(57)【要約】【課題】打ち上げ花火などの移動する高輝度被写体に対して適切なタイミングで焦点調整を行う。【解決手段】ＣＰＵ１５は画像において高輝度被写体を検出するための監視領域を設定し、監視領域において高輝度被写体の移動を検出して当該検出結果に応じてＡＦ評価値を得るための評価値領域を設定し、評価値領域において高輝度被写体が検出されると評価値領域において得られたＡＦ評価値に応じてフォーカスレンズ３を駆動して焦点調整を行う。【選択図】図４
2015125440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像する際、前記高輝度被写体に対して合焦を行う焦点調整装置であって、
撮像によって得られた画像データに応じて前記フォーカスレンズを駆動制御するためのフォーカス評価値を求める算出手段と、
前記画像データが示す画像において前記高輝度被写体を検出するための監視領域を設定する第１の設定手段と、
前記監視領域において前記高輝度被写体の移動を検出して、当該検出結果に応じて前記高輝度被写体の移動方向および速度を推定する推定手段と、
前記推定手段によって推定された移動方向および速度に応じて、前記画像に前記フォーカス評価値を得るための評価値領域を設定する第２の設定手段と、
前記評価値領域において前記高輝度被写体が検出されると、前記評価値領域において得られたフォーカス評価値に応じて前記フォーカスレンズを前記撮像光学系の光軸に沿って駆動して焦点調整を行う焦点調整手段と、
を有することを特徴とする焦点調整装置。
【請求項２】
前記撮像光学系にはズームレンズが備えられており、
前記撮像光学系を介して無限遠近傍に位置する前記高輝度被写体が撮像されることを特徴とする請求項１に記載の焦点調整装置。
【請求項３】
前記高輝度被写体は、打ち上げ花火であることを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点調整装置。
【請求項４】
前記撮像光学系の姿勢を検出する検出手段を備え、
前記第１の設定手段は、前記検出手段で検出された前記撮像光学系の姿勢に応じて前記監視領域を前記画像に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の焦点調整装置。
【請求項５】
前記推定手段は、所定の輝度値以上の輝度の変化が生じた前記監視領域において当該輝度の変化に応じた重心位置の時系列変化の方向に基づいて前記高輝度被写体の移動方向および速度を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焦点調整装置。
【請求項６】
前記焦点調整手段は、前記フォーカスレンズの合焦位置を得た前回の撮影シーンに対して今回の撮影シーンの変化が所定の変化量以下であると、前記前回の撮影シーンの合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の焦点調整装置。
【請求項７】
前記焦点調整手段は、少なくとも今回の撮影シーンにおける前記撮像光学系の姿勢が前回の撮影シーンにおける前記撮像光学系の姿勢と比較して前記所定の変化量以下であると、前記前回の撮影シーンの合焦位置に前記フォーカスレンズを駆動制御することを特徴とする請求項６に記載の焦点調整装置。
【請求項８】
少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像して画像データを得る撮像手段と、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の焦点調整装置と、
前記焦点調整装置による焦点調整が行われると、前記撮像光学系を介して前記撮像手段を露光して撮影を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像する際、前記高輝度被写体に対して合焦を行う焦点調整装置の制御方法であって、
撮像によって得られた画像データに応じて前記フォーカスレンズを駆動制御するためのフォーカス評価値を求める算出ステップと、
前記画像データが示す画像において前記高輝度被写体を検出するための監視領域を設定する第１の設定ステップと、
前記監視領域において前記高輝度被写体の移動を検出して、当該検出結果に応じて前記高輝度被写体の移動方向および速度を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された移動方向および速度に応じて、前記画像に前記フォーカス評価値を得るための評価値領域を設定する第２の設定ステップと、
前記評価値領域において前記高輝度被写体が検出されると、前記評価値領域において得られたフォーカス評価値に応じて前記フォーカスレンズを前記撮像光学系の光軸に沿って駆動して焦点調整を行う焦点調整ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像する際、前記高輝度被写体に対して合焦を行う焦点調整装置で用いられる制御プログラムであって、
前記焦点調整装置が備えるコンピュータに、
撮像によって得られた画像データに応じて前記フォーカスレンズを駆動制御するためのフォーカス評価値を求める算出ステップと、
前記画像データが示す画像において前記高輝度被写体を検出するための監視領域を設定する第１の設定ステップと、
前記監視領域において前記高輝度被写体の移動を検出して、当該検出結果に応じて前記高輝度被写体の移動方向および速度を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定された移動方向および速度に応じて、前記画像に前記フォーカス評価値を得るための評価値領域を設定する第２の設定ステップと、
前記評価値領域において前記高輝度被写体が検出されると、前記評価値領域において得られたフォーカス評価値に応じて前記フォーカスレンズを前記撮像光学系の光軸に沿って駆動して焦点調整を行う焦点調整ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調整装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置に関し、特に、撮像光学系を介して結像された被写体像に応じた画像信号によって焦点調整を行う焦点調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラなどの撮像装置において、輝度が変化する打ち上げ花火などの高輝度被写体を意図した構図で美しく撮影するため、輝度検出部によって、予め設定された設定エリアにおける輝度の変化を検出する手法が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ここでは、輝度検出部で検出された設定領域における輝度の変化が所定の輝度値を越えると、画像記録のための撮影動作（露光）を開始させて、意図した構図による美しい画像の撮影が行えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６３８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１に記載の手法では、打ち上げ花火などを撮影する際、輝度監視の対象である所定の設定領域における輝度の変化が所定の輝度値を越えると、撮影動作を開始させるようにしている。
【０００６】
ところで、打ち上げ花火に合焦した画像を得るために、打ち上げ花火が開く前の適切なタイミングで焦点調整動作を行う必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の手法では、設定領域における輝度変化が所定の輝度値を越えると、撮影動作が開始されるので、打ち上げ花火が開く前のタイミングで焦点調整を行って、打ち上げ花火に合焦した画像を得ることは困難である。
【０００７】
