(57)【要約】【課題】  連続撮影間中にスキャン可能で、かつ追従性を向上するスキャン設定を行い、動く被写体への追従性を向上させる焦点調節技術を提供すること。【解決手段】  連続撮影間中にフォーカスレンズを移動させる際の移動範囲の中心位置を記憶されている過去の撮影の際のフォーカスレンズの位置から演算し、当該演算された中心位置に応じてフォーカスレンズの移動範囲をずらして合焦状態を取得し、当該合焦状態から被写体に焦点が合う位置にフォーカスレンズを移動させるようにする。【選択図】  図５
2008197676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
前記フォーカスレンズを予め決められた範囲移動させ、当該予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動に伴って得られる撮像手段からの出力信号に基づいて焦点状態を判断し、被写体像が合焦状態となるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記制御手段によって得られたフォーカスレンズの合焦位置を記憶する記憶手段とを備え、
前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの位置に基づいて、フォーカスレンズを移動させる際の移動範囲の基準位置を演算し、当該演算された基準位置に応じて前記フォーカスレンズの移動範囲を被写体移動方向にずらすことを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記フォーカスレンズの移動範囲を被写体移動方向にずらす際に、前記基準位置の演算に基づく移動範囲よりも広い範囲移動させ、焦点状態を判断することを特徴とする請求項１記載の焦点調節装置。
【請求項３】
前記制御手段は、合焦状態の際のフォーカスレンズの位置を記憶しておき、当該記憶されているフォーカスレンズの位置に基づいて、前記基準位置を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
前記制御手段は、連続撮影の際に、前記基準位置の演算を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
前記フォーカスレンズを予め決められた範囲移動させ、当該予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動に伴って得られる撮像手段からの出力信号に基づいて焦点状態を判断し、被写体像が合焦状態となるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、
複数回撮像を行うよう指示する指示手段とを備え、
前記指示手段の指示があった場合、前記制御手段は、複数回のそれぞれの撮像の前に前記予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動を所定速度で行い焦点状態を判断するとともに、当該所定速度での移動の前に当該焦点状態を判断する位置へ当該所定速度よりも速い速度で前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項６】
前記所定速度での移動範囲が被写体の移動に伴ってずれるよう当該それぞれの所定速度での移動の前に前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする請求項４に記載の焦点調節装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点調節装置と、さらに撮像素子を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、前記フォーカスレンズを予め決められた範囲移動させ、当該予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動に伴って得られる撮像手段からの出力信号に基づいて焦点状態を判断し、被写体像が合焦状態となるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段によって得られたフォーカスレンズの合焦位置を記憶する記憶手段とを備えた焦点調節装置の制御方法であって、
前記記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの位置に基づいて、フォーカスレンズを移動させる際の移動範囲の基準位置を演算し、当該演算された基準位置に応じて前記フォーカスレンズの移動範囲を被写体移動方向にずらすよう制御することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記フォーカスレンズを予め決められた範囲移動させ、当該予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動に伴って得られる撮像手段からの出力信号に基づいて焦点状態を判断し、被写体像が合焦状態となるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、複数回撮像を行うよう指示する指示手段とを備えた焦点調節装置の制御方法であって、
