(57)【要約】      （修正有）【課題】主被写体の移動速度が不規則に変化する場合においても、移動速度を高精度に検出することによって、主被写体の移動位置を予測することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子１２２の出力信号から被写体を検出し、被写体から焦点検出領域である第１の領域と第２の領域と第３の領域を検出する魚検出部１３０と、被写体の第１の領域と第２の領域の焦点検出を行う焦点検出部１２８と、第２の領域の焦点検出結果に基づいて焦点調節を行う焦点調節部１２９と、第１と第２と第３の領域の焦点検出結果に基づいて被写体の移動速度を検出する速度検出部１３１と、速度検出部による移動速度に基づいて被写体の位置を予測する移動位置予測部１３２と、移動位置予測部により予測した被写体の位置に焦点検出領域を変更する焦点検出枠変更部１３３とを有する。【選択図】図１
2018107547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点調節可能な光学系を含む撮影光学系と、
前記撮影光学系の第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１焦点検出画素と、前記第１瞳部分領域と異なる前記撮影光学系の第２瞳部分領域を通過する光束を受光する第２焦点検出画素とを複数配列し、前記撮影光学系により結像された像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号から被写体を検出し、該被写体から焦点検出領域である第１の領域と第２の領域と第３の領域を検出する被写体領域検出手段と、
前記被写体の第１の領域と第２の領域の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記第２の領域の焦点検出結果に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記第１と第２と第３の領域の焦点検出結果に基づいて前記被写体の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段による移動速度に基づいて前記被写体の位置を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測した前記被写体の位置に焦点検出領域を変更する焦点検出領域変更手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記速度検出手段は、前記第２の領域の焦点検出結果と第３の領域の焦点検出結果に基づいて、前記第１の領域の焦点検出結果の振動数を算出し、
前記第１の領域の焦点検出結果の振動数と前記被写体領域検出手段により検出された領域から推定した被写体体長との積に基づいて、前記被写体の移動速度を検出することを特徴とする、
請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子で取得された画像信号を用いて焦点調節を行うデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話、などに搭載される撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、数多くのデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置には、どの様な状態の被写体でも高精細な撮像画像を得るために自動焦点調節（以下、ＡＦ）機能が搭載されている。特に、魚等を撮影する水中写真などどれだけずれているかを示主被写体が動体である場合に、該被写体を高速で判定してＡＦを行うことで、動体である被写体に合焦した画像を撮影することが可能である。
【０００３】
例えば、特許文献１では、動体である主被写体の移動速度を検出する検出手段と、検出された移動速度に基づいて移動位置を予測する予測手段をもつことで、該被写体に合焦した画像を撮影する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９１２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、動体である主被写体の移動速度が不規則に変化する場合に、移動位置の予測を間違えてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、動体である主被写体の移動速度が不規則に変化する場合においても、移動速度を高精度に検出し、主被写体の移動位置が予測可能な撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
焦点調節可能な光学系を含む撮影光学系と、
前記撮影光学系の第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１焦点検出画素と、前記第１瞳部分領域と異なる前記撮影光学系の第２瞳部分領域を通過する光束を受光する第２焦点検出画素とを複数配列し、前記撮影光学系により結像された像を光電変換する撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号から被写体を検出し、該被写体から焦点検出領域である第１の領域と第２の領域と第３の領域を検出する被写体領域検出手段と、
前記被写体の第１の領域と第２の領域の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記第２の領域の焦点検出結果に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記第１と第２と第３の領域の焦点検出結果に基づいて前記被写体の移動速度を検出する速度検出手段と、
前記速度検出手段による移動速度に基づいて前記被写体の位置を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測した前記被写体の位置に焦点検出領域を変更する焦点検出領域変更手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、動体である主被写体の移動速度が不規則に変化する場合においても、移動速度を高精度に検出することで、主被写体の移動位置が予測可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係わる撮像装置のブロック図。