従って、本発明の目的は、打ち上げ花火などの移動する高輝度被写体に対して適切なタイミングで焦点調整を行うことのできる焦点調整装置、その制御方法、および制御プログラム、並びに撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明による焦点調整装置は、少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像する際、前記高輝度被写体に対して合焦を行う焦点調整装置であって、撮像によって得られた画像データに応じて前記フォーカスレンズを駆動制御するためのフォーカス評価値を求める算出手段と、前記画像データが示す画像において前記高輝度被写体を検出するための監視領域を設定する第１の設定手段と、前記監視領域において前記高輝度被写体の移動を検出して、当該検出結果に応じて前記高輝度被写体の移動方向および速度を推定する推定手段と、前記推定手段によって推定された移動方向および速度に応じて、前記画像に前記フォーカス評価値を得るための評価値領域を設定する第２の設定手段と、前記評価値領域において前記高輝度被写体が検出されると、前記評価値領域において得られたフォーカス評価値に応じて前記フォーカスレンズを前記撮像光学系の光軸に沿って駆動して焦点調整を行う焦点調整手段と、を有することを特徴とする。本発明による撮像装置は、少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像して画像データを得る撮像手段と、上記の焦点調整装置と、前記焦点調整装置による焦点調整が行われると、前記撮像光学系を介して前記撮像手段を露光して撮影を行う制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明による制御方法は、少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像する際、前記高輝度被写体に対して合焦を行う焦点調整装置の制御方法であって、撮像によって得られた画像データに応じて前記フォーカスレンズを駆動制御するためのフォーカス評価値を求める算出ステップと、前記画像データが示す画像において前記高輝度被写体を検出するための監視領域を設定する第１の設定ステップと、前記監視領域において前記高輝度被写体の移動を検出して、当該検出結果に応じて前記高輝度被写体の移動方向および速度を推定する推定ステップと、前記推定ステップで推定された移動方向および速度に応じて、前記画像に前記フォーカス評価値を得るための評価値領域を設定する第２の設定ステップと、前記評価値領域において前記高輝度被写体が検出されると、前記評価値領域において得られたフォーカス評価値に応じて前記フォーカスレンズを前記撮像光学系の光軸に沿って駆動して焦点調整を行う焦点調整ステップと、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明による制御プログラムは、少なくともフォーカスレンズを含む撮像光学系を介して、移動する高輝度被写体を撮像する際、前記高輝度被写体に対して合焦を行う焦点調整装置で用いられる制御プログラムであって、前記焦点調整装置が備えるコンピュータに、撮像によって得られた画像データに応じて前記フォーカスレンズを駆動制御するためのフォーカス評価値を求める算出ステップと、前記画像データが示す画像において前記高輝度被写体を検出するための監視領域を設定する第１の設定ステップと、前記監視領域において前記高輝度被写体の移動を検出して、当該検出結果に応じて前記高輝度被写体の移動方向および速度を推定する推定ステップと、前記推定ステップで推定された移動方向および速度に応じて、前記画像に前記フォーカス評価値を得るための評価値領域を設定する第２の設定ステップと、前記評価値領域において前記高輝度被写体が検出されると、前記評価値領域において得られたフォーカス評価値に応じて前記フォーカスレンズを前記撮像光学系の光軸に沿って駆動して焦点調整を行う焦点調整ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高輝度被写体に対して適切なタイミングで焦点調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による焦点調整装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示すカメラで行われる撮影動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２に示すスキャンＡＦ処理の説明するための図である。
【図４】図１に示すカメラにおいて打ち上げ花火の打ち上げを検出した際に行われる焦点調整を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示すカメラにおけるフォーカスレンズ群とズーム位置との関係を示す図である。
【図６】図４に示す前回参照判定を説明するためのフローチャートである。
【図７】図４に示す打ち上げ花火発生判定を説明するためのフローチャートである。
【図８】図４に示す打ち上げ中の花火検出判定を説明するためのフローチャートである。
【図９】図７に示す輝度変化領域の重心位置が上方向に移動したか否かを判定するための手法を説明するための図であり、（Ａ）は所定の値以上に輝度が変化した輝度変化領域の一例を示す図、（Ｂ）は所定の値以上に輝度が変化した輝度変化領域の他の例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による焦点調整装置を備えるカメラにおける焦点調整を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態による焦点調整装置の一例について図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による焦点調整装置を備える撮像装置の一例を示すブロック図である。
【００１５】
図示の撮像装置１は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、撮影光学系である撮影レンズ鏡筒３１を備えている。この撮影レンズ鏡筒３１はズームレンズ群２およびフォーカスレンズ群３を備えるとともに絞り４を有している。絞り４はズームレンズ群２およびフォーカスレンズ群３を透過した光量を調整する。
【００１６】
撮影レンズ鏡筒３１の後段には撮像素子（以下撮像センサーと呼ぶ）５が配置されている。そして、撮影レンズ鏡筒３１を通過した光学像（被写体像）が撮像センサー５に結像して、撮像センサー５は光電変換によって光学像に応じた電気信号（アナログ信号）を出力する。
【００１７】
このアナログ信号は撮像回路６に与えられ、撮像回路６はアナログ信号に対して各種の画像処理を施して画像信号（アナログ画像信号）を得る。この画像信号はＡ／Ｄ変換回路７によってＡ／Ｄ変換されてデジタル画像信号（画像データ）となる。そして、画像データは一時的にメモリ（ＶＲＡＭ）８に記録される。
【００１８】
Ｄ／Ａ変換回路９はＶＲＡＭ８に記録された画像データを読み出してアナログ信号に変換し、さらに、再生出力に適した信号である表示用画像信号に変換する。そして、この表示用画像信号は液晶表示装置（ＬＣＤ）などの画像表示装置１０に画像として表示される。
【００１９】
圧縮／伸長回路１１はＶＲＡＭ８に記録された画像データを読み出して、当該画像データに対して圧縮処理および符号化処理を施して符号化画像データとする。そして、圧縮／伸長回路１１は当該符号化画像データを半導体メモリなどの記憶用メモリ１２に記憶する。
【００２０】
また、圧縮／伸長回路１１は記憶用メモリ１２に記憶された符号化画像データを読み出して、当該符号化画像データに対して復号化処理および伸長処理を施し、画像データとする。そして、圧縮／伸長回路１１はこの画像データをＶＲＡＭ８に一時的に記録する。
【００２１】
自動露出（ＡＥ）処理回路１３は、Ａ／Ｄ変換回路７の出力である画像データを受け、当該画像データに応じてＡＥ処理を行う。例えば、ＡＥ処理回路１３は、画像データに関して一画面分の画像の輝度値について累積加算などの演算処理を行う。そして、ＡＥ処理回路１３は、被写体の明るさに応じたＡＥ評価値（つまり、輝度情報）を求めて、当該ＡＥ評価値をＣＰＵ１５に送る。
【００２２】
具体的には、ＡＥ処理回路１３は画像データが示す画像（一画面分）を複数のブロックに分割する。そして、ＡＥ処理回路１３はこれらブロックの各々についてその位置および基準となるブロック（基準ブロック）との輝度値の差に応じた重みづけを行った後、輝度値の加算処理を行う。
【００２３】
以上のようにして、ＡＥ処理回路１３は、重みづけ加算された輝度値に応じた露光値であるＡＥ評価値を求める。さらに、ＡＥ処理回路１３は、ＣＰＵ１５の制御下で第１の画像データについて、基準ブロックの輝度値と重みづけ加算した輝度値との差に応じてストロボ発光部２８を発光するか否かを判定する。
【００２４】
スキャン自動焦点調節（ＡＦ）処理回路１４は、Ａ／Ｄ変換回路７の出力である画像データに応じてＡＦ処理を行うためのＡＦ評価値（フォーカス評価値）を生成する。例えば、スキャンＡＦ処理回路１４は、画像データについてハイパスフィルター（ＨＰＦ）処理を行って、その高周波成分を抽出する。そして、スキャンＡＦ処理回路１４は、高周波成分について累積加算などの演算処理を行って、高域側の輪郭成分量などのＡＦ評価値を得る。
【００２５】
なお、ＡＦ評価値の生成方法については上記の方法に限定されず、例えば、位相差を検出する方法でもよい。
【００２６】
ＣＰＵ１５には、各種のスイッチ群からなる操作スイッチ（ＳＷ）２４が接続されるとともに、専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２５が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ２５は電気的に書き換え可能なメモリであり、ＥＥＰＲＯＭ２５には各種制御などを行うためのプログラムおよび各種動作を行わせる際に用いるデータなどが予め記憶されている。