前記指示手段の指示があった場合、複数回のそれぞれの撮像の前に前記予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動を所定速度で行い焦点状態を判断するとともに、当該所定速度での移動の前に当該焦点状態を判断する位置へ当該所定速度よりも速い速度で前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調整技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子カメラでは、撮像素子に結像した被写体像の輝度信号の高周波成分が最大となるレンズ位置を所望する被写体像が合焦状態となる合焦位置として焦点調節を行う。被写体像の輝度信号の高周波成分が高いということは被写体像のコントラストが高いということで、低い場合に比べて焦点が合っていることを示す（以下、合焦状態を示す指標として、焦点評価値とする）。これは、いわゆるコントラスト検出方式の焦点調整技術である（例えば「ＮＨＫ技術研究報告（昭和４０年、第１７巻、第１号、通算８６号、第２１頁から第３７頁）」）。このようなコントラスト検出方式においては、フォーカスレンズを予め決められた範囲移動させて当該範囲の合焦状態を取得する動作であるスキャン動作を行う場合がある。そして、被写体が合焦する位置にフォーカスレンズを移動させる。
【０００３】
こうした動作を行うため、撮影間隔の短いいわゆる連続撮影においては、スキャン動作を行う時間が限られ、合焦位置を捕らえることが困難になる。また、連続撮影で次々と撮影される画像の現像や変換等の各種画像処理によりシステムの負荷が大きくなる。これらの理由により、連続撮影の際は撮像１回目のフォーカスレンズ位置でフォーカスがロックされることが多くなっている。
【０００４】
一方で、連続撮影は動く被写体を撮像することが一般的に多い。このことは、連続撮影の際の撮影回数を増やすことが技術的に可能になっていることを考慮すれば問題が大きい。すなわち、前述のようなフォーカスロックでは撮影回数が増すにつれ、動く被写体に焦点の合っていないピントの外れた画像が撮影されることになる。
【０００５】
この問題に対し、例えば、特許文献１では、連続する撮影の際、それまでの合焦位置の移動方向に基づいてスキャン範囲を異ならせることが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１２２７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記の特許文献１には、走査範囲の振り分け幅を異ならせることについて開示されている。しかし、被写体の移動量が大きい場合には合焦位置がスキャン範囲から外れてしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、焦点状態を取得する時間を確保しつつ、動く被写体への追従性を向上させた焦点調節技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために本願開示の焦点調節に係る技術的思想は、フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、前記フォーカスレンズを予め決められた範囲移動させ、当該予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動に伴って得られる撮像手段からの出力信号に基づいて焦点状態を判断し、被写体像が合焦状態となるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段によって得られたフォーカスレンズの合焦位置を記憶する記憶手段とを備え、前記制御手段は、前記記憶手段に記憶されているフォーカスレンズの位置に基づいて、フォーカスレンズを移動させる際の移動範囲の基準位置を演算し、当該演算された基準位置に応じて前記フォーカスレンズの移動範囲を被写体移動方向にずらす。
【０００９】
また、別の技術思想は、フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記フォーカスレンズを予め決められた範囲移動させ、当該予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動に伴って得られる撮像手段からの出力信号に基づいて焦点状態を判断し、被写体像が合焦状態となるよう前記駆動手段を制御する制御手段と、複数回撮像を行うよう指示する指示手段とを備え、前記指示手段の指示があった場合、前記制御手段は、複数回のそれぞれの撮像の前に前記予め決められた範囲のフォーカスレンズの移動を所定速度で行い焦点状態を判断するとともに、当該所定速度での移動の前に当該焦点状態を判断する位置へ当該所定速度よりも速い速度で前記フォーカスレンズを移動させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の焦点調節に係る技術的思想によれば、焦点調節動作に要する時間を短くしつつ、動く被写体への追従性を従来に比して画期的に向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は本発明の実施例を適用した電子カメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【００１３】
１０１はズーム機構を含む撮影レンズ、１０２は光量を制御する絞り及びシャッター、１０３はＡＥ処理部、１０４は後述する撮像素子上に焦点をあわせるための焦点調節光学系としてのフォーカスレンズである。１０５はＡＦ処理部である。ＡＦ処理部１０５については後述する図４の説明において触れる。１０６はストロボ、１０７はＥＦ処理部、１０８は被写体からの反射光を電気信号に変換する受光手段又は光電変換手段としての撮像素子である。
【００１４】