【図２】一実施形態の撮像装置における魚撮影処理のフローチャート。
【図３】一実施形態の撮像装置における第１の焦点検出処理のフローチャート。
【図４】一実施形態の撮像装置における第２の焦点検出処理のフローチャート。
【図５】一実施形態の撮像装置における第３の焦点検出処理のフローチャート。
【図６】一実施形態の撮像装置が撮像する被写体の一例を示す図。
【図７】一実施形態の撮像装置が撮像する撮像画像の一例を示す図。
【図８】一実施形態の撮像装置が撮像する被写体像のデフォーカス量の一例を示す図。
【図９】一実施形態の撮像装置の尾鰭部分と尾鰭部分振動中心のデフォーカス量差分値の時間変化の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図１〜図９を参照して詳細に説明する。本実施形態では、本発明の実施形態に係わる撮像装置を用いて動体である主被写体を撮影する際に、該被写体の移動速度が不規則に変化においても、移動速度を高精度に検出し、高精度な移動位置の予測する例を述べる。本実施形態では、動体である主被写体とは魚を指すものとし、不規則な速度で水槽の中を泳いでいるシーンを撮影するものとする。
【００１１】
＜撮像装置の全体概略構成＞
図１は、本実施形態に係わる焦点調節装置を適用した撮像装置としてのデジタルカメラのブロック図である。本実施形態のデジタルカメラは交換レンズ式一眼レフカメラであり、レンズユニット１００とカメラ本体１２０とを有する。レンズユニット１００は図中央の点線で示されるマウントＭを介して、カメラ本体１２０と着脱可能に接続される。
【００１２】
レンズユニット１００は、第１レンズ群１０１、絞り兼用シャッタ１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ群（以下、単に「フォーカスレンズ」と称することにする）１０４、及び、後述するレンズユニット１００の制御部を有する。請求項に記載の撮影光学系はレンズユニット１００を指し、レンズユニット１００はフォーカスレンズ１０４を含む。また、レンズユニット１００は被写体の像を形成する。第１レンズ群１０１は、レンズユニット１００の先端に配置され、光軸方向ＯＡに進退可能に保持される。以下において、光軸方向ＯＡをＺ方向と称することにし、被写体側から撮像装置を見る方向を正方向とする。
【００１３】
絞り兼用シャッタ１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う他、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとして機能する。絞り兼用シャッタ１０２及び第２レンズ群１０３は一体として光軸方向ＯＡに進退可能であり、第１レンズ群１０１の進退動作との連動によりズーム機能を実現する。
【００１４】
フォーカスレンズ１０４は、光軸方向の進退移動により焦点調節を行う。ここで、本実施形態においてフォーカスレンズ１０４が移動し得る最大範囲の両端のうち、無限側のフォーカスレンズ１０４の位置を無限端、至近側のフォーカスレンズ１０４の位置を至近端と称することにする。レンズユニット１００の制御部は、ズームアクチュエータ１１１、絞りシャッタアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動部１１４、絞りシャッタ駆動部１１５、フォーカス駆動部１１６、レンズＭＰＵ１１７、レンズメモリ１１８を有する。
【００１５】
ズームアクチュエータ１１１は、第１レンズ群１０１や第３レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに進退駆動し、ズーム操作を行なう。絞りシャッタアクチュエータ１１２は、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行なう。フォーカスアクチュエータ１１３は、フォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに進退駆動して焦点調節を行い、フォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する位置検出部としての機能が備わっている。
【００１６】
ズーム駆動部１１４は、撮影者のズーム操作またはレンズＭＰＵの指示値に応じて、ズームアクチュエータ１１１を駆動する。絞りシャッタ駆動部１１５は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。フォーカス駆動部１１６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１３を駆動制御し、フォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに進退駆動して焦点調節を行う。
【００１７】
レンズＭＰＵ１１７は、撮影光学系に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動部１１４、シャッタ駆動部１１５、フォーカス駆動部１１６、レンズメモリ１１８を制御する。また、レンズＭＰＵ１１７は、現在のレンズ位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。レンズメモリ１１８は、自動焦点調節に必要な様々な光学情報を記憶する。
【００１８】
具体的には、レンズメモリ１１８は例えば、フォーカスレンズ１０４の現在位置と、後述のデフォーカス量の対応関係を記憶する。レンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５から、後述のデフォーカス量を所定量だけ変更するように要求された場合、レンズメモリ１１８に記憶された前記対応関係を参照する。これにより所定のデフォーカス量に対応する距離だけフォーカスレンズ１０４を駆動するよう、フォーカスアクチュエータ１１３を制御することが可能である。
【００１９】