【００２７】
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ＣＰＵ１５、撮像回路６、およびセンサードライバー１７に出力する。ＣＰＵ１５は、タイミング信号に同期してカメラ１全体の制御を行う。また、センサードライバー１７はタイミング信号に同期して撮像センサー５を駆動する。そして、撮像回路６はタイミング信号に同期して色信号の分離などの各種画像処理を行う。
【００２８】
第１のモータ駆動回路１８は、ＣＰＵ１５の制御下で絞り駆動モータ２１を駆動制御して、絞り駆動モータ２１によって絞り４の開口を調整する。第２のモータ駆動回路１９は、ＣＰＵ１５の制御下でフォーカス駆動モータ２２を駆動制御して、フォーカス駆動モータ２２によってフォーカスレンズ群３を光軸に沿って移動する。第３のモータ駆動回路２０は、ＣＰＵ１５の制御下でズーム駆動モータ２３を駆動制御して、ズームレンズ群２を光軸に沿って移動する。
【００２９】
つまり、ＣＰＵ１５は、撮像センサー５の出力に応じて得られるＡＥ評価値に基づいて第１のモータ駆動回路１８を制御して絞り駆動モータ２１を駆動する。これによって、ＣＰＵ１５は絞り４の絞り量を適正に調整する（ＡＥ制御）。さらに、ＣＰＵ１５は、撮像センサー５の出力に応じて得られるＡＦ評価値に基づいて第２のモータ駆動回路１９を制御してフォーカス駆動モータ２２を駆動する。これによって、ＣＰＵ１５は、フォーカスレンズ群３を合焦位置に移動させる（ＡＦ制御）。
【００３０】
また、ユーザによって操作スイッチ２４に備えられたズームスイッチが操作されると、ＣＰＵ１５は、第３のモータ駆動回路２０を制御してズーム駆動モータ２３を駆動制御する。これによって、ＣＰＵ１５はズームレンズ群２を光軸に沿って移動させて変倍動作（ズーム動作）を行う。
【００３１】
さらに、ＣＰＵ１５には電池２６が接続されるとともに、スイッチング回路２７が接続されている。スイッチング回路２７は、ＣＰＵ１５の制御下でストロボ発光部２８による閃光発光を制御する。さらに、ＣＰＵ１５にはＡＦ補助光駆動回路３２が接続され、ＡＦ補助光駆動回路３２は、ＣＰＵ１５の制御下でＡＦ補助光部３３を駆動する。このＡＦ補助光部３３は、例えば、ＬＥＤで構成されており、ＣＰＵ１５は、ＡＦ評価値を取得する際に、必要に応じて被写体の全部又は一部を照明するためＡＦ補助光部３３を発光させる。
【００３２】
また、ＣＰＵ１５には警告表示などを行う表示素子（ＬＥＤ）が接続されるとともに、スピーカー３０が接続されている。そして、ＣＰＵ１５はスピーカー３０によって音声によるガイダンス又は警告などを行う。
【００３３】
振れ検出センサー３５は、手振れなどのブレを検出して手ぶれ検出信号を振れ検出回路３４に与える。振れ検出回路３４は手ぶれ検出信号を処理してＣＰＵ１５に与える。
【００３４】
顔検出回路３６は、Ａ／Ｄ変換回路７の出力である画像データにおいて被写体の顔位置および顔の大きさなどを検出して、顔検出信号をＣＰＵ１５に送る。例えば、顔検出回路３６は、画像データについて目および眉などの顔を特徴付ける部位を探索して、画像における人物の顔の位置を求める。さらに、顔検出回路３６は顔の大きさおよび傾きなどを、顔を特徴付ける部位間隔などの位置関係に応じて求める。
【００３５】
ところで、上述の記憶用メモリ１２として、例えば、フラッシュメモリなどの半導体メモリ、カード状又はスティック状に成形されてカメラ１に着脱自在なカード型フラッシュメモリなどの半導体メモリが用いられる。さらには、記憶用メモリ１２として、ハードディスク又はフレキシブルディスクなどの磁気記憶媒体などを用いるようにしてもよい。
【００３６】
また、操作ＳＷ２４には、カメラ１を起動させるための主電源スイッチ、撮影動作（記憶動作）などを開始するためのレリーズスイッチ、再生動作を開始するための再生スイッチ、ズームレンズ群２によるズームを行うためのズームスイッチなどが含まれている。さらには、操作ＳＷ２４には、光学式ファインダー（ＯＶＦ）と電子ビューファインダー（ＥＶＦ）とを切り替えるための切り替えスイッチが含まれている。
【００３７】
レリーズスイッチは、第１のストローク（以下ＳＷ１と呼ぶ）によって撮影動作の前に行われるＡＥ処理を開始する第１の指示信号を発生する。そして、レリーズスイッチは第２のストローク（以下ＳＷ２と呼ぶ）によって露光動作を開始する第２の指示信号を発生する。
【００３８】
図２は、図１に示すカメラ１で行われる撮影動作を説明するためのフローチャートである。
【００３９】
なお、図２に示すフローチャートに係る処理はＣＰＵ１５の制御下で行われる。また、以下の説明では、フォーカスレンズ群３を所定の位置に駆動しつつＡＦ評価値を取得する動作をスキャンと呼び、ＡＦ評価値を取得する際のフォーカスレンズの位置間隔をスキャン間隔と呼ぶ。
【００４０】
さらに、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と呼び、ＡＦ評価値を取得する数をスキャンポイント数と呼ぶ。また、ＡＦ評価値を取得する範囲をスキャン範囲と呼び、合焦位置を検出する際に画像データを取得する領域をＡＦ枠と呼ぶ。
【００４１】
いま、ユーザによって、主電源スイッチがオン状態とされ、かつ動作モードが撮影（録画）モードにあると、ＣＰＵ１５は撮影処理シーケンスを実行する。そして、撮影レンズ鏡筒３１を通過して撮像センサー５に結像した被写体像に応じた画像をＬＣＤ１０に表示する（ステップＳ１）。つまり、前述したように、撮像センサー５に結像した被写体像が光電変換処理によってアナログ信号に変換される。そして、このアナログ信号は撮像回路６によって信号処理が施された後、Ａ／Ｄ変換回路７によって画像データとされてＶＲＡＭ８に一時的に格納される。その後、ＶＲＡＭ８に格納された画像データはＤ／Ａ変換回路９によって表示用画像信号としてＬＣＤ１０に出力され、ＬＣＤ１０に画像が表示される。
【００４２】
その後、ＣＰＵ１５はＳＷ１がオンされたか否かを判定する（ステップＳ２）。ＳＷ１がオンされないと、つまり、ＳＷ１がオフ状態であると（ステップＳ２において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５は待機する。一方、ＳＷ１がオンとなると（ステップＳ２において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は、前述のように、ＡＥ評価値に応じてＡＥ処理を行う（ステップＳ３）。
【００４３】
続いて、ＣＰＵ１５は、後述するようにしてＡＦ評価値に応じてフォーカスレンズ群３の合焦位置を得るためのスキャンＡＦ処理を行う（ステップＳ４）。スキャンＡＦ処理においては、例えば、ＣＰＵ１５はフォーカスレンズ群３を超無限遠に相当する位置から撮影モードにおいて設定される超至近距離に相当する位置まで駆動制御する。ＣＰＵ１５はフォーカスレンズ群３を駆動制御しつつスキャンＡＦ処理回路１４からＡＦ評価値を取得する。
【００４４】
ＣＰＵ１５は、ステップＳ４で得られたＡＦ評価値について信頼性が高いか否かを判定して、ＡＦ評価値に信頼性があればＡＦ表示においてＡＦＯＫ表示を行う（ステップＳ５）。ＡＦＯＫ表示の際には、ＣＰＵ１５は、例えば、表示素子２９を点灯するとともに、ＬＣＤ１０に緑のＡＦ枠を表示する。
【００４５】
一方、ＡＦ評価値のいずれにおいても信頼性が低いと、ＣＰＵ１５は、合焦位置の検出を行うことなく、ＡＦ表示においてＡＦＮＧ表示を行う。ＡＦＮＧ表示の際には、ＣＰＵ１５は、例えば、表示素子２９を点滅させるとともに、ＬＣＤに黄色のＡＦ枠を表示する。
【００４６】
その後、ＣＰＵ１５はＳＷ２がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ６）。ＳＷ２がオンとなっていないと（ステップＳ６において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５は待機する。一方、ＳＷ２がオンとなると（ステップＳ６において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は露光処理（つまり、撮影）を行う（ステップＳ７）。そして、ＣＰＵ１５は撮影処理を終了する。
【００４７】
図３は、図２に示すスキャンＡＦ処理の説明するための図である。
【００４８】
スキャンＡＦ処理において、ＣＰＵ１５は画像データに応じて高周波成分が最も多いフォーカスレンズ群３の位置を求める。そして、ＣＰＵ１５は当該位置にフォーカスレンズ群３を駆動制御する。
【００４９】
つまり、ＣＰＵ１５はフォーカスレンズ群３をスキャン開始位置（図３に示す位置Ａ）からスキャン終了位置（図３に示す位置Ｂ）まで駆動制御する。スキャン開始位置は、無限遠に相当する位置（つまり、無限遠近傍）よりも所定の量だけ超無限遠側によった位置である。また、スキャン終了位置は、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よりも所定の量さらに至近側によった位置である。