１０９は撮像素子１０８の出力ノイズを除去するＣＤＳ回路やＡ／Ｄ変換前に行う非線形増幅回路を含むＡ／Ｄ変換部、１１０は画像処理部、１１１はＷＢ処理部である。１１２はフォーマット変換部、１１３は高速な内蔵メモリ（例えばランダムアクセスメモリなど、以下ＤＲＡＭと記すこともある）、１１４はメモリーカードなどの記録媒体とそのインターフェースからなる画像記録部、１１５は撮影シーケンスなどシステムを制御するシステム制御部、１１６は画像表示用メモリ（以下ＶＲＡＭと記すこともある）である。１１７は画像表示の他、操作補助のための表示やカメラ状態の表示の他、撮影時には撮影画面と測距領域を表示する操作表示部、１１８はカメラを外部から操作するための操作部である。１１９はプログラム、風景、人物、スポーツなどの撮影モードを設定する撮影モードスイッチ、１２０は１枚撮影、連続撮影（連写）、セルフタイマー撮影などのドライブモード設定を行うドライブモードスイッチである。ここで、連写モードとは、後述する撮影スイッチＳＷ２の押下されている間、画像記録を繰り返すモードである。
【００１５】
１２１は後述するＳＷ１を押さなくても被写体にピントを合わせる動作を続けるコンティニュアスＡＦモードと、スキャン動作後にピントを合わせ、その後そのフォーカスレンズ位置を維持するシングルＡＦモードを選択するＡＦモードスイッチである。１２２はシステムに電源を投入するためのメインスイッチ、１２３はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作を行うためのスイッチ（以下ＳＷ１と記す）、１２４はＳＷ１の操作後、撮影を行う撮影スイッチ（以下、ＳＷ２と記す）である。
【００１６】
前記１１３のＤＲＡＭは一時的な画像記憶手段としての高速バッファとして、あるいは画像の圧縮伸張における作業用メモリなどに使用される。前記１１８の操作部は、例えば次のようなものが含まれる。撮像装置の撮影機能や画像再生時の設定などの各種設定を行うメニュースイッチ、撮影レンズのズーム動作を指示するズームレバー、撮影モードと再生モードの動作モード切換えスイッチ、などである。
【００１７】
以下、図２を参照しながら上記説明した電子カメラの動作フローについて詳述する。以下の動作フローは、特に明記しない限り、システム制御１１５が行う制御処理に基づく動作である。
【００１８】
まず、ステップＳ２０１でメインスイッチ１２２の状態を検出し、ＯＮであればステップＳ２０２へ進む。ここでメインスイッチ１２２の機能はシステムに電源を投入することである。ステップＳ２０２では画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ２０３へ進み、そうでなければステップＳ２０４へ進む。ステップＳ２０３では画像記録部１１４の残容量が０であることを警告してステップＳ２０１に戻る。警告は操作表示部１１７に表示するか又は図示しない音声出力部から警告音を出すか、又はその両方を行なってもよい。
【００１９】
ステップＳ２０４ではＡＦモードがコンティニュアスＡＦモードであるかシングルＡＦモードであるかを検出する。コンティニュアスＡＦモードであればステップＳ２０５へ、シングルＡＦモードであればステップＳ２０６へ進む。ステップＳ２０５では後述する図３のフローチャートに従ってコンティニュアスＡＦを行う。
【００２０】
ステップＳ２０６ではスイッチＳＷ１の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０８へ進み、そうでなければステップＳ２０７へ進む。ここでＳＷ１の機能は、ＡＦやＡＥなどの撮影スタンバイ動作を行うことである。ステップＳ２０７ではメインスイッチ１２２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２０４へ、そうでなければステップＳ２０１へ進む。ステップＳ２０８ではＡＥ処理部１０３で画像処理部１１０の出力からＡＥ処理を行う。
【００２１】
ステップＳ２０９では後述する図４のフローチャートに従ってＡＦ動作を行う。ステップＳ２１０はＳＷ２の状態を調べ、ＯＮであればステップＳ２１２へ、そうでなければステップＳ２１１へ進む。ここでＳＷ２の機能はＳＷ１の操作後撮影を行うことである。ステップＳ２１１ではＳＷ１の状態を調べ、ＯＮでなければステップＳ２０４へ戻り、ＯＮであればステップＳ２１０へ戻ってＳＷ２がＯＮされるかＳＷ１がＯＦＦされるまでフォーカスをロックする。ステップＳ２１２では後述する図１１のフローチャートに従って撮影動作を行う。ステップＳ２１３では画像記録部１１４の残容量を調べ、残容量が０であればステップＳ２０３へ進み、そうでなければステップＳ２１４へ進む。
【００２２】
ステップＳ２１４では、ドライブモードスイッチ１２０により連続撮影モードに設定されているか、または撮影モードスイッチ１１９により連続撮影モードがデフォルト設定となる撮影モードに設定されているかを検出する。連続撮影モードであればステップＳ２１６へ、そうでなければステップＳ２１５へ進む。ステップＳ２１５ではＳＷ２がＯＮの間は撮影画像を表示部１１７に表示し、ＳＷ２がＯＦＦであればステップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１６ではＳＷ２がＯＮでなければステップＳ２１１へ進み、ＯＮであれば連続撮影撮影のためステップＳ２０９へ戻り、後述する図４のフローチャートに従って連続撮影モードの際のＡＦ動作へと進む。
【００２３】
以下、図２のフローチャートにおけるＳ２０５のコンティニュアスＡＦのサブルーチンについて、図３のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図３は図２のフローチャートにおけるコンティニュアスＡＦ（ステップＳ２０５）のサブルーチンのフローチャートであって、システム制御部１１５の制御処理に基づきＡＦ処理部１０５等が処理を行う。