カメラ本体１２０は、光学的ローパスフィルタ１２１、撮像素子１２２、後述するカメラ本体１２０の制御部を有する。光学的ローパスフィルタ１２１は、撮像画像の偽色やモアレを軽減する。撮像素子１２２は、請求項に記載の撮像素子を指し、Ｃ−ＭＯＳセンサとその周辺部で構成され、Ｃ−ＭＯＳセンサは横方向（以下、Ｘ方向）にｍ画素、縦方向（以下、Ｙ方向）にｎ画素の受光ピクセル上に１つの光電変換素子が配置された画素配列を有する。
【００２０】
ここでＸ方向とは、撮像素子１２２の長辺が地面に平行となるように撮像装置を構えたとき、前述のＺ方向に直交する方向をいう。Ｙ方向とは、Ｘ方向に直行し且つＺ方向に直行する方向である。また本実施形態では、特開２０１３−１８６２０１の号公報の図２のように、撮像素子１２２のすべての画素の光電変換部はＸ方向に２分割され、分割された各々の領域の光電変換信号は独立して読み出しできる構成となっている。
【００２１】
２分割された画素とは、具体的には、撮影光学系の第１瞳部分領域を通過する光束を受光する第１焦点検出画素と、第１瞳部分領域と異なる第２瞳部分領域を通過する光束を受光する第２焦点検出画素である。そして、独立して読み出しされた画素信号は、後述する方法で位相差式焦点検出に用いられる。
【００２２】
カメラ本体１２０の制御部は、撮像素子駆動部１２３、画像処理部１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示部１２６、操作スイッチ群１２７、焦点検出部１２８、焦点調節部１２９、魚検出部１３０、速度検出部１３１、移動位置予測部１３２、焦点検出枠変更部１３３、メモリ１３４を有する。撮像素子駆動部１２３は、撮像素子１２２の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄｓ変換してカメラＭＰＵ１２５に送信する。画像処理部１２４は、撮像素子１２２が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮、パターンマッチングなどを行う。
【００２３】
カメラＭＰＵ（プロセッサ）１２５は、カメラ本体１２０に係る全ての演算、制御を行う。これにより、撮像素子駆動部１２３、画像処理部１２４、表示器１２６、操作ＳＷ１２７、焦点検出部１２８、焦点調節部１２９、魚検出部１３０、速度検出部１３１、移動位置予測部１３２、焦点検出枠変更部１３３、メモリ１３４を制御する。カメラＭＰＵ１２５はマウントＭの信号線を介してレンズＭＰＵ１１７と接続されている。これにより、レンズＭＰＵ１１７に対して、レンズ位置を取得したり、所定の駆動量でのズーム駆動や絞りシャッタ駆動やレンズ駆動の要求を発行したり、レンズユニット１００に固有の光学情報を取得したりする。
【００２４】
カメラＭＰＵ１２５には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂ、諸パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。更に、カメラＭＰＵ１２５は、ＲＯＭ１２５ａに格納したプログラムをロードして実行することで焦点検出処理を実行する。焦点検出処理の詳細は後述する。表示器１２６はＬＣＤｓなどから構成され、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。
【００２５】
操作スイッチ群１２７は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。また、レリーズスイッチは撮影動作に先立って行われるＡＥ処理、ＡＦ動作を開始させる指示信号を発生する第１ストローク（以下ＳＷ１）と、実際の露光動作を開始させる指示信号を発生する第２ストローク（以下ＳＷ２）との二段スイッチにより構成される。
【００２６】
表示機１２６にタッチパネル機能を付与し、操作スイッチ群１２７を用いて行う操作を表示機１２６で行ってもよい。例えば、表示機１２６をタッチすることによって、ＳＷ１を開始してもよい。メモリ１３４は、本実施形態においては着脱可能なフラッシュメモリであるとし、撮影済み画像を記録する。焦点検出手段としての焦点検出部１２８は、撮像素子１２２の画素信号を用いて位相差式焦点検出処理を行う。位相差式焦点検出の原理は、特開２０１３−１８６２０１の号公報の図２、図１３〜図１４などにおいて説明されているものと同様である 。
【００２７】
ここで、位相差式焦点検出を行なう場合の画素信号について説明する。本実施形態では、特開２０１３−１８６２０１の号公報の図２のマイクロレンズ２１１ｉと、分割された光電変換部２１１ａ及び２１１ｂで、撮影光学系の射出光束を瞳分割する。そして、同一行上に配置された所定範囲内の複数の画素２１１において、光電変換部２１１ａの出力をつなぎ合わせて編成したものをＡＦ用Ａ像（焦点検出用信号列）、同じく光電変換部２１１ｂの出力をつなぎ合わせて編成したものをＡＦ用Ｂ像（焦点検出用信号列）とする。
【００２８】
このように生成したＡＦ用Ａ像とＢ像の相対的な像ずれ量を相関演算により検出することで、位相差方式により所定領域の焦点ずれ量、すなわちデフォーカス量を検出することができる。この所定領域の設定方法について、詳細は後述する。また、請求項に記載の焦点検出値とは、デフォーカス量を指す。ただし、焦点検出部１２８が行う位相差式焦点検出は、上記のような方法に限らない。例えば、特開２００９−００３１２２号公報の図６〜図８、図１６などにおいて説明されているものと同様な位相差式焦点検出方法でもよい。
【００２９】
焦点調節手段としての焦点調節部１２９は、前記焦点検出処理によって得られたデフォーカス量をもとに、レンズＭＰＵ１１７に対して所定のデフォーカス量を変更するように要求する、焦点調節処理を行う。焦点調節処理を行うことで、所望の領域にピントを合わせることが可能である。この所定のデフォーカス量の設定方法について、詳細は後述する。
【００３０】
被写体領域検出手段としての魚検出部１３０は、画像処理部１２４にて得られた画像情報に対して信号処理を行い、魚検出処理を行う。魚検出処理について詳細は後述する。速度検出手段としての速度検出部１３１は、前記焦点検出部１２８が行う焦点検出処理によって得られた魚のデフォーカス量をもとに、魚の移動速度を検出する、速度検出処理を行う。速度検出処理について詳細は後述する。
【００３１】