【００５０】
ＣＰＵ１５はフォーカスレンズ群３を光軸に沿って駆動制御しつつスキャンＡＦ処理回路１４からＡＦ評価値を取得する。そして、フォーカスレンズ群３の駆動が終了した時点で、ＣＰＵ１５はＡＦ評価値のうちの最大のＡＦ評価値を検出して、当該最大のＡＦ評価値に対応するフォーカスレンズ群３の位置（図３に示す位置Ｃ）を求める。
【００５１】
ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理回路１４からＡＦ評価値を取得する際には、スキャンＡＦの高速化のため、フォーカスレンズ群３の全ての停止位置で取得せず、所定のステップでＡＦ評価値を取得する。ここで、例えば、図３に示す位置ａ１、ａ２、およびａ３でＡＦ評価値を取得することがある。このような場合には、ＣＰＵ１５はＡＦ評価値が最大となる位置Ｃ、つまり、合焦位置を、位置ａ１、ａ２およびａ３で得られたＡＦ評価値に応じて求める。
【００５２】
なお、ＡＦ評価値が最大値となる位置（合焦位置）を求める際には、ＣＰＵ１５はＡＦ評価値の信頼性が高い場合にのみ合焦位置の算出を行う。ＡＦ評価値の信頼性を評価する手法については、例えば、特開２００４−１０１７６６号公報に記載されているので、ここでは詳細な説明は省略する。
【００５３】
ここで、図２に示すステップＳ４で行われるスキャンＡＦ処理におけるスキャン範囲の設定について説明する。
【００５４】
図１に示すカメラ１においては、ユーザは操作ＳＷ２４によって各種の撮影モードを設定することができる。撮影モードの１つに、打ち上げ花火を撮影するための打ち上げ花火モードがある。そして、打ち上げ花火モードでは、ズームレンズ群２の位置に応じたフォーカスピントの無限遠に相当する位置にフォーカスレンズ群３を制御して合焦画像を得るようにする。
【００５５】
ところが、ズームレンズ群２の停止位置のズレおよび姿勢によっては合焦画像を得ることが難しい。そこで、製造工程において得られた無限相当位置を中心として所定の範囲で合焦位置を探索することによって合焦画像を得るようにする。
【００５６】
ここでは、フォーカスレンズ群３の無限遠に相当する位置は、通常製造工程において得られた位置が用いられる。製造工程において、所定の距離に測定用チャートを配置して、当該チャートに合焦させた際のフォーカスレンズ群３の位置を得る。そして、当該フォーカスレンズ群３の位置を示す位置情報をＥＥＰＲＯＭ２５に記録する。
【００５７】
上記の所定の距離（つまり、測定距離）を複数設定するようにしてもよく、測定時間の短縮のため所定の距離を１つ設定することもある。所定の距離が１つである場合には、設計値に応じて他の距離におけるフォーカスレンズ群３の位置を求める。複数の所定の距離で測定した際には、複数の測定距離で得られたフォーカスレンズ群３の位置に応じて、他の距離におけるフォーカスレンズ群３の位置を補間外挿計算によって求める。
【００５８】
２つの所定の距離（例えば、無限遠相当距離および１ｍ）で合焦位置を測定したとすると、次の式（１）によって測定距離以外の他の距離におけるフォーカスレンズ群３の位置を求める。
【００５９】
いま、２つの測定距離をそれぞれＬＦおよびＬＮとし、そのフォーカスレンズ群３の位置をそれぞれＰＦおよびＰＮとする。そして、距離Ｌにおけるフォーカスレンズ群３の位置をＰとする。
【００６０】
Ｐ＝［（ＰＮ−ＰＦ）×ＬＦ×ＬＮ／（ＬＦ―ＬＮ）］／Ｌ＋（ＰＦ×ＬＦ―ＰＮ×ＬＮ）／（ＬＦ―ＬＮ）      （１）
また、変倍光学系において設定される全てのズーム位置においてチャートに合焦させた際のフォーカスレンズ群３の位置を測定する必要はない。ここでは、要求された測定精度を満たすようにして測定されたズーム位置におけるフォーカスレンズ群３の位置に応じて補間計算によって、全てのズーム位置におけるフォーカスレンズ群３の位置を求めればよい。
【００６１】
上述のようにして求められたスキャン範囲においては、ズーム停止誤差およびカメラ１の姿勢差に起因して無限遠相当位置が目論見と異なることがある。これによって、所望の距離範囲を含まないスキャン範囲が設定されてしまうことがある。例えば、上記のズーム停止誤差およびカメラ１の姿勢差によって、フォーカスレンズ群３の無限遠に相当する位置が所定の量よりも超無限遠側にずれると、無限遠相当位置がスキャン範囲に含まれず、無限遠に存在する被写体に対して合焦することができない。
【００６２】
図４は、図１に示すカメラ１において打ち上げ花火の打ち上げを検出した際に行われる焦点調整（つまり、スキャンＡＦ）を説明するためのフローチャートである。なお、図４に示すフローチャートに係る処理はＣＰＵ１５の制御下で行われる。
【００６３】
焦点調整処理を開始すると、ＣＰＵ１５は、後述するようにして、前回参照判定を行う（ステップＳ４０１）。ここでは、前回の打ち上げ花火におけるＡＦスキャンにおいて合焦位置を得た撮影シーンに対して、今回の撮影シーンが前回の撮影シーンから変化したか否かを判定する。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ１５は、前回参照判定において今回の撮影シーンが前回の撮影シーンからあまり変化していないか否かを調べる（ステップＳ４０２）。つまり、ＣＰＵ１５は前回の撮影シーンに対して今回の撮影シーンの変化が所定の変化量以下であるか否かを確認する。
【００６５】
今回の撮影シーンが前回の撮影シーンからあまり変化していないと（ステップＳ４０２において、ＹＥＳ）、ステップＳ４０３に進む。ステップＳ４０３では、ＣＰＵ１５は第２のモータ駆動回路１９を制御して、フォーカス駆動モータ２２によってフォーカスレンズ群３を前回の打ち上げ花火ＡＦスキャンで得られた合焦位置に駆動する。そして、ＣＰＵ１５は、合焦判定を行って（ステップＳ４０４）、スキャンＡＦを終了して、図２に示すステップＳ５に進む。
【００６６】
今回の撮影シーンが前回の撮影シーンから変化していると（ステップＳ４０２において、ＮＯ）、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５では、ＣＰＵ１５は、打ち上げ花火の発生を検出するため、ＡＦ枠、撮像センサーの読み出しレート（Ｖレート）、および電荷蓄積時間（Ｔｖ）を設定する。
【００６７】
ここでは、ＣＰＵ１５は、打ち上げ花火が鉛直方向下側から打ち上がることを考慮して、カメラ１の姿勢に基づいて鉛直方向下側に相当する撮影画面領域を含むようにＡＦ枠を少なくとも１つ設定する。なお、カメラ１の姿勢とはカメラ１の縦横位置をいい、ＣＰＵ１５は振れ検出センサー３５の出力に応じてカメラ１の姿勢を検出する。
【００６８】
さらに、打ち上げ花火の場合には、その光跡が移動するので、スキャンの時間を極力短くすることが望ましい。そして、打ち上げ花火が撮影される夜間においては低照度であるので、ＣＰＵ１５は、通常、撮像センサー５の電荷蓄積時間を長くし、かつ撮像センサー５の読み出しレートを低くして、読み出し信号（つまり、画像信号）のＳ／Ｎ比が高くなるようにする。
【００６９】
一方、打ち上げ花火を撮影する際には、暗闇に非常に明るい花火の光跡が描かれることになるので、電荷蓄積時間を短くし、かつ撮像センサー５の読み出しレートを速くしても、Ｓ／Ｎ比が十分に高い画像信号が得られる。よって、ＣＰＵ１５は、撮像センサー５の読み出しレートを速くし（例えば、１２０ｆｐｓ以上）、電荷蓄積時間を短くする（例えば、読み出しレートが１２０ｆｐｓの際には、電荷特積時間を１／１２０秒以下とする）。
【００７０】
続いて、ＣＰＵ１５は、後述するようにして、打ち上げ花火発生判定を行う（ステップＳ４０６）。ここでは、ＣＰＵ１５は、予め設定したＡＦ枠の領域において輝度（ＹＩ値）を得る。そして、ＣＰＵ１５はＹＩ値が所定の値以上であるＡＦ枠における領域形状と当該領域の重心位置の変化方向とに基づいて打ち上げ花火が発生したか否かを判定する。
【００７１】
ここで、ステップＳ４０６に示す打ち上げ花火発生判定においてＡＦ枠を用いる理由について説明する。
【００７２】
前述のように、ＡＦ評価値を得る際には、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）処理によって画像データにおける高周波成分を抽出して、当該高周波成分について累積加算などの演算処理を行って、高域側の輪郭成分量に対応する信号をＡＦ評価値とする。ところが、実際には高域側の輪郭成分量に対応する信号以外にも、輝度およびコントラストを表わす信号が得られる。
【００７３】
例えば、高域側の輪郭成分量に対応する信号の他に、次のような信号が算出されて出力される。
【００７４】
いま、総画素が約１２００万画素である撮像センサー５においては、設定されたＡＦ枠において水平方向に２４０画素が存在し、垂直方向に１０８ラインが存在するとする。水平方向の各画素に対してハイパスフィルター（ＨＰＦ）処理を施して、高周波成分を抽出する。そして、高周波成分の絶対値の最大値をライン毎に求める。