【００２４】
まずステップＳ３０１では、ＡＦ処理部１０５での処理の結果、焦点評価値を取得する。ステップＳ３０２では、システム制御部１１５が、ピーク検出フラグがＴＲＵＥであるかどうかを調べ、ＴＲＵＥであればステップＳ３１７へ進み、ＴＲＵＥでなければステップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０３では、フォーカスレンズ１０４の現在位置を取得する。ステップＳ３０４では、焦点評価値の取得及びフォーカスレンズ１０４の現在位置の取得をカウントするための取得カウンタに１を加える。この取得カウンタは、初期化動作（図示略）において予め０に設定されているものとする。ステップＳ３０５では、取得カウンタの値が１かどうかを調べ、取得カウンタの値が１ならば、ステップＳ３０７へ進み、取得カウンタの値が１でなければステップＳ３０６へ進む。
【００２５】
ステップＳ３０６では、「今回の焦点評価値」が「前回の焦点評価値」よりも大きいかどうかを調べる。「今回の焦点評価値」が「前回の焦点評価値」よりも大きければステップＳ３０７へ進み、そうでなければステップＳ３１３へ進む。ステップＳ３０７では、今回の焦点評価値を焦点評価値の最大値としてシステム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。ステップＳ３０８では、フォーカスレンズ１０４の現在の位置を焦点評価値のピーク位置としてシステム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。ステップＳ３０９では、今回の焦点評価値を前回の焦点評価値としてシステム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。ステップＳ３１０では、フォーカスレンズ１０４の現在位置が測距のスキャン範囲の端にあるかどうかを調べる。フォーカスレンズ１０４の現在位置がスキャン範囲の端にあれば、ステップＳ３１１へ進み、そうでなければステップＳ３１２へ進む。ステップＳ３１１では、フォーカスレンズ１０４の移動方向を反転する。ステップＳ３１２では、フォーカスレンズ１０４を所定量移動するよう信号を出力する。
【００２６】
ステップＳ３１３では、「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きいかどうかを調べる。「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きければステップＳ３１４へ進み、そうでなければステップＳ３０９へ進む。ここで「焦点評価値の最大値−今回の焦点評価値」が所定量より大きいこと、即ち最大値から所定量減少していれば、その最大値に対応するピーク位置を合焦位置とみなす。ステップＳ３１４では、前記ステップＳ３０８で記憶した焦点評価値の最大値に対応するピーク位置へフォーカスレンズ１０４を移動させる。ステップＳ３１５では、ピーク検出フラグをＴＲＵＥとする。ステップＳ３１６では、取得カウンタを０とする。
【００２７】
ステップＳ３１７では、システム制御部１１５が今回の焦点評価値が焦点評価値の最大値に対して所定割合以上変動したかどうかを調べる。所定割合以上の大きな変動をしていればステップＳ３１９へ進み、小さな変動であればステップＳ３１８へ進む。ステップＳ３１８ではフォーカスレンズ１０４の位置をそのまま保持する。ステップＳ３１９では、焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を再び求め直すため、ピーク検出フラグをＦＡＬＳＥとし、焦点評価値の最大値およびピーク位置をリセットする。
【００２８】
以上のようにして、コンティニュアスＡＦ動作では常に合焦状態となるようにフォーカスレンズを駆動する。
【００２９】
以下、図２のフローチャートにおけるステップＳ２０９のＡＦ動作のサブルーチンについて、図４のフローチャートおよび図５を参照しながら説明する。ここに、図４は図２のフローチャートにおけるＡＦ動作（ステップＳ２０９）のサブルーチンのフローチャートであって、システム制御部１１５の制御処理に基づく。また、図５はスキャン範囲設定方法を説明する図で、横軸に撮影回数、縦軸にフォーカスレンズの位置を示したものである。
【００３０】
まずステップＳ４０１では、ドライブモードスイッチ１２０により連続撮影モードに設定されているか、または撮影モードスイッチ１１９により連続撮影モードがデフォルト設定となる撮影モードに設定されているかを調べる。連続撮影モードであればステップＳ４１２へ、そうでなければステップＳ４０２へ進む。
【００３１】
ステップＳ４０２ではＡＦモードスイッチ１２１によりＡＦモード設定がコンティニュアスＡＦモードであるかシングルＡＦモードであるかを調べる。コンティニュアスＡＦモードであればステップＳ４０３へ、コンティニュアスＡＦモードでなければステップＳ４０５へ進む。ステップＳ４０３では、前述の図３のフローチャートにおけるピーク検出フラグがＴＲＵＥであるかどうかを調べる。ＴＲＵＥであればステップＳ４０４へ進み、ＴＲＵＥでなければステップＳ４０５へ進む。
【００３２】
ステップＳ４０４では、合焦精度を向上させることを主な目的として現在のフォーカスレンズ位置を中心とした所定の狭いスキャン幅のスキャン範囲を設定する。コンティニュアスＡＦ動作により焦点評価値が最大値を示す合焦位置付近にフォーカスレンズが位置するためである。
【００３３】