予測手段としての移動位置予測部１３２は、前記速度検出部１３１が検出した魚の移動速度をもとに、魚の移動位置を予測する移動位置予測処理を行う。移動位置予測処理について詳細は後述する。焦点検出領域変更手段としての焦点検出枠変更部１３３は、前記移動位置予測部１３２が予測した魚の移動位置に、焦点検出枠を再設定する処理を行う。速度検出処理について詳細は後述する。
【００３２】
＜焦点調節処理＞
図２は、本実施形態に係わる撮像装置の焦点調節処理のフローチャートを示す。この動作に関する制御プログラムは、カメラＭＰＵ１２５によって実行される。なお、図２において、「Ｓ」はステップの略である。
【００３３】
本実施形態においては、前提として撮像装置は固定されているものとする。焦点調節処理を開始すると（Ｓ２００）、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２０１において、撮像素子１２２への露光を行い、撮像画像をＲＡＭ１２５ｂに記憶する。本実施形態では常に最新フレームがＲＡＭ１２５ｂに記憶されるものとする。また前提として、本ステップは１フレームごとに実行されるものとする。フレームとはカメラＭＰＵ１２５が撮像素子１２２へ露光を行い撮像される撮像画像を指す。
【００３４】
最新のフレームは、Ｓ２０１または後述のＳ２１０において露光を繰り返すたび、更新され、表示部１２６に逐次表示される。最新のフレームの撮像時刻を、以下においてｔと称する。最新の１つ前フレームの撮像時刻をｔ−１、その１つ前フレームの撮像時刻をｔ−２、と称する。また、本実施形態では、フレームレートを60[fps]とする。ここでフレームレートでは、単位時間あたりに処理させるフレーム数（コマ数）である。通常、１秒あたりの数値で表し、fps（frames per second＝フレーム毎秒）という単位で表す。
【００３５】
また、１フレームあたりの時間はフレームレートの逆数であり、本実施形態ではΔｔと称し、単位は［ｓｅｃ］とする。本ステップを終えると、Ｓ２０２へ進む。
【００３６】
次にカメラＭＰＵ１２５は、本撮像装置のユーザーによって魚が指定されたか否かを判定する（Ｓ２０２）。ユーザーによる魚の指定方法は、操作スイッチ群１２７を用いて指定してもよいし、表示機１２６にタッチパネル機能を付与してタッチすることで指定してもよい。魚を指定する目的は、画像内に複数の魚が写っている場合に、後述の魚検出処理において検出したい魚を間違えないようにするためである。本ステップにおいて指定された魚を、以下において指定魚と称する。魚が指定されない場合にはＳ２０１へすすみ（Ｓ２０２のＮｏ）、魚が指定された場合にはＳ２０３へとすすむ（Ｓ２０２のＹｅｓ）。
【００３７】
次に、カメラＭＰＵ１２５に含まれる焦点検出部１２８は、第１の焦点検出処理を行う（Ｓ２０３）。本ステップでは、指定魚に対して複数の焦点検出枠を設定し、各枠の焦点検出処理を行い、焦点検出結果をＲＡＭ１２５ｂに記憶する。第１の焦点検出処理について詳細は後述するが、本ステップで指定魚に対して設定する複数の焦点検出枠について、図６と図７を用いて説明する。
【００３８】
図６は、本発明の一実施形態の撮像装置が撮像する被写体の一例を示す図である。まずは、指定魚の例について、図６を用いて説明する。指定魚は、尾鰭部分Ｏｂと体部分Ｋに分けることができるものとし、体長Ｌを図６のように定義する。ただし、本実施形態では体長Ｌは体部分のみの長さと定義するが、図６に示すＬｏを足してＬ＋Ｌｏを体長としてもよい。また、以下において、体長Ｌとは、撮像素子１２２上に結像される指定魚のサイズではなく、指定魚の実サイズとする。
【００３９】
図７（ａ）は、本実施形態の撮像装置が撮像する撮像画像の一例を示す図である。図７（ａ）の７ａは撮像画像である。複数の焦点検出枠の設定は、被写体領域検出手段としての魚検出部１３０が行う。具体的には、被写体領域検出手段としての魚検出部１３０は指定魚に対して、第１の領域としての尾鰭部分焦点検出枠と、第２の領域としての体前部分焦点検出枠と、第３の領域としての体後部分焦点検出枠、を設定する。
【００４０】
尾鰭部分焦点検出枠とは例えば図７（ａ）に示すＯｂ７ａのような枠で、魚の尾鰭部分Ｏｂが含まれるように設定する。体前部分焦点検出枠とは例えば図７（ａ）に示すＫｍ７ａのような枠で、魚の体部分Ｋの前方部分が含まれるように設定する。体前部分焦点検出枠は、魚の目を含んでいるものとする。同様に、体後部分焦点検出枠とは例えば図７（ａ）に示すＫｕ７ａのような枠で、魚の体部分Ｋの後方部分が含まれるように設定する。
【００４１】
また、指定魚がＸ軸やＹ軸に対して傾いている場合の、各枠の設定例を、図７（ｂ）を用いて説明する。図７（ｂ）は、本発明の一実施形態の撮像装置の撮像画像の一例を示す図である。指定魚が傾いている場合には、尾鰭部分焦点検出枠は図７（ｂ）に示すＯ６ｂのように設定し、体前部分焦点検出枠は図７（ｂ）に示すＫｍ６ｂのように設定し、体後部分焦点検出枠は図７（ｂ）に示すＫｕ６ｂのように設定すればよい。
【００４２】
ただし、図７（ａ）（ｂ）に示すように、尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠、の各枠の中心座標は、１直線状に並ぶように設定する。なお、これらの枠は、大きさは尾鰭部分や体部分のサイズに応じて変えてもよい。本ステップの処理を終えると、Ｓ２０４にすすむ。
【００４３】
次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２０３において設定された魚検出フラグがＯＮか否かを判定する（Ｓ２０４）。魚検出フラグとは、撮像画像内に指定魚が撮像されているか否かを示すフラグで、撮像画像内に指定魚が含まれている場合はＯＮ、含まれていない場合はＯＦＦとなる。魚検出フラグがＯＦＦの場合にはＳ２０１へすすみ（Ｓ２０４のＮｏ）、魚検出フラグがＯＮの場合にはＳ２０５へとすすむ（Ｓ２０４のＹｅｓ）。
【００４４】
次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２０４において露光回数が、２回以上か否かを判定する（Ｓ２０５）。露光回数が２回未満の場合にはＳ２０１へすすみ（Ｓ２０５のＮｏ）、露光回数が２回以上の場合にはＳ２０６へとすすむ（Ｓ２０５のＹｅｓ）。
【００４５】
次にカメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２への露光を行い、撮像画像をＲＡＭ１２５ｂに記憶する（Ｓ２０６）。本実施形態では、常に最新フレームをＲＡＭ１２５ｂに記憶する。またカメラＭＰＵ１２５は、最新フレームを表示部１２６に表示する。また、前述のように、本ステップにおける撮像時刻、即ち、最新フレームが撮像された時刻をｔと称する。本ステップの処理を終えると、Ｓ２０７へすすむ。
【００４６】
次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる焦点検出部１２８は、第２の焦点検出処理を行う（Ｓ２０７）。詳細は後述するが簡単に内容を述べると、本ステップでは、最新フレームの露光が完了する前に、過去の情報から最新フレームの指定魚の位置を予測して体前部分焦点検出枠を設定し、そのデフォーカス量を算出する。算出したデフォーカス量は、ＲＡＭ１２５ｂに記憶する。本ステップを終えると、Ｓ２０８へすすむ。
【００４７】
次に次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２０７において設定された魚検出フラグがＯＮか否かを判定する（Ｓ２０８）。魚検出フラグがＯＮの場合にはＳ２０９へとすすむ（Ｓ２０８のＹｅｓ）。魚検出フラグがＯＦＦの場合には、魚検出ができない旨を表示部１２６に表示して（Ｓ２１６）、焦点調節処理を終了する（Ｓ２１７）。次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる焦点検出手段としての焦点調節部１２９は、Ｓ２０７で得られる焦点検出処理の演算結果、即ちデフォーカス量をもとに、焦点調節処理を行う（Ｓ２０９）。
【００４８】
本ステップでは、カメラＭＰＵ１２５は、最新フレームの指定魚の目の部分にピントが合うように調節を行う。即ち、Ｓ２０７で得られる体前部分焦点検出枠のデフォーカス量が０になるように、レンズＭＰＵ１１７に対して要求する。ただし、デフォーカス量が０になることは、ピントが合うことを表す。焦点調節処理を終えるとＳ２０７へと進む。
【００４９】
次にカメラＭＰＵ１２５は、ＳＷ２が押されたか否かを判定する（Ｓ２１０）。ＳＷ２が押されていない場合にはＳ２１１へすすみ（Ｓ２１０のＮｏ）、ＳＷ２が押された場合には、撮影処理を行ってから（Ｓ２１５）、魚撮影処理を終了する（Ｓ２１７）。次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる焦点検出部１２８は、第３の焦点検出処理を行う（Ｓ２１１）。詳細は後述するが、本ステップでは、最新フレームの尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠、それぞれの枠のデフォーカス量を算出し、ＲＡＭ１２５ｂに記憶する。
【００５０】
以下において、最新フレームの撮像時刻ｔにおける、尾鰭部分焦点検出枠のデフォーカス量をＺｏｂ（ｔ）、体前部分焦点検出枠のデフォーカス量をＺｋｍ（ｔ）、体後部分焦点検出のデフォーカス量をＺｋｕ（ｔ）と称する。本ステップを終えると、Ｓ２１２に進む。次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２１１において設定された魚検出フラグがＯＮか否かを判定する（Ｓ２１２）。魚検出フラグがＯＮの場合にはＳ２１３へとすすむ（Ｓ２１２のＹｅｓ）。魚検出フラグがＯＦＦの場合には、魚検出ができない旨を表示部１２６に表示して（Ｓ２１４）、焦点調節処理を終了する（Ｓ２１７）。
【００５１】
次にカメラＭＰＵ１２５は、時刻ｔにおける尾鰭振動中心のデフォーカス量Ｚｏｂｃ（ｔ）と、時刻ｔにおける尾鰭部分焦点検出枠のデフォーカス量Ｚｏｂ（ｔ）との、差分値を算出する（Ｓ２１３）。ただし、尾鰭振動中心のデフォーカス量Ｚｏｂｃ（ｔ）とは、指定魚が尾鰭部分をまっすぐ伸ばした場合の、尾鰭部分焦点検出枠のデフォーカス量であると定義し、算出方法は後述する。
【００５２】
本ステップで算出する差分値を以下において、デフォーカス量差分値Ｄｓ（ｔ）と称する。デフォーカス量差分値Ｄｓ（ｔ）は、尾鰭振動中心のデフォーカス量Ｚｏｂｃ（ｔ）から、尾鰭部分焦点検出枠のデフォーカス量Ｚｏｂ（ｔ）を差し引いた値と定義する。Ｄｓ（ｔ）が０である状態とは、時刻ｔにおいて、指定魚が尾鰭部分をまっすぐ伸ばている状態である。また、Ｄｓ（ｔ）が０以外の状態とは、指定魚が泳いでいる時に、尾鰭部分を揺らしている最中で、尾鰭部分をまっすぐ伸ばしていない状態である。Ｄｓ（ｔ）の利用方法は、Ｓ４０１にて後述する。
【００５３】
また、本ステップで算出されたＤｓ（ｔ）は、時刻ｔ以前の所定フレームぶん、ＲＡＭ１２５ｂに記憶される。本実施形態では、最新の１２０フレーム分の、ＤｓがＲＡＭ１２５ｂに記憶されているものとするが、フレーム数は増減してもよい。ＲＡＭ１２５ｂに記憶したこれらの情報は、後述する速度検出処理に用いられる。
【００５４】
ここで、時刻ｔにおける尾鰭振動中心のデフォーカス量Ｚｏｂｃ（ｔ）の算出方法を、図７（ｂ）と図８を用いて説明する。図７（ｂ）は、本実施形態の撮像装置が撮像する撮像画像の一例を示す図である。図７（ｂ）に示す６ｂは撮像画像である。以下において、Ｘ方向とＹ方向の各軸を、それぞれＸ軸、Ｙ軸と称し、撮像画像上の任意の点はＸ軸とＹ軸の座標で指定可能とする。本実施形態では、Ｘ軸とＹ軸の交わる原点を（０，０）と示し、（０，０）を図７（ｂ）のように設定する。
【００５５】
図８は、本実施形態の撮像装置が撮像する被写体像の、デフォーカス量の一例を示す図である。より具体的には図８は、図７（ｂ）に示す指定魚の像の各Ｘ座標とＹ座標に対応する、撮像素子１２２を基準としたＺ方向の焦点ずれ量、即ちデフォーカス量を示している。ただし、Ｘ軸とＹ軸が直行する平面は、撮像素子１２２平面とする。また、撮像素子１２２を基準にする、とは、撮像素子１２２平面上のデフォーカス量を０とすることを指す。また、Ｚ方向を示す軸を以下においてＺ軸と称し、時刻ｔにおける撮像素子１２２上の任意の点を（Ｘｎ（ｔ），Ｙｎ（ｔ））で表すものとする。更に、（Ｘｎ（ｔ），Ｙｎ（ｔ））のデフォーカス量は、Ｚ軸上の値で指定可能とする。
【００５６】
図８に示す３つのデフォーカス量、Ｚｋｍ、Ｚｋｕ、Ｚｏｂについて順に説明する。時刻ｔにおける指定魚の前部分（Ｘｋｍ（ｔ），Ｙｋｍ（ｔ））のデフォーカス量Ｚｋｍ（ｔ）は、０であるため、指定魚の前部分（Ｘｋｍ（ｔ），Ｙｋｍ（ｔ））は、撮像素子１２２の平面上に結像しピントが合っている状態であるとわかる。
【００５７】