【００７５】
ここでは、ライン毎の高周波成分の絶対値の最大値をＴＥ値という。また、ＡＦ枠の各ラインで求められたＴＥ値を積算するとＴＥＳ値が得られる。さらに、ＴＥ値の最大値をＴＥＰ値という。
【００７６】
ＹＩ値はハイパスフィルター（ＨＰＦ）処理を施す前の信号値を全て加算したものであり、ＹＩ値はＡＥ処理された結果が反映されたＡＦ枠の輝度情報を示す。スキャンＡＦ中にはＡＥ処理が行われないので、露光量は変わらず、光源のフリッカー、被写体の移動、手振れなどによる絵柄の変化がない場合には輝度情報は変化しないはずであるが、実際には様々な要因によって、ＡＦスキャン中に輝度情報が変動する。
【００７７】
また、ＡＦ枠におけるライン毎にハイパスフィルター（ＨＰＦ）処理を施す前の信号値の最大値と最小値との差を求めて、当該差のうち最大のものを抽出した値がＭＭ値と呼ばれる。そして、ＴＥＳ値をＹＩ値で正規化した値がｍＴｅｓ＿Ｙｉｔｇと呼ばれる。
【００７８】
よって、打ち上げ花火が発生したか否かを検出するために合焦位置を検出するための画像信号を取得する領域であるＡＦ枠において得られたＴＥ値、ＴＥＳ値、ＴＥＰ値、ＹＩ値、ＭＭ値、およびｍＴｅｓ＿Ｙｉｔｇを用いる。これにより、打ち上げ花火のように非常にコントラストが高い被写体でも、ＣＰＵ１５はＡＦ枠において打ち上げ花火が発生したか否かを検出することができる。
【００７９】
続いて、ＣＰＵ１５は、打ち上げ花火発生判定において打ち上げ花火が発生したとされたか否かを調べる（ステップＳ４０７）。打ち上げ花火が発生していないと（ステップＳ４０７において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５はＳＷ２スイッチがオンであるか否かを確認する（ステップＳ４０８）。
【００８０】
ＳＷ２がオフであると（ステップＳ４０８において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５はステップＳ４０６の処理に戻って、打ち上げ花火発生判定を行う。一方、ＳＷ２がオンであると（ステップＳ４０８において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は、第２のモータ駆動回路１９を制御して、フォーカス駆動モータ２２によってフォーカスレンズ群３を無限定点に駆動する（ステップＳ４０９）。そして、ＣＰＵ１５は非合焦と判定し（ステップＳ４１０）、スキャンＡＦ処理を終了して、図２に示すステップＳ５の処理に進む。
【００８１】
打ち上げ花火が発生したと判定すると（ステップＳ４０７において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５はＡＦスキャン範囲の設定を行う（ステップＳ４１１）。ここでは、まず、ＣＰＵ１５は、変倍動作の結果に応じて設定されたズームレンズ群２の位置を検出する。
【００８２】
ズームレンズ群２の移動位置を検出する検出センサーを備える場合には、ＣＰＵ１５は、当該検出センサーの出力に応じてズームレンズ群２の位置を検出する。検出センサーを備えない場合には、ＣＰＵ１５は、ズームレンズ群２を駆動制御した結果に応じてズームレンズ群２の位置を検出する。
【００８３】
次に、ＣＰＵ１５は、ズームレンズ群２の位置に対応する無限遠に相当する位置の調整値ａｄｊ（ｚ，∞）（製造工程において得られたフォーカスレンズ群３の無限遠に相当する位置に対応するフォーカスレンズ群３の位置）をＥＥＰＲＯＭ２５から読み込む。そして、ＣＰＵ１５は調整値ａｄｊ（ｚ，∞）に対してズームレンズ群２の停止誤差およびカメラ１の姿勢差に応じた修正を行う。
【００８４】
ＡＦスキャン範囲を決定するためのスキャン開始位置Ｐｏｓ（ｚ，Ｓｔａｒｔ）およびスキャン終了位置Ｐｏｓ（ｚ，Ｅｎｄ）は、それぞれ次の式（２）および式（３）によって修正される。
【００８５】
Ｐｏｓ（ｚ，Ｓｔａｒｔ）＝ａｄｊ（ｚ，∞）−Ｅｒｒ（ｚ，Ｓｔａｒｔ）−Ａｎｇｌ（ｚ）−余裕量      （２）
Ｐｏｓ（ｚ，Ｅｎｄ）＝ａｄｊ（ｚ，∞）＋Ｅｒｒ（ｚ，Ｅｎｄ）＋Ａｎｇｌ（ｚ）＋余裕量      （３）
ここで、Ｅｒｒ（ｚ，Ｓｔａｒｔ）およびＥｒｒ（ｚ，Ｅｎｄ）は、それぞれズームレンズ群２の停止位置のずれが生じた際のフォーカスレンズ群３の変位量に起因する修正量である。また、Ａｎｇｌ（ｚ）は、製造工程において調整値を得る時および使用時のカメラの姿勢差に起因する修正量である。
【００８６】
なお、Ａｎｇｌ（ｚ）、Ｅｒｒ（ｚ，Ｓｔａｒｔ）、およびＥｒｒ（ｚ，Ｅｎｄ）は設計値又は測定値に基づいて製造時までに決定される。
【００８７】
図５は、図１に示すカメラにおけるフォーカスレンズ群とズーム位置との関係を示す図である。
【００８８】
図５において、横軸はズームレンズ群２の位置を示し、縦軸はフォーカスレンズ群３の位置を示す。図示のように、無限遠又は至近距離に合焦するフォーカスレンズ群３の位置はズーム位置によって異なる。∞カムおよび至近カムで示す曲線はズームレンズ群２の位置に応じて無限遠又は至近に合焦させた際のフォーカスレンズ群３の位置の変化を示す。例えば、ズーム位置Ｚｐにおいて至近に合焦するフォーカスレンズ群３の位置はＦｎｐであり、無限遠に合焦するフォーカスレンズ群３の位置はＦｉｐである。
【００８９】
いま、ズームレンズ位置Ｚｐｏにおいて、ズームレンズ群２の停止位置が設計上規定された製造公差に起因して、Ｚｐｏ−とＺｐｏ＋とで規定された停止誤差範囲に存在する可能性がある。このため、ズームレンズ位置Ｚｐｏに対応する無限遠に相当する位置の調整値ａｄｊ（ｚ，∞）を得ようとする場合、誤差を考慮する必要がある。
【００９０】
ズームレンズ位置Ｚｐｏで行うべき調整がズームレンズ位置Ｚｐｏ＋で行われたとする。この場合、撮影の際にズームレンズ位置をＺｐｏに制御したものの、実際にはＺｐｏ−に停止していたとする。すると、ズームレンズ位置Ｚｐｏ＋で得られた調整値で決定されたＡＦスキャン範囲においては、フォーカスレンズ群３の無限遠に相当する位置がＡＦスキャン範囲に含まれない。この結果、無限遠に存在する被写体に対して合焦することができない可能性がある。
【００９１】
そこで、ズームレンズ群２の停止位置がＺｐｏ−およびＺｐｏ＋である場合において、その無限遠に相当する位置に合焦するフォーカスレンズ群３の位置の差分を無限遠位置の修正量Ｅｒｒ（ｚ，∞）とする。この無限遠位置の修正量Ｅｒｒ（ｚ，∞）はズームレンズ群２の位置におけるズームレンズ群２の停止位置のずれに応じた修正量である。
【００９２】
Ａｎｇｌ（ｚ）は、製造工程において調整値を得た時と使用時とのカメラの姿勢差に起因する修正量であって、予め設定されたズームレンズ群２の位置毎に設定される。カメラ１の起動時と撮影時とにおいてカメラの姿勢が異なる場合、一般にフォーカスレンズ群３の合焦位置が異なる。フォーカスレンズ群３の構造上ガタが存在するので、重力の影響によって同一の移動量だけフォーカスレンズ群３を駆動しても停止位置が異なって、合焦位置の相異が生じる。
【００９３】
ここでは、調整時においては、カメラ１を水平に設置してカメラ１を起動して、調整値ａｄｊ（ｚ，∞）を得る。一方、撮影の際には、カメラがどのような状態で起動されるか分からない。また、起動後にカメラ１の姿勢が変わる可能性もある。そこで、次の６つの条件の組み合わせについて、起動時および撮影時におけるフォーカスレンズ群３のずれ量を予め測定してＥＥＰＲＯＭ２５に記録する。
【００９４】
起動          撮影
（１）水平          上向き
（２）水平            下向き
（３）上向き          水平
（４）上向き          下向き
（５）下向き          水平
（６）下向き          上向き
再び図４を参照して、ステップＳ４１１において、ＣＰＵ１５は、カメラ１の起動の際に記録されたカメラ姿勢とスキャンＡＦの時点におけるカメラ１の姿勢とを比較する。そして、カメラの姿勢で同一であれば零を設定し、カメラの姿勢が異なればＥＥＰＲＯＭ２５記録されたずれ量を参照する。なお、前述のように、ＣＰＵ１５はカメラ１の姿勢を振れ検出センサー３５の出力に応じて求める。
【００９５】
さらに、ＣＰＵ１５は、スキャン開始位置を位置Ｐｏｓ（ｚ，Ｓｔａｒｔ）からスキャン間隔分だけ超無限遠側の位置とし、スキャン終了位置を位置Ｐｏｓ（ｚ，Ｅｎｄ）よりスキャン間隔分だけさらに至近側の位置とする。ＡＦスキャン範囲にスキャン間隔分だけ余裕を設けるのは、無限遠又は至近距離の被写体に対して確実にＡＦ評価値のピークが存在するようにするためである。
【００９６】
無限遠又は至近距離に合焦する際のフォーカスレンズ群３の位置よりも１スキャン分だけ多くＡＦ評価値を取得すれば、合焦位置よりも低いＡＦ評価値を合焦位置の両側で取得することができる。但し、上記のスキャン開始位置およびスキャン終了位置は、フォーカスレンズ群３の駆動範囲およびその光学性能が保証される範囲で制限される。
