、これに限られるものではなく、タイマなどを設定時刻に撮影動作の開始を指示するようなものであっても良い。
【０１１６】
◎上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
【０１１７】
（１）請求項１に記載の撮像装置であって、前記制御手段が、前記撮影指示手段による撮影動作の開始の指示に基づいて、前記駆動手段による前記撮影レンズの駆動を禁止することを特徴とする撮像装置。
【０１１８】
（１）の発明によれば、撮影動作の開始の指示に基づいて、撮影レンズの駆動を禁止するため、ユーザーの意図に従った撮影を実現することができる。
【０１１９】
（２）請求項１または（１）に記載の撮像装置であって、前記検出手段が、前記複数の画像に基づいて、前記撮影レンズの光軸方向が所定量以上変化している撮影方向変化状態を検出し、前記制御手段が、前記検出手段による前記撮影方向変化状態の検出に基づいて、前記一連の動作を禁止することを特徴とする撮像装置。
【０１２０】
（２）の発明によれば、複数の画像に基づいて、パンニング状態やティルティング状態など、撮影レンズの光軸方向が所定量以上変化している状態などを検出した場合には、取得される複数の画像についての撮影レンズの合焦状態に関する評価値の算出と、複数の評価値に基づく撮影レンズの合焦位置の決定と、決定された合焦位置への撮影レンズの駆動とを含む一連の動作を禁止するため、省電力化およびユーザーの操作感の向上を図ることができる。
【０１２１】
（３）請求項１、（１）および（２）のいずれかに記載の撮像装置であって、前記制御手段が、前記撮影指示手段による撮影動作の開始の指示前において、前記一連の動作を繰り返し実行させ、かつ前記撮影動作の開始の指示に応答して前記一連の動作の繰り返しを停止させるように制御することを特徴とする撮像装置。
【０１２２】
（３）の発明によれば、撮影動作の開始の指示前において、取得される複数の画像についての撮影レンズの合焦状態に関する評価値の算出と、複数の評価値に基づく撮影レンズの合焦位置の決定と、決定された合焦位置への撮影レンズの駆動とを含む一連の動作を繰り返し実行させ、かつ撮影動作の開始の指示に応答して上記一連の動作の繰り返しを停止させるように制御するため、ユーザーの意図に従った撮影を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置１を示す斜視図である。
【図２】撮像装置１の背面図である。
【図３】撮像装置１の内部構成を示すブロック図である。
【図４】パンニング状態と被写体動き状態の検出について説明するための図である。
【図５】ＡＦ評価エリアを例示する図である。
【図６】ＡＦ評価エリアを例示する図である。
【図７】評価値と撮影レンズの位置との関係を表す曲線を示す模式図である。
【図８】評価値と撮影レンズの位置との関係を表す曲線を示す模式図である。
【図９】評価値と撮影レンズの位置との関係を表す曲線を示す模式図である。
【図１０】フルタイムＡＦ動作の動作フローを示すフローチャートである。
【図１１】評価値と撮影レンズの位置との関係を表す曲線を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１  撮像装置
８  シャッターボタン（撮影指示手段）
１６  液晶表示部（表示手段）
１００  カメラ制御部（制御手段）
１１０  レンズ駆動部（駆動手段）
１２０  縦横検出部（垂直方向検出手段、撮影状態検知手段）
１３０  パンニング・被写体動き状態検出部（検出手段）
１５２  評価値算出部（算出手段）
１５４  合焦決定部（決定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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