ここでＳ４０４でのスキャン範囲の設定は、後述する図７のフローチャートによる合焦判定に必要なスキャンデータ数を満たすと同時に、スキャン時間が不必要に長くならないように設定する。また、スキャン中のフォーカスレンズの速度は、スキャンごとに変えてもかまわない。例えば、至近側のスキャン動作の際には、フォーカスレンズの速度を速くするようにしても構わない。これは、至近側ではより像面速度が速くなることを考慮したものである。
【００３４】
一方ステップＳ４０５では、設定されたモードに対応するスキャン可能範囲全域をスキャン範囲に設定する。
【００３５】
ステップＳ４０６では、後述する図６のフローチャートに従って、ステップＳ４０４もしくはステップＳ４０５で設定されたスキャン範囲のスキャン動作を行う。ステップＳ４０７では、ステップＳ４０６で取得した合焦状態から後述する図７のフローチャートにしたがって合焦判定を行う。
【００３６】
ステップＳ４０８では、ステップＳ４０７における合焦判定の結果が「○」であればステップＳ４０９へ進み、「×」であればステップＳ４１０へ進む。ステップＳ４１０では、設定されたモードにおけるスキャン可能範囲全域のスキャンが済んでいるかを調べる。全域スキャン済みであればステップＳ４１１へ進み、全域スキャン未完了であればステップＳ４０５へ戻る。ステップＳ４０９では、ステップＳ４０６または後述のステップＳ４１８のスキャン動作において計算したピーク位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。ステップＳ４１１では定点と呼ばれるあらかじめ設定された位置へフォーカスレンズ１０４を移動する。
【００３７】
ここまでのＡＦ動作は連続撮影モードでない撮像の際のＡＦ動作に相当し、設定されたＡＦモード（コンティニュアスＡＦモード、シングルＡＦモード）によってスキャン範囲の設定が変更されている。一方、次に連続撮影モードが設定されている場合のＡＦ動作を説明する。
【００３８】
ステップＳ４１２では、システム制御部１１５が連続撮影の１回目の撮像であるかどうか調べる。連続撮影の１回目であればステップＳ４０３へ進み、連続撮影の１回目の撮像でなければステップＳ４１３へ進む。連続撮影の１回目の際は、コンティニュアスＡＦと同じ動作となる。これはステップＳ４０４においてＳ４０５を経由する場合よりも狭いスキャン範囲が設定され、レリーズタイムラグが短くなることを期待している。
【００３９】
ステップＳ４１３では、システム制御部１１５が連続撮影の２回目であるかどうか調べる。連続撮影の２回目であればステップＳ４１４へ進み、連続撮影の２回目でなければステップＳ４１５へ進む。ステップＳ４１４では、連続撮影の１回目の撮像の際のフォーカスレンズ１０４の位置（ピーク位置ＦＰ１）をスキャン範囲の基準位置として中心ＯｂｊＰ２として設定する。スキャン範囲は連続撮影の際の撮像間時間を延ばさないことを優先して設定される。これは、連続撮影間内に行われる処理、例えば撮像素子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動作が終了することができるスキャン範囲を設定する。
【００４０】
ステップＳ４１５では、システム制御部１１５が連続撮影の３回目であるかどうか調べる。連続撮影の３回目であればステップＳ４１６へ進み、連続撮影の３回目でなければステップＳ４１７へ進む。ステップＳ４１６では、合焦位置履歴情報として連続撮影の１回目、２回目の２つの合焦位置（ピーク位置ＦＰ１、ＦＰ２）に関する情報がある。連続撮影間の時間は一定であるとして、１次近似により被写体距離の予測（３回目の撮像の際のピーク位置の予測）を行ってスキャン範囲の基準位置として中心位置ＯｂｊＰ３を式（１）より求める。
ＯｂｊＰ３＝ＦＰ２＋（ＦＰ２−ＦＰ１）×ＦｐＡｄｊ３      （１）
なおパラメータＦｐＡｄｊ（ｎ）は、被写体距離の予測の結果と直前の合焦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。図５のフォーカスレンズ位置を示す図はＦｐＡｄｊ（ｎ）を１としている。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。
【００４１】
ステップＳ４１７では、合焦位置履歴情報として少なくとも３回の合焦位置に関する情報がある。したがって、連続撮影間の時間は一定であるとすれば、２次近似により被写体距離の予測（今回の撮像の際のピーク位置の予測）を行ってスキャン範囲の基準位置として中心位置ＯｂｊＰ４を式（２）より求める。このようにして演算された中心位置ＯｂｊＰ４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。
ＯｂｊＰ４＝（ＦＰ１−３ＦＰ２＋３ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３（１−ＦｐＡｄｊ４）
＝（ＦＰ１−３ＦＰ２＋２ＦＰ３）×ＦｐＡｄｊ４＋ＦＰ３      （２）
同様にして５回目以降の連続撮影の際には、２次近似により被写体距離の予測（今回の撮像の際のピーク位置の予測）を行ってスキャン範囲の基準位置として中心位置ＯｂｊＰ（ｎ）を式（３）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）      （３）
そして、ステップＳ４１８において、後述する図６のフローチャートに従ってスキャンを行い、ステップＳ４０９でピーク位置（前回の撮影の際のピーク位置の場合もある。）へフォーカスレンズ１０４を移動する。
【００４２】
なお、連続撮影の２回目以降においては、ステップＳ４０７のような合焦判定を行わない。これは、後述する図７のフローチャートによる合焦判定結果が「×」となるような場合であっても、定点へフォーカスレンズ１０４を駆動して撮影するよりも、前回の撮影の際のピーク位置で撮影した方がボケの小さい可能性が高いと考えられるためである。