【００９７】
続いて、ＣＰＵ１５は、打ち上げ花火発生判定に用いた領域の重心位置の時系列変化に基づいて花火の打ち上がる方向（移動方向）およびその速度を求める。さらに、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４１１で求めたスキャン開始位置からスキャン終了位置に達するまでの時間（監視時間）において、その移動方向および速度（つまり、検出結果）に応じて打ち上げ中の花火が存在する画面領域を推定する（ステップＳ４１２）。
【００９８】
次に、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４１２において推定した画面領域を含むように少なくとも１つのＡＦ枠、例えば、水平３×垂直３の９つのＡＦ枠（評価値領域）を設定する（ステップＳ４１３）。そして、ＣＰＵ１５は、後述するようにして、打ち上げ中の花火の検出判定を行う（ステップＳ４１４）。ここでは、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４１３で設定したＡＦ枠で打ち上げ中の花火が検出されたか否かを判定する。
【００９９】
続いて、ＣＰＵ１５は、打ち上げ花火がＡＦ枠で検出された否かを確認する（ステップＳ４１５）。ＡＦ枠で打ち上げ花火が検出されないと（ステップＳ４１５において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５は、打ち上げ中の花火を検出するための監視時間が所定の時間上であるか否かを判定する（ステップＳ４１６）。
【０１００】
監視時間が所定の時間未満であると（ステップＳ４１６において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５は、ＳＷ２がオンであるか否かを確認する（ステップＳ４１７）。ＳＷ２がオフであると（ステップＳ４１７において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５はステップＳ４１４の処理に戻って、打ち上げ中の花火検出判定を行う。一方、ＳＷ２がオンであると（ステップＳ４１７において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５はステップＳ４０９の処理に進んで、フォーカスレンズ群３を定点に駆動する。
【０１０１】
ＡＦ枠で打ち上げ花火が検出されると（ステップＳ４１５において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５はスキャン開始位置からスキャン終了位置までフォーカスレンズ群３を駆動制御する（スキャン：ステップＳ４１８）。これによって、ＣＰＵ１５は、スキャンＡＦ処理回路１４から複数のＡＦ評価値を得る。
【０１０２】
次に、ＣＰＵ１５は、例えば、前述の特開−２００４−１０１７６６号公報に記載の手法を用いて、複数のＡＦ評価値についてその信頼性を評価する（ステップＳ４１９）。そして、ＣＰＵ１５はＡＦ評価値に信頼性があるか否かを判定する（ステップＳ４２０）。
【０１０３】
ＡＦ評価値に信頼性がないと判定すると（ステップＳ４２０において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５はステップＳ４０９の処理に進んで、フォーカスレンズ群３を定点に駆動する。一方、ＡＦ評価値に信頼性があると判定すると（ステップＳ４２０において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５はＡＦ評価値に応じてフォーカスレンズ群３の駆動位置を求めて、当該駆動位置にフォーカスレンズ群３を駆動制御する（ステップＳ４２１）。そして、ＣＰＵ１５はステップＳ４０４の処理に進んで、合焦と判定とする。
【０１０４】
例えば、Ｐｏｓ［０］、Ｐｏｓ［１］、およびＰｏｓ［２］におけるＡＦ評価値がそれぞれｄ［０］、ｄ［１］、およびｄ［２］であるとすると、ＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ群３の位置Ｐｏｓ［Ｐｅａｋ］は、次の式（４）で求められる。
【０１０５】
Ｐｏｓ［Ｐｅａｋ］＝Ｐｏｓ［１］＋（ｄ［０］−ｄ［２］）×（Ｐｏｓ［１］−Ｐｏｓ［０］）／（ｄ［０］−ｄ［１］）／２      （４）
但し  ｄ［０］＞ｄ［１］、ｄ［０］＞＝ｄ［２］。
【０１０６】
この場合、ＡＦ評価値のピークが存在するので、ＣＰＵ１５は確実に合焦位置を求めることができる。
【０１０７】
なお、フォーカスレンズ群３の駆動位置を求める際には、複数のＡＦ評価値から駆動位置を求めるようにしてもよく、さらには、各ＡＦ評価値の信頼性に応じてＡＦ評価値を選択して、当該選択したＡＦ評価値から駆動位置を求めるようにしてもよい。
【０１０８】
ところで、打ち上げ花火のように非常に高い輝度を有しかつ移動する光源がＡＦ枠内に存在すると、光源の移動軌跡長に応じてＴＥＳ値が変動する。
【０１０９】
従って、ＡＦ枠毎に所定の値以上のＴＥ値となるライン数でＴＥＳ値を正規化した評価値（以下高ＴＥ値ライン数正規化ＴＥＳ値という）を用いて、当該評価値が最も大きくなるフォーカスレンズ群３の駆動位置を求める。これによって、打ち上げ花火のような移動光源の影響を受けずにベストのピント位置を求めることができる。
【０１１０】
花火のように非常に高い輝度を有する光源は、ベストピント位置以外では光源の面積が広がるので、平均輝度が大きくなる。このため。ＹＩ値が最も小さくなるフォーカスレンズ群３の駆動位置を求めれば、当該駆動位置をベストピント位置とすることができる。
【０１１１】
Ｐｏｓ［０］、Ｐｏｓ［１］、およびＰｏｓ［２］におけるＹＩ値がそれぞれｙ［０］、ｙ［１］、およびｙ［２］であるとする。この際、ＹＩ値が最小となるフォーカスレンズ群３の位置Ｐｏｓ［Ｐｅａｋ］は、次の式（５）で求めることができる。
【０１１２】
Ｐｏｓ［Ｐｅａｋ］＝Ｐｏｓ［１］＋（ｙ［０］−ｙ［２］）×（Ｐｏｓ［１］−Ｐｏｓ［０］）／（ｙ［０］−ｙ［１］）／２      （５）
但し  ｙ［０］＜ｄ［１］、ｙ［０］＜＝ｙ［２］。
【０１１３】
花火のような被写体ではそのコントラストが非常に高いので、Ｓ／Ｎ比を向上させるためライン毎にハイパスフィルター（ＨＰＦ）処理を施した信号の積算値を用いる必要はない。よって、ＴＥＰ値を用いてもベストピント位置を求めることができる。
【０１１４】
花火のような被写体では、ベストピント位置から外れるとボケた画像が被写体の存在しないラインに影響を与えるので、各ラインにおいてハイパスフィルター処理を施した信号を積算するとＡＦが誤動作することがある。よって、花火のような被写体においては、ＴＥＰ値を用いることが有効である。
【０１１５】
Ｐｏｓ［０］、Ｐｏｓ［１］、およびＰｏｓ［２］におけるＴＥＰ値がそれぞれｔｅｐ［０］、ｔｅｐ［１］、およびｔｅｐ［２］であるとする。この場合、ＴＥＰ値が最大となるフォーカスレンズ群３の位置Ｐｏｓ［Ｐｅａｋ］は、次の式（６）によって求めることができる。
【０１１６】
Ｐｏｓ［Ｐｅａｋ］＝Ｐｏｓ［１］＋（ｔｅｐ［０］−ｔｅｐ［２］）×（Ｐｏｓ［１］−Ｐｏｓ［０］）／（ｔｅｐ［０］−ｔｅｐ［１］）／２      （６）
但し  ｔｅｐ［０］＞ｔｅｐ［１］、ｔｅｐ［０］＞＝ｔｅｐ［２］。
【０１１７】
ＴＥＰ値、ＹＩ値、および高ＴＥ値ライン数正規化ＴＥＳ値ともに信頼性が高い場合には、最も超無限側のベストピント位置が選択される。なお、信頼性を評価する際には、図４に示すステップＳ４１９におけるＡＦ評価値の信頼性の評価と同様にして信頼性の評価が行われる。
【０１１８】
ＴＥＰ値、ＹＩ値、および高ＴＥ値ライン数正規化ＴＥＳ値のうち少なくとも１つにおいて信頼性が高くないと、高い信頼性を示す値に応じて最も超無限側のベストピント位置が選択される。そして、ＣＰＵ１５は、選択したベストピント位置にフォーカスレンズ群３を駆動制御する。
【０１１９】
その後、図４に示すステップＳ４０４の処理に進んで、ＣＰＵ１５は合焦判定を行って、図２に示すステップＳ５において合焦表示を行う。ＡＦ評価値に信頼性がないと判定した場合には、前述のように、ＣＰＵ１５はステップＳ４２０の処理からＳ４０９の処理に進む。
【０１２０】
図６は、図４に示す前回参照判定を説明するためのフローチャートである。なお、図６に示すフローチャートに係る処理はＣＰＵ１５の制御下で行われる。
【０１２１】
前回参照判定を開始すると、ＣＰＵ１５は、前回のスキャンＡＦにおいて合焦判定されたか否かを確認する（ステップＳ６０１）。つまり、ＣＰＵ１５は、前回は打ち上げ花火に合焦されたか否かを判定する。前回は打ち上げ花火に合焦されていると（ステップＳ６０１において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は現在のズーム位置が前回のスキャンＡＦにおいて合焦判定した際のズーム位置と同一のであるか否かを判定する（ステップＳ６０２）。