時刻ｔにおける指定魚の後部分（Ｘｋｕ（ｔ），Ｙｋｕ（ｔ））のデフォーカス量Ｚｋｕ（ｔ）は、撮像素子１２２の平面上よりもＺ軸の正方向にずれた位置に結像しており、ピントが合っていない状態である。時刻ｔにおける指定魚の尾鰭部分８ｏｂ（Ｘｏｂ（ｔ），Ｙｏｂ（ｔ））のデフォーカス量Ｚｏｂ（ｔ）は、撮像素子１２２の平面上よりもＺ軸の正方向にずれた位置に結像しており、ピントが合っていない状態である。
【００５８】
続いて、図８の８ｏｂと８ｏｂｃについて説明する。時刻ｔにおいて尾鰭は、実際には図８尾鰭部分８ｏｂの位置にあるが、尾鰭をまっすぐに伸ばした状態を仮定した位置を、図８尾鰭部分８ｏｂｃとする。ただし、尾鰭部分８ｏｂｃと尾鰭部分８ｏｂのＸ座標とＹ座標は共通とする。尾鰭振動中心のデフォーカス量Ｚｏｂｃ（ｔ）の算出方法は問わないが、例えばＺｋｕ（ｔ）とＺｋｍ（ｔ）を用いた式(１)の関係を変形して、式(２)のように算出すればよい。
【００５９】
【数１】
2018107547.tif 000003
【００６０】
ただし、本実施形態ではＺが０近傍の時は被写体の実距離とデフォーカス量は比例すると仮定して上記式(２)のように算出したが、結像公式を用いて厳密にデフォーカス量を算出してもよい。本ステップを終えると、Ｓ２０６へと戻り、処理を繰り返す。
【００６１】
＜第１の焦点検出処理＞
図３は、本実施形態に係わる撮像装置の、第１の焦点検出処理のフローチャートを示す。この動作に関する制御プログラムは、カメラＭＰＵ１２５によって実行される。なお、図３において、「Ｓ」はステップの略である。また、第１の焦点検出処理とは、前述の画像処理部１２４が行ったパターンマッチング等の結果に基づいて設定した焦点検出枠において行う、焦点検出処理を指す。
【００６２】
次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる、被写体領域検出手段としての魚検出部１３０が、魚検出処理を行う（Ｓ３０１）。本ステップにおいて行う魚検出処理は、ユーザーが撮像画像に対して指定した位置近傍において、指定魚の尾鰭部分Ｏｂと体部分Ｋを検出する処理を指す。
【００６３】
魚検出処理とは例えば、撮像画像と、ＲＯＭ１２５ａに記憶させた尾鰭部分や体部分の画像とを比較してパターンマッチングを行うことにより動体を検出する処理を指す。なお、この動体検出処理方法はパターンマッチングに限る必要はなく、魚を検出することができるならば手法は問わない。被写体の色などの他の情報を用いてもよいし、撮像画像から抽出したエッジの中から、尾鰭部分に似た三角形の部分や、体部分に似た楕円の部分を検出してもよいし、これらの手法を併用してもよい。
【００６４】
また、本実施形態では前提として、焦点深度が浅く被写体がボケている状態でも、魚検出が可能である場合の説明を行う。撮像画像内に魚が含まれるにも関わらず被写体がボケすぎて魚検出処理ができない場合に備えて、本ステップが所定時間以上繰り返されたとき、絞り値の設定を変更するステップを加えてもよい。例えば、本ステップが所定時間以上繰り返された場合には魚検出処理中の絞り値は大きくして深度を深く設定するなど、魚が検出しやすい設定にしてもよい。本ステップにおいて魚検出処理が終わるとＳ３０２へ進む。
【００６５】
次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３０１において指定魚が検出されたか否かを判定する（Ｓ３０２）。指定魚が検出されない場合（Ｓ３０２のＮｏ）には、Ｓ３０６へすすみ魚検出フラグをＯＦＦにして（Ｓ３０６）、処理を終了する（Ｓ３０７）。指定魚が検出された場合（Ｓ３０２のＹｅｓ）にはＳ３０３へすすみ魚検出フラグをＯＮにして（Ｓ３０３）、Ｓ３０４へとすすむ。
【００６６】
次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる被写体領域検出手段としての魚検出部１３０は、焦点検出枠の設定を行う（Ｓ３０４）。本ステップでは具体的には、指定魚に対して、図２のＳ２０３にて前述したように尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠と、を設定する。このとき、前述のＳ３０１で検出された魚の尾鰭部分Ｏｂと魚の体部分Ｋの情報を用いて、各枠を設定する。本ステップにおいて焦点検出枠の設定を終えると、Ｓ３０２へ進む。
【００６７】
次に、カメラＭＰＵ１２５に含まれる焦点検出部１２８は、Ｓ３０１において設定した尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠のそれぞれに対して、焦点検出処理を行う（Ｓ３０２）。カメラＭＰＵ１２５は焦点検出処理の結果、前述のように尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠のデフォーカス量を算出し、ＲＡＭ１２５ｂに記憶する。本ステップにおいて焦点検出処理を終えると、第１の焦点検出処理を終える（Ｓ３０７）。
【００６８】
＜第２の焦点検出処理＞
図４は、本実施形態に係わる撮像装置の、第２の焦点検出処理のフローチャートを示す。この動作に関する制御プログラムは、カメラＭＰＵ１２５によって実行される。なお、図４において、「Ｓ」はステップの略である。また、第２の焦点検出処理とは、後述する移動位置予測処理に基づいて設定した焦点検出枠において行う、焦点検出処理を指す。また前提として、本フローチャートは１フレームごとに実行されるものとする。
【００６９】
更に、本フローチャートを実行する時点では、最新フレームの露光は時刻ｔの時点で開始しているが、最新フレームのデフォーカス量の演算は、終えていない前提とする。演算を終えているのは、時刻ｔ−１以前に露光されたフレームのデフォーカス量のみである前提とする。しかしながら後述のように、時刻ｔ−１以前のデフォーカス量をもとに時刻ｔの指定魚の位置予測をし、予測に基づいた焦点検出枠を最新フレームに対して設定することが可能であるため、焦点調節処理（図４のＳ４０８にて後述）が可能である。
【００７０】
画像処理により設定した焦点検出枠における焦点検出処理を開始すると（Ｓ４００）、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出結果、即ち最新フレームよりも前の各焦点検出枠のデフォーカス量が、過去２フレーム分以上記憶されているか否かを判定する（Ｓ４０１）。より具体的には、最新フレームより１つ前フレームのＺｏｂ（ｔ-1）、Ｚｋｍ（ｔ-1）、Ｚｋｕ（ｔ-1）と、最新フレームより２つ前フレームのＺｏｂ（ｔ-２）、Ｚｋｍ（ｔ-２）、Ｚｋｕ（ｔ-２）が記憶されているか否かを判定する。