【００４３】
また、上記実施例の説明においては、１回目の撮影である場合において（Ｓ４１２）、コンティニュアスＡＦモードと同様のモードへ移行するとした。この点、連続撮影モードの際に次のようにすることによって、１回目の撮影の際の中心位置の演算を行うことができる。すなわち、連続撮影モードが設定されている場合には、図２のＳ２０４においてコンティニュアスＡＦモードへ移行するよう予め設定することである。このようにすれば、ＳＷ１の前の合焦点の情報から、連続撮影の際の１回目から中心位置を演算で求めて予測することができる。
【００４４】
以下、図６のフローチャートを参照しながら図４のフローチャートにおけるスキャン動作（ステップＳ４０６、ステップＳ４１８）のサブルーチンを説明する。ここに図６は、図４のフローチャートにおけるスキャン動作（ステップＳ４０６、ステップＳ４１８）のサブルーチンのフローチャート図で、システム制御部１１５の制御処理に基づく。
【００４５】
まず、ステップＳ６０１ではフォーカスレンズ１０４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。
【００４６】
スキャン開始位置は、本実施例においては、設定されたスキャン範囲の一端に設定される。なお、本実施例のように一端としない場合も考えられるが、その分スキャン動作に時間を要してしまう場合がある。ステップＳ６０２では、撮像領域内に設定されるＡＦフレームに対応する領域の焦点評価値とフォーカスレンズ１０４の位置をシステム制御部１１５に内蔵される図示しない演算メモリに記憶する。ステップＳ６０３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、終了位置であればステップＳ６０５へ、そうでなければステップＳ６０４へ進む。前記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。ステップＳ６０４ではフォーカスレンズ１０４を駆動して所定の方向へ所定量動かす。ステップＳ６０５では、ステップＳ６０２で記憶した焦点評価値とそのレンズ位置から、焦点評価値が最大となる位置に対応するフォーカスレンズのピーク位置を計算する。
【００４７】
図１２は、連続撮影の際の、フォーカスレンズの移動を時間遷移で表わした図である。すなわち、１回目の撮影の際には、フォーカスレンズの現在位置ａ１からスキャン開始位置ａ２へスキャン動作中の速度より速い速度で移動するようシステム制御部１１５が制御する。その後、スキャン開始位置ａ２からスキャン動作を行う。これにより、フォーカスレンズがピーク位置ＦＰ１において停止し、２回目の撮影の際には当該ＦＰ１が現在のフォーカスレンズ位置ｂ１としてスキャン開始位置ｂ２までスキャン動作中の速度より速い速度で移動するようシステム制御部１１５が制御する。さらに、２回目の撮影の際のピーク位置ＦＰ２をフォーカスレンズの現在位置Ｃ１として、上述したようにして算出されたスキャン開始位置Ｃ２へ高速に移動させる。
【００４８】
同様にして、ｄ１からｄ２においても、その後のスキャン動作よりも高速にフォーカスレンズを移動させる。このようにすることにより、スキャン範囲を十分に確保でき、かつ被写体距離が大きく移動するような場合においても追従性の高い焦点調節を行うことができる。
【００４９】
以下、図７〜図１０を参照しながら図４のフローチャートにおける合焦判定（ステップＳ４０７）のサブルーチンを説明する。
【００５０】
図１０に、横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸に焦点評価値をとった山状の合焦状態を表わす図を示す。このような山状に焦点評価値が現れているか否かを、焦点評価値の最大値と最小値の差、一定値（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上の傾きで傾斜している部分の長さ、傾斜している部分の勾配から判断する。これにより、合焦判定を行う。合焦判定における判定結果は、以下に示すように「○」、「×」で出力される。
【００５１】
「○」は、焦点評価値のピーク位置から、被写体の焦点調節が可能である。「×」は、被写体のコントラストが不十分、もしくはスキャンした距離範囲外の距離に被写体が位置する。
【００５２】
ここで図１０に示すように、山の頂上（Ａ点）から傾斜が続いていると認められる点をＤ点、Ｅ点とし、Ｄ点とＥ点の幅を山の幅Ｌ、Ａ点とＤ点の焦点評価値の差ＳＬ１とＡ点とＥ点の焦点評価値の差ＳＬ２の和ＳＬ１＋ＳＬ２をＳＬとする。
【００５３】
図７は、図４のフローチャートにおける合焦判定（ステップＳ４０７）のサブルーチンのフローチャートで、システム制御部１１５の制御処理に基づく。
【００５４】
まずステップＳ７０１において、焦点評価値の最大値と最小値、及び最大値を与えるスキャンポイントｉｏを求める。次にステップＳ７０２では、焦点評価値の山の幅を表す変数Ｌ、山の勾配を表す変数ＳＬをともに零に初期化する。ステップＳ７０３では、最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における遠側端の位置か否かを調べ、遠側端位置でないならばステップＳ７０４へ進み無限遠方向への単調減少を調べる。遠側端位置であったならば、この処理をスキップしステップＳ７０５に進む。
【００５５】
ここでステップＳ７０４における無限遠方向への単調減少を調べる処理について説明する。図８にそのフローチャートを示す。
【００５６】