【０１２２】
現在のズーム位置が前回のズーム位置と同一であると（ステップＳ６０２において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は、前回のスキャンＡＦを行った後の経過時間が所定の時間以内であるか否かを判定する（ステップＳ６０３）。経過時間が所定の時間以内であると（ステップＳ６０３において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は現在のカメラ１の姿勢を確認して、現在のカメラ１の姿勢（つまり、向き）が前回のスキャンＡＦの際のカメラ１の姿勢と同一であるか否かを判定する（ステップＳ６０４）。
【０１２３】
ここでは、カメラ１の姿勢とは、例えば、カメラ１の縦横位置のことでああって、ＣＰＵ１５は振れ検出センサー３５の出力に基づいてカメラ１の姿勢を検出する。
【０１２４】
現在のカメラ１の姿勢が前回のカメラ１の姿勢と同一であると（ステップＳ６０４において、ＹＥＳ）、ステップＳ６０５に進む。ステップＳ６０５では、ＣＰＵ１５は、前回のスキャンＡＦによる撮影シーンと今回の撮影シーンとが変わらないと判定する。そして、前回参照判定を終了し、図２に示すステップＳ４０２の処理に進む。
【０１２５】
前回は打ち上げ花火に合焦されていないと（ステップＳ６０１において、ＮＯ）、ステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０６では、ＣＰＵ１５は、今回の撮影シーンが前回のスキャンＡＦにおける撮影シーンとは変わったと判定する。そして、前回参照判定を終了し、図２に示すステップＳ４０２の処理に進む。
【０１２６】
同様に、現在のズーム位置が前回のズーム位置と同一でないと（ステップＳ６０２において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５はステップＳ６０６の処理に進む。また、経過時間が所定の時間を超えると（ステップＳ６０３において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５はステップＳ６０６の処理に進む。さらに、現在のカメラ１の姿勢が前回のカメラ１の姿勢と同一でないと（ステップＳ６０４において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５はステップＳ６０６の処理に進む。
【０１２７】
図７は、図４に示す打ち上げ花火発生判定を説明するためのフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートに係る処理はＣＰＵ１５の制御下で行われる。
【０１２８】
打ち上げ花火発生判定を開始すると、ＣＰＵ１５は、第２のモータ駆動回路１９を制御して、フォーカス駆動モータ２２によってフォーカスレンズ群３を無限定点に駆動する（ステップＳ７０１）。そして、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４０５で設定したＡＦ枠毎のＹＩ値を得る（ステップＳ７０２）。
【０１２９】
続いて、ＣＰＵ１５は、ＡＦ枠毎のＹＩ値に基づいて、所定の値以上にＹＩ値（輝度）が変化したＡＦ枠が存在するか否かを判定する（ステップＳ７０３）。所定の値以上にＹＩ値が変化したＡＦ枠が存在すると（ステップＳ７０３において、ＹＥＳ）、ステップＳ７０４に進む。ステップＳ７０４では、ＣＰＵ１５は、所定の時間だけ待機する。そして、ＣＰＵ１５は、ステップＳ７０２の処理と同様に設定したＡＦ枠毎のＹＩ値を再度得る（ステップＳ７０５）。
【０１３０】
次に、ＣＰＵ１５は、ステップＳ７０３の処理と同様に、再度取得したＡＦ枠毎のＹＩ値に基づいて、所定値以上にＹＩ値が変化したＡＦ枠が存在するか否かを判定する（ステップＳ７０６）。所定の値以上にＹＩ値が変化したＡＦ枠が存在すると（ステップＳ７０６において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は、ステップＳ７０２において所定の値以上にＹＩ値が変化したＡＦ枠とステップＳ７０５において所定の値以上のＹＩ値が変化したＡＦ枠との重心位置を比較する。
【０１３１】
ここでは、ステップＳ７０２において所定の値以上にＹＩ値が変化したＡＦ枠の重心位置を第１の重心位置とする。また、ステップＳ７０５において所定の値以上のＹＩ値が変化したＡＦ枠の重心位置を第２の重心位置とする。
【０１３２】
ＣＰＵ１５は、当該比較結果に応じて第２の重心位置が第１の重心位置に対して、所定の距離以上で上側に位置するか否かを判定する。つまり、ＣＰＵ１５は、輝度変化領域の重心位置が上方向に移動したか否かを判定することになる（ステップＳ７０７）。
【０１３３】
輝度変化領域の重心位置が上方向に移動したと判定すると（ステップＳ７０７において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は、打ち上げ花火が発生したと判定して（ステップＳ７０８）、打ち上げ花火発生判定を終了し、図４に示すステップＳ４０７の処理に進む。
【０１３４】
一方、輝度変化領域の重心位置が上方向に移動しないと判定すると（ステップＳ７０７において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５は、打ち上げ花火が発生していないと判定して（ステップＳ７０９）、打ち上げ花火発生判定を終了し、図４に示すステップＳ４０７の処理に進む。
【０１３５】
同様に、ステップＳ７０３又はＳ７０６において、所定の値以上にＹＩ値が変化したＡＦ枠が存在しないと（ステップＳ７０３又はＳ７０６において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５は、ステップＳ７０９の処理に進み、打ち上げ花火が発生していないと判定する。
【０１３６】
図８は、図４に示す打ち上げ中の花火検出判定を説明するためのフローチャートである。なお、図７に示すフローチャートに係る処理はＣＰＵ１５の制御下で行われる。
【０１３７】
打ち上げ中の花火検出判定を開始すると、ＣＰＵ１５は打ち上げ中の花火を検出するためのＡＦ枠においてＹＩ値を得る（ステップＳ８０１）。そして、ＣＰＵ１５はＡＦ枠におけるＹＩ値に基づいて、所定の輝度値以上であるＹＩ値を有するＡＦ枠が存在するか否かを判定する（ステップＳ８０２）。
【０１３８】
所定の輝度値以上であるＹＩ値を有するＡＦ枠が存在すると（ステップＳ８０２において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は、打ち上げ中の花火を検出したと判定して（ステップＳ８０３）、打ち上げ中の花火検出判定を終了し、図４に示すステップＳ４１５の処理に進む。一方、所定の輝度値以上であるＹＩ値を有するＡＦ枠が存在しないと（ステップＳ８０２において、ＮＯ）、ステップＳ８０３に進む。ステップＳ８０３では、ＣＰＵ１５は、打ち上げ中の花火を検出しないと判定する。そして、打ち上げ中の花火検出判定を終了し、図４に示すステップＳ４１５の処理に進む。
【０１３９】
図９は、図７に示す輝度変化領域の重心位置が上方向に移動したか否かを判定するための手法を説明するための図である。そして、図９（Ａ）は、所定の値以上に輝度が変化した輝度変化領域の一例を示す図であり、図９（Ｂ）は、所定の値以上に輝度が変化した輝度変化領域の他の例を示す図である。
【０１４０】
図９において、上方向は振れ検出センサー３５の出力に応じて検出された重力の上方向を示す。太線枠で示す撮影画面９０１には格子状に矩形状のＡＦ枠９０２が配置されている。このＡＦ枠９０２は、図４のステップＳ４１３で説明した打ち上げ花火発生を検出するためのＡＦ枠である。
【０１４１】
図９（Ａ）において、ＡＦ枠９０２のうち網目で示されたＡＦ枠９０３〜９０４は、図７のステップＳ７０３で説明した所定の値以上にＹＩ値が変化した輝度変化領域を示す。また、図９（Ｂ）において、ＡＦ枠９０２のうち網目で示されたＡＦ枠９０６〜９１０は、図７のステップＳ７０５で説明した所定の値以上にＹＩ値が変化した輝度変化領域を示す。
【０１４２】
打ち上げ花火のように移動する高輝度光源においては、所定の値以上に輝度が変化する領域が「かたまり」として存在し、その「かたまり」が上方向に移動する。ここで、「かたまり」とは、例えば、上記の条件（ＹＩ値の変化が所定の値以上）を満たすＡＦ枠が上下左右に隣接する状態である。
【０１４３】
なお、「かたまり」が複数存在する場合には、「かたまり」を構成するＡＦ枠の数および「かたまり」の位置に基づいて、複数の「かたまり」のうちの１つを選択するようにしてもよい。また、「かたまり」が存在しない場合には、最も輝度が高いＡＦ枠を選択する。
【０１４４】