【００７１】
各デフォーカス量が記憶されていない場合（Ｓ４０１のＮｏ）には、本ステップの処理を繰り返し（Ｓ４０１）、各デフォーカス量が記憶されている場合（Ｓ４０１のＹｅｓ）にはＳ４０２へすすむ。
【００７２】
次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｄｓの時間変化が開始から２回以上０クロスしたか否かを判定する（Ｓ４０１）。Ｄｓの時間変化が開始から２回以上０クロスする状態、とは、尾鰭部分の振動が、開始から半周期を超える状態、と言い換えることができるものとする。まず、尾鰭部分の振動が、開始から半周期を超える状態の定義について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態における前述のＤｓの時間変化の一例を示す図である。横軸を時刻[sec]とし、１点鎖線同士の間隔は、本実施形態においては前述のΔｔとする。図９に示すｔ０、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５はそれぞれΔｔ間隔の時刻を示している。
【００７３】
時刻ｔ０のとき、Ｄｓ（ｔ0）は正の値であり、これは、指定魚の尾鰭部分が、まっすぐ伸ばした状態よりもＺ方向の負の方向に揺れている状態である。時刻ｔ１のとき、Ｄｓ（ｔ1）は０であり、これは前述のとおり、指定魚の尾鰭部分が、まっすぐ伸ばした状態である。また、時刻ｔ０とｔ１の間で図９のグラフが０クロスする時刻をｔ０＿１とする。時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４のとき、Ｄｓ（ｔ２）、Ｄｓ（ｔ３）、Ｄｓ（ｔ４）は負の値であり、これは、指定魚の尾鰭部分が、まっすぐ伸ばした状態よりもＺ方向の正の方向に揺れている状態である。
【００７４】
時刻ｔ５のとき、Ｄｓ（ｔ５）は正の値であり、これは、指定魚の尾鰭部分が、まっすぐ伸ばした状態よりもＺ方向の負の方向に揺れている状態である。また、時刻ｔ４と時刻ｔ５の間で図９のグラフが０クロスする時刻をｔ４_５とする。つまり、ｔ０＿１のときにＤｓは０であり、再び図９のグラフが０クロスするのはｔ４_５である。ｔ０＿１やｔ４_５は、線形補間して算出してもよいし、演算負荷低減のために線形補間せず、ｔ０＿１≒ｔ０、ｔ４_５≒ｔ4としてもよい。
【００７５】
以下において図９に示すように、尾鰭部分の振動の半周期（以下、Ｔ）とは、一度０クロスしたＤｓが、再び０クロスするまでの時間であると定義する。例えば図９において、時間ｔ０＿１を起点とすると、ｔ４_５からｔ０＿１を差し引いた時間が半周期である。本ステップで判定するＤｓの時間変化が開始から２回以上０クロスしたか否か、とは即ち、この半周期を超えたか否かを判定することと同等である。
【００７６】
次に本ステップにおける、Ｄｓの時間変化が開始から２回以上０クロスしたか否かの具体的な判定方法について説明する。まず、算出済の最新のＤｓであるＤｓ（ｔ-1）と、その１フレーム前のＤｓ（ｔ-2）の符号を比較し、０クロスしているか否かを判定する。Ｄｓ（ｔ-1）とＤｓ（ｔ-2）の符号が同じ場合は、０クロスしていないと判定する。Ｄｓ（ｔ-1）とＤｓ（ｔ-2）の符号が異なる場合は、時刻ｔ−１と時刻ｔ−２の間で０クロスしていると判定する。また、カメラＭＰＵ１２５は、この０クロスの時刻を、最新の０クロス時刻としてＲＡＭ１２５ｂに記憶する。
【００７７】
次に、更に、最新の０クロスを含めて、過去に２回以上０クロスしたか否かを判定する。最新の０クロスを含めて、過去に２回以上０クロスがない場合は（Ｓ４０２のＮｏ）、Ｓ４０９へと進む。最新の０クロスを含めて、過去に２回以上０クロスがある場合は（Ｓ４０２のＹｅｓ）、Ｓ４０３へと進む。
【００７８】
次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる速度検出手段としての速度検出部１３１は、高精度速度検出処理を行う（Ｓ４０３）。本ステップの処理で検出する指定魚の速度とは、Ｘ方向の速度（以下、Ｕｘ）と、Ｙ方向の速度（以下、Ｕｙ）である。本ステップの処理では、次の関係式（３）を用いて、最新フレームの１つ前フレーム（時刻ｔ−１）のＵｘ（ｔ-1）、Ｕｙ（ｔ-1）を検出する。関係式（３）は、文献（永井實,魚の泳動について,流体力学懇談会誌,10-4(1979),47-55.）に示される通りである。
【００７９】
【数２】
2018107547.tif 000004
【００８０】
ここでＬｘ、Ｌｙとは、図６を用いて前述した体長Ｌを、Ｘ軸、Ｙ軸成分にそれぞれ分解した値である。前述のとおり、Ｌとは指定魚の実サイズである。Ｌの算出方法は問わないが、例えば、指定魚の撮像サイズとデフォーカス量ＺｋｍとＺｋｕから算出したＺ方向の実距離と、画角と撮像サイズから算出したＸ、Ｙ方向の実距離から算出してもよい。また、体長Ｌをユーザーが指定してもよい。
【００８１】
【数３】
2018107547.tif 000005
【００８２】
とは、対体長比速度といって、Ｘ方向に、毎秒体長Ｌｘの何倍進むかを示している。単位は[1/sec]である。同様に、
【００８３】
【数４】
2018107547.tif 000006
【００８４】
とは、Ｙ方向に、毎秒体長Ｌｙの何倍進むかを示している。Ｓｗとは、泳動数といって魚の尾鰭部分１往復(１[beat])当たり何体長進むかを示している。単位は[1/beat]である。Ｓｗは魚の種類を問わず一定とし、本実施形態では０．６とする。ｆ（ｔ−１）とは、尾鰭振動数といって魚の尾鰭部分が毎秒何往復するかを示している。単位は[beat/sec]である。
【００８５】
式（３）に示すように、対体長比速度は、Ｓｗを比例定数として、ｆに比例することが一般に知られている。ここで、尾鰭振動数ｆ（ｔ−１）[beat/sec]は、尾鰭周期[sec/beat]の逆数であるから、尾鰭部分の振動の半周期Ｔ（ｔ−１）を用いて、次の式（４）の関係がある。ただしＴ（ｔ−１）は、ＲＡＭ１２５ｂに記憶されている最新の値とする。
【００８６】
【数５】