まずステップＳ８０１において、カウンタ変数ｉをｉｏに初期化する。ステップＳ８０２では、スキャンポイントｉにおける焦点評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分無限遠よりのスキャンポイントｉ−１における焦点評価値の値ｄ［ｉ−１］の差を所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒと比較する。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒであれば、無限遠方向への単調減少が生じていると判断し、ステップＳ８０３に進む。そして、焦点評価値が一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ（山の幅）を表す変数Ｌ、単調減少区間における減少量を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ  ＝  Ｌ＋１、
ＳＬ＝  ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］）
一方、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ−１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒでなければ、無限遠方向への単調減少は生じていないと判断し、無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ７０５へ進む。
【００５７】
無限遠方向への単調減少をチェックする処理を継続する場合はステップＳ８０４へ進み、ｉ＝ｉ−１として、検出をする点を１スキャンポイント無限遠側に移す。ステップＳ８０５では、カウンタｉがスキャンを行った所定範囲における遠側端位置の値（＝０）になったかどうかをチェックする。カウンタｉの値が０、すなわち単調減少を検出する開始点がスキャンを行った所定範囲における遠側端位置に達したならば、無限遠方向への単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ７０５へ進む。
【００５８】
以上のようにしてｉ＝ｉｏから無限遠方向への単調減少をチェックする。
【００５９】
ステップＳ７０５では、最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における至近端の位置か否かを調べ、至近端位置でないならばステップＳ７０６へ進み至近端方向への単調減少を調べる。至近端位置であったならば、この処理をスキップしステップＳ７０７に進む。
【００６０】
ここでステップＳ７０６における至近端方向への単調減少を調べる処理について説明する。図９にそのフローチャートを示す。
【００６１】
まずステップＳ９０１において、カウンタ変数ｉをｉｏに初期化する。ステップＳ９０２では、スキャンポイントｉにおける焦点評価値の値ｄ［ｉ］と、ｉより１スキャンポイント分至近端よりのスキャンポイントｉ＋１における焦点評価値の値ｄ［ｉ＋１］の差を所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒと比較する。ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒであれば、至近端方向への単調減少が生じていると判断し、ステップＳ９０３に進む。そして、焦点評価値が一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さ（山の幅）を表す変数Ｌ、単調減少区間における減少量を表す変数ＳＬを以下の式に従い更新する。
Ｌ  ＝  Ｌ＋１、
ＳＬ＝  ＳＬ＋（ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］）
一方、ｄ［ｉ］−ｄ［ｉ＋１］＞＝ＳｌｏｐｅＴｈｒでなければ、至近端方向への単調減少は生じていないと判断し、至近端方向への単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ７０７へ進む。
【００６２】
至近端方向への単調減少をチェックする処理を継続する場合はステップＳ９０４へ進み、ｉ＝ｉ＋１として、検出をする点を１スキャンポイント至近端側に移す。ステップＳ９０５では、カウンタｉがスキャンを行った所定範囲における至近端位置の値（＝Ｎ）になったかどうかをチェックする。カウンタｉの値がＮ、すなわち単調減少を検出する開始点がスキャンを行った所定範囲における至近端位置に達したならば、至近端方向への単調減少をチェックする処理を終了し、ステップＳ７０７へ進む。
【００６３】
以上のようにしてｉ＝ｉｏから至近端方向への単調減少をチェックする。
【００６４】
無限遠方向および至近端方向への単調減少をチェックする処理が終了したならば、得られた焦点評価値が山状になっているか否か、諸係数をそれぞれのしきい値と比較し、○×の判定を行う。
【００６５】
ステップＳ７０７において、焦点評価値の最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における至近端であり、かつ至近端スキャンポイントｎにおける焦点評価値の値ｄ［ｎ］と、ｎより１スキャンポイント分無限遠よりのスキャンポイントｎ−１における焦点評価値の値ｄ［ｎ−１］の差が、所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒ以上であればステップＳ７１１へ進む。そうでなければステップＳ７０８へ進む。ステップＳ７０８では、焦点評価値の最大値を与えるスキャンポイントｉｏがスキャンを行った所定範囲における遠側端であり、かつ遠側端スキャンポイント０における焦点評価値の値ｄ［０］と、０より１スキャンポイント分至近端よりのスキャンポイント１における焦点評価値の値ｄ［１］の差が、所定値ＳｌｏｐｅＴｈｒ以上であればステップＳ７１１へ進む。そうでなければステップＳ７０９へ進む。