ここで、ステップＳ７０３において所定の値以上にＹＩ値が変化した輝度変化領域を第１の輝度変化領域とし、ステップＳ７０５において所定の値以上にＹＩ値が変化した輝度変化領域を第２の輝度変化領域とする。
【０１４５】
前述のステップＳ７０７において、第１の輝度変化領域の重心位置の座標は、前述の「かたまり」選択によって選択されたＡＦ枠９０３および９０４の各頂点のＸＹ座標の算術平均値である座標とする。同様に、第２の輝度変化領域の重心位置の座標は、前述の「かたまり」選択によって選択されたＡＦ枠９０６〜９１０の各頂点のＸＹ座標の算術平均値である座標とする。
【０１４６】
第１の輝度変化領域の重心位置の座標をＰ１（Ｘ１，Ｙ１）、第２の輝度変化領域の重心位置の座標をＰ２（Ｘ２、Ｙ２）とする。この２つの座標から高輝度被写体の移動方向および速度を推定する。この際、ＣＰＵ１５は座標Ｐ１を原点として、当該原点と座標Ｐ２のＸ座標との角度を求めて、当該角度が「略上方向」であれば、輝度変化領域の重心位置が上方向に移動したと判定する。例えば、上記の角度が９０度±４５度の範囲にある場合に、「略上方向」であるとする。また、移動速度は２つの座標の距離とステップＳ７０４で用いた所定の待ち時間から演算する。
【０１４７】
このように、本発明の第１の実施形態では、打ち上げ花火などのように移動する高輝度被写体を撮影する際に、移動する高輝度被写体を精度よく検出して焦点調整を行うことができる結果、移動する高輝度被写体に合焦させてピントのあった画像を得ることができる。
【０１４８】
［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態による焦点調整装置を備えるカメラの一例について説明する。なお、第２の実施形態に係るカメラの構成は、図１に示すカメラと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【０１４９】
第２の実施形態に係るカメラでは、撮影モードとして打ち上げ花火を撮影するための特殊撮影モードが設定されると、自動的に打ち上げ花火の打ち上げを検出して撮影を行う。
【０１５０】
図１０は、本発明の第２の実施形態による焦点調整装置を備えるカメラにおける焦点調整（つまり、スキャンＡＦ）を説明するためのフローチャートである。なお、図１０において、図４に示すステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。また、図１０に示すフローチャートに係る処理は、ＣＰＵ１５の制御下で行われる。
【０１５１】
ここでは、操作ＳＷ２４によって、撮影モードとして打ち上げ花火を撮影するための特殊撮影モードが設定されたものとする。撮影を開始すると、図４で説明したように、ＣＰＵ１５はステップＳ４０１およびＳ４０２の処理を行う。そして、ステップＳ４０２において今回の撮影シーンが前回の撮影シーンからあまり変化していないと、ＣＰＵ１５はステップＳ４０３において、フォーカスレンズ群３を前回の打ち上げ花火ＡＦスキャンで得られた合焦位置に駆動する。
【０１５２】
ステップＳ４０３の処理の後、ＣＰＵ１５は露光開始判定を行う（ステップＳ１００１）。そして、露光開始を行わないと判定すると（ステップＳ１００１において、ＮＯ）、ＣＰＵ１５は待機する。一方、露光を開始すると判定すると（ステップＳ１００１において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１５は露光処理（つまり、撮影）を行う（ステップＳ１００２）。そして、ＣＰＵ１５は撮影処理を終了する。
【０１５３】
ステップＳ１００１における露光開始判定では、まず、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４１８の処理においてスキャンＡＦを行った際に得られた打ち上げ花火の進行方向と推定される領域に露光開始判定を行うための監視領域（ＡＦ枠）を設定する。例えば、図９（Ｂ）に示すＡＦ枠９０９および９１０を監視領域とする。
【０１５４】
次に、ＣＰＵ１５は当該ＡＦ枠９０９および９１０においてＹＩ値を得て、ＹＩ値が所定の値以上のＡＦ枠が存在するか否かを確認する。そして、ＣＰＵ１５は監視領域の少なくとも１つにおいてＹＩ値が所定の値以上であると、露光開始と判定する。
【０１５５】
図１０においては、ステップＳ４０７の処理において、打ち上げ花火が発生していないと、ＣＰＵ１５はステップＳ４０６の処理に戻って、打ち上げ花火発生判定を行う。そして、ステップＳ４０７において、打ち上げ花火が発生したと判定すると、ＣＰＵ１５は、ステップＳ４１１の処理に進んで、ＡＦスキャン範囲の設定を行う。
【０１５６】
また、ステップＳ４１６の処理において、監視時間が所定の時間未満であると、ＣＰＵ１５はステップＳ４１４の処理に戻って、打ち上げ中の花火検出判定を行う。一方、ステップＳ４１６の処理において、監視時間が所定の時間以上であると、ＣＰＵ１５はステップＳ４０９の処理に進んで、フォーカスレンズ群３を定点に駆動する。そして、ステップＳ４０９の処理の後、ＣＰＵ１５はステップＳ１００１の処理に進んで、露光開始判定を行う。
【０１５７】
なお、ステップＳ４２１において、ＣＰＵ１５はＡＦ評価値に応じて得られた駆動位置にフォーカスレンズ群３を駆動制御した後、ステップＳ１００１の処理に進んで、露光開始判定を行う。
【０１５８】
このように、本発明の第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、打ち上げ花火などのように移動する高輝度被写体を撮影する際に、移動する高輝度被写体を精度よく検出して焦点調整を行うことができる。この結果、移動する高輝度被写体に合焦させてピントのあった画像を得ることができる。
【０１５９】
さらに、第２の実施形態においては、ＳＷ２のオン／オフに拘わらず、撮影モードとして打ち上げ花火を撮影するための特殊撮影モードが設定されると、自動的に打ち上げ花火の打ち上げを検出して撮影を行うことができる。
【０１６０】
なお、上述の実施の形態では、撮像装置としてコンパクトタイプのデジタルカメラを例に挙げて説明したが、デジタルビデオカメラ又はデジタルＳＬＲ（デジタル一眼レフカメラ）にも適用することができる。さらに、撮像センサーとして、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ又はＣＣＤが用いられる。
【０１６１】
上述の説明から明らかなように、図１に示す例においては、スキャンＡＦ処理回路１４およびＣＰＵ１５が算出手段として機能し、ＣＰＵ１５が第１の設定手段、推定手段、および第２の設定手段として機能する。そして、ＣＰＵ１５、第２のモータ駆動回路１９、およびフォーカス駆動モータ２２が焦点調整手段として機能する。なお、振れ検出センサー３５および振れ検出回路３４は、撮像光学系の姿勢を検出する検出手段として機能する。
【０１６２】
また、図１において、少なくとも撮影レンズ鏡筒３１、撮像素子５、撮像回路６、およびＡ／Ｄ変換回路７が撮像手段を構成する。そして、ＣＰＵ１５、タイミングジェネレータ１６、センサードライバー１７、第１のモータ駆動回路１８、および絞り駆動モータ２１は制御手段として機能する。
【０１６３】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【０１６４】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を焦点調整装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを焦点調整装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【０１６５】
上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも算出ステップ、第１の設定ステップ、推定ステップ、第２の設定ステップ、および焦点調整ステップを有している。
【０１６６】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。つまり、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種の記録媒体を介して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など）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１６７】
５  撮像素子
６  撮像回路
１０  画像表示装置（ＬＣＤ）
１１  圧縮／伸長回路
１３  ＡＥ処理回路
１４  スキャンＡＦ処理回路
１５  ＣＰＵ
３１  撮影レンズ鏡筒
３５  振れ検出センサー
３６  顔検出回路
【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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