2018107547.tif 000007
【００８７】
式（４）を利用して、式（３）を次の式（５）のように変形すると、Ｕｘ、Ｕｙを求めることができる。
【００８８】
【数６】
2018107547.tif 000008
【００８９】
更に、このＳｗに０．６を代入して式（６）となる。
【００９０】
【数７】
2018107547.tif 000009
【００９１】
このように、Ｕｘ（ｔ−１）、Ｕｙ（ｔ−１）を算出することが可能である。本ステップにおいて算出したＵｘ（ｔ−１）、Ｕｙ（ｔ−１）は、指定魚が急に速度を変更した場合でも高精度に算出することが可能である。本ステップの処理を終えると、Ｓ４０４へ進む。
【００９２】
次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる速度検出手段としての速度検出部１３１は、簡易速度検出処理を行う（Ｓ４０９）。本ステップの処理では、最新フレームの１つ前フレーム（時刻ｔ−１）のＵｘ（ｔ−１）、Ｕｙ（ｔ−１）を次の式（７）のように予測し、算出する。
【００９３】
【数８】
2018107547.tif 000010
【００９４】
なお、本ステップの処理で検出する指定魚の速度ベクトルの大きさをＵは、Ｓ４０３で算出するＵと比べて精度が低い。この理由は、式（７）の関係を用いてＵを求めるのではなく、等速度であると仮定して、Ｕを算出するためである。
【００９５】
次に、カメラＭＰＵ１２５に含まれる予測手段としての移動位置予測部１３２は、移動位置予測処理（Ｓ４０３）を行う。移動位置予測部１３２は、ＲＡＭ１２５ｂに記憶されているＵｘ（ｔ−１）、を用いて、最新フレームの指定魚のＸ軸上の位置を予測する。以下において、Ｘ予測移動位置と称する。同様に、Ｕｙ（ｔ−１）を用いて、指定魚のＹ軸上の位置を予測する。以下において、Ｙ予測移動位置と称する。本ステップでは、最新フレーム（時刻ｔ）のＸ座標Ｘ（ｔ）、とＹ座標Ｙ（ｔ）を、次の式（８）のように前述のＵｘ（ｔ−１）とＵｙ（ｔ−１）を用いて予測し、算出する。
【００９６】
【数９】
2018107547.tif 000011
【００９７】
本ステップを終えると、Ｓ４０５へ進む。次にカメラＭＰＵ１２５は、指定魚が移動予測位置に移動した後も、撮像画像内に含まれているか否かを判定する（Ｓ４０５）。指定魚が移動しても撮像画像内に含まれる場合は（Ｓ４０５のＹｅｓ）、魚検出フラグをＯＮにして（Ｓ４０６）、Ｓ４０７へとすすむ。指定魚が移動予測位置に移動して撮像画像外へ出てしまう場合、即ち撮像画像に写らなくなってしまった場合には（Ｓ４０５のＮｏ）、魚検出フラグをＯＦＦにして（Ｓ４１０）、第２の焦点検出処理を終了する（Ｓ４１１）。
【００９８】
次にカメラＭＰＵ１２５に含まれる焦点検出領域変更手段としての焦点検出枠変更部１３３は、尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠の位置変更を行う（Ｓ４０７）。具体的には、最新フレームの１つ前フレームにおいて設定した各焦点検出枠の位置から、前述のＳ４０４で予測した移動位置に、各焦点検出枠の位置を変更する。本ステップにおいて焦点検出枠の設定を終えると、Ｓ４０８へ進む。
【００９９】
次に、カメラＭＰＵ１２５に含まれる焦点検出部１２８は、Ｓ４０８において設定した尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠のそれぞれに対して、焦点検出処理を行う（Ｓ４０８）。カメラＭＰＵ１２５は焦点検出処理の結果、前述のように尾鰭部分焦点検出枠と、体前部分焦点検出枠と、体後部分焦点検出枠のデフォーカス量を算出し、ＲＡＭ１２５ｂに記憶する。本ステップにおいて焦点検出処理を終えると、第１の焦点検出処理を終える（Ｓ４１１）。
【０１００】
＜第３の焦点検出処理＞
図５は、本実施形態に係わる撮像装置の、第１の焦点検出処理のフローチャートを示す。この動作に関する制御プログラムは、カメラＭＰＵ１２５によって実行される。なお、図５において、「Ｓ」はステップの略である。また、第３の焦点検出処理とは、前述の移動位置予測部１３２がＳ４０４において算出したＸ予測移動位置とＹ予測移動位置と、に基づいて設定した焦点検出枠において行う、焦点検出処理を指す。
【０１０１】
まず、カメラＭＰＵ１２５に含まれる、被写体領域検出手段としての魚検出部１３０が、魚検出処理を行う（Ｓ５０１）。本ステップにおいて行う魚検出処理は、Ｘ予測移動位置とＹ予測移動位置の近傍において、指定魚の尾鰭部分Ｏｂと体部分Ｋを検出する処理を指す。このように、Ｘ予測移動位置とＹ予測移動位置の近傍において魚検出処理を行うことによって、指定魚と似ている見た目の魚が撮像画像内に存在する場合に誤って指定魚を検出することを防ぐことが可能である。本ステップにおいて魚検出処理が終わるとＳ５０２へ進む。
【０１０２】
次にカメラＭＰＵ１２５が行うＳ５０２〜Ｓ５０７の処理は、前述の図３Ｓ３０２〜Ｓ３０７と同様であるため、説明は割愛する。なお本実施形態では、ユーザーがＳＷ２を押してから静止画を撮影する例を説明したが、撮像画像である動画の連続するフレームを撮影し続けてもよい。なお、速度予測の高精度化のために、最新フレームのデフォーカス量の予測は行ってもよい。手法は問わないが、例えば下記の式のように求めてもよい。なお、移動予測位置の高精度化のために、体長Ｌの時間変化を記憶して、前後の時刻の大小関係をもとに、指定魚の進行方向が、Ｚ軸の正方向か負方向かを判定してもよい。
【０１０３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  レンズユニット
１２０  カメラ本体
Ｍ  マウント
１０１  第１レンズ群
１０２  絞り兼用シャッタ
１０３  第２レンズ群
１０４  フォーカスレンズ群（フォーカスレンズ）
【図１】
2018107547.tif 000012
【図２】
2018107547.tif 000013
【図３】
2018107547.tif 000014
【図４】
2018107547.tif 000015
【図５】
2018107547.tif 000016
【図６】
2018107547.tif 000017
【図７】
2018107547.tif 000018
【図８】
2018107547.tif 000019
【図９】
2018107547.tif 000020