【００６６】
ステップＳ７０９では、一定値以上の傾きで傾斜している部分の長さＬが所定値Ｌｏ以上であり、かつ傾斜している部分の傾斜の平均値ＳＬ／Ｌが所定値ＳＬｏ／Ｌｏ以上であり、かつ焦点評価値の最大値と最小値の差が所定値以上であれば、ステップＳ７１０へ進む。そうでなければステップＳ７１１へ進む。ステップＳ７１０では、得られた焦点評価値が山状となっていて、被写体の焦点調節が可能であるため判定結果を「○」としている。ステップＳ７１１では、得られた焦点評価値が山状となっておらず、被写体の焦点調節が不可能であるため判定結果を「×」としている。
【００６７】
以上のようにして、図４のフローチャートにおけるステップＳ４０７の合焦判定を行う。
【００６８】
以下、図１１のフローチャートを参照しながら図２のフローチャートにおけるステップＳ２１２の撮像動作のサブルーチンを説明する。ここに図１１は、図２のフローチャートにおける撮影動作（ステップＳ２１２）のサブルーチンのフローチャートで、システム制御部１１５の制御処理に基づく。
【００６９】
まず、ステップＳ１１０１では被写体輝度を測定する。ステップＳ１１０２ではステップＳ１１０１で測定した被写体輝度に応じて撮像素子１０８への露光を行う。撮像素子面上に結像された像は光電変換されてアナログ信号となり、ステップＳ１１０３にてＡ／Ｄ変換部１０９へと送られ、撮像素子１０８の出力ノイズ除去や非線形処理などの前処理の後にデジタル信号に変換される。ステップＳ１１０４では、Ａ／Ｄ変換部１０９からの出力信号をＷＢ処理部１１１により画像処理部１１０でホワイトバランス調整し、適正な出力画像信号とする。ステップＳ１１０５では、出力画像信号をフォーマット変換部１１２でＪＰＥＧフォーマット等への画像フォーマット変換を行い、ＤＲＡＭ１１３に一時的に記憶する。ステップＳ１１０６では、ＤＲＡＭ１１３内のデータを画像記録部１１４にてカメラ内のメモリ、またはカメラに装着されたメモリカードなどの外部記憶媒体へと転送し記憶する。
【００７０】
上記説明した狭い範囲のスキャン幅の設定は、一律なスキャン幅設定に限られるものではない。例えば、被写体予測によるスキャン中心位置が直前撮影位置と離れていた場合には、被写体移動量が大きいと考えられるため、連続撮影撮影間隔内にＡＦ動作が終了する範囲内でスキャン幅を広く設定することも有効である。また、合焦することを優先し連続撮影間隔時間は延ばしてもよいのであれば、上記のようなスキャン範囲幅設定は制限されない。
【００７１】
また、上記説明において、スキャン範囲の中心位置ＯｂｊＰ（ｎ）を演算したが、必ずしもスキャン範囲の中心位置でなくてもスキャン範囲を定義する基準位置であれば良い。例えば、スキャン範囲の中心位置からテレ側に所定位置ずれた位置としても構わない。演算上好適な基準位置とすることができる。
【００７２】
また、上記説明において、スキャン範囲の決定方法は、スキャン動作の時間とスキャン中のフォーカスレンズの速度から決定してもよい。
【００７３】
以上説明したように本実施例に記載の焦点調節技術によれば、それまでの合焦位置の履歴に基づき被写体移動予測を行う。この際、スキャン範囲の中心位置を演算することで、動く被写体への追従性を向上させた焦点調節技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施例における電子カメラの構成を示すブロック図である。
【図２】実施例における電子カメラの動作を表すフローチャート図である。
【図３】図２におけるコンティニュアスＡＦ（Ｓ２０５）のサブルーチンのフローチャート図である。
【図４】図２におけるＡＦ動作（Ｓ２０９）のサブルーチンのフローチャート図である。
【図５】図４におけるスキャン範囲設定方法の説明図である。
【図６】図４におけるスキャン（Ｓ４０６、Ｓ４１８）のサブルーチンのフローチャート図である。
【図７】図４における合焦判定（Ｓ４０７）のサブルーチンのフローチャート図である。
【図８】無限遠方向の単調減少を求める動作の説明図である。
【図９】至近端方向の単調減少を求める動作の説明図である。
【図１０】焦点評価値の判定の概念を説明するための図である。
【図１１】図４における撮影動作のサブルーチンのフローチャート図である。
【図１２】本実施例におけるフォーカスレンズ移動の遷移図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０１  撮影レンズ
１０２  絞り及びシャッター
１０３  ＡＥ処理部
１０４  フォーカスレンズ
１０５  ＡＦ処理部
１０６  ストロボ
１０７  ＥＦ処理部
１０８  撮像素子
１０９  Ａ／Ｄ変換部
１１０  画像処理部
１１１  ＷＢ処理部
１１２  フォーマット変換部
１１３  ＤＲＡＭ
１１４  画像記録部
１１５  システム制御部
１１６  ＶＲＡＭ
１１７  操作表示部
１１８  操作部
１１９  撮影モードスイッチ
１２０  ドライブモードスイッチ
１２１  ＡＦモードスイッチ
１２２  メインスイッチ
１２３  撮影スタンバイスイッチ
１２４  撮影スイッチ
【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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【図１２】
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