(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の像を撮像する撮像素子の撮像信号に基づいてフォーカスレンズを移動させて焦点調節を行う撮像装置において、
上記撮像信号から所定の信号成分を抽出して評価値を生成し、上記評価値がピークとなる上記フォーカスレンズの位置を算出して焦点調節を行う焦点調節部と、
上記焦点調節部により合焦位置に達した時の時刻とフィーカスレンズの合焦位置の履歴を記憶する記憶部と、
上記撮像素子の撮像信号から生成される画像データに基づく画像を表示する表示部と、
上記焦点調節部により連続的な焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して上記表示部により画像を表示させる制御部と、
を有し、
上記制御部は、上記焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、上記履歴に基づいて予測されるフォーカスレンズの合焦位置に最も近いフォーカスレンズの位置で撮像された画像データに基づいて、上記連続的な焦点調節動作を開始してから最初の画像表示として上記表示部により表示を実行させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記制御部は、上記表示部による上記最初の表示を実行させた後で、所定期間は表示を実行させないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
被写体の像を撮像する撮像素子の撮像信号に基づいてフォーカスレンズを移動させて焦点調節を行い、表示部により上記撮像信号に基づく表示を行う撮像方法において、
上記撮像信号から所定の信号成分を抽出して評価値を生成し、上記評価値がピークとなる上記フォーカスレンズの位置を算出して焦点調節を行う焦点調節ステップと、
上記焦点調節ステップにより合焦位置に達した時の時刻とフィーカスレンズの合焦位置の履歴を記憶する記憶ステップと、
上記焦点調節ステップによって連続的に焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して上記表示部により画像を表示させる表示制御ステップと、
を有し、
上記表示制御ステップは、上記焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、上記履歴に基づいて予測されるフォーカスレンズの合焦位置に最も近いフォーカスレンズの位置で撮像された撮像信号に対応する画像データに基づいて、上記連続的な焦点調節動作を開始してから最初の画像表示として上記表示部により表示を実行させることを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の像を撮像する撮像素子の撮像信号に基づいてフォーカスレンズを移動させる焦点調節を繰り返し行う、所謂コンティニュアスＡＦが可能な撮像装置および撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フォーカスレンズを移動させながら（「スキャン動作」という）、撮像素子からの撮像信号に基づいて評価値（「コントラスト値」ともいう）を算出し、この評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置に焦点調節を行うコントラストＡＦが撮像装置において用いられている。また、コントラストＡＦには、レリーズ釦の半押し等に応じて１回、焦点調節を行うシングルＡＦと、このシングルＡＦを繰り返し実行するコンティニュアスＡＦ（以下、「Ｃ−ＡＦ」と称す）がある。
【０００３】
コントラストＡＦは、撮像素子から撮像信号の読み出しが行われるたびに実行することから、フレームレートの高速化を図ることによって、ＡＦ速度の改善がなされてきた（例えば、特許文献１、２参照）。また、Ｃ−ＡＦによって焦点調節を行うと共に連写（連続的に撮影を繰り返す）を行う際の表示は、連写によって取得した画像データに基づいて行うレックビュー表示（「レックビュー連写」という）、または撮像素子からフレームレートで読み出される画像データに基づいて行うライビュー表示がなされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０２５１０７号公報
【特許文献２】特開２０１２−０６０３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のレックビュー連写では、合焦時の画像を表示することができる。しかし、撮像素子の全画素の画像データを使用するため、表示用画像を生成するための時間がライブビュー表示と比較し多大となってしまう。したがって、表示更新に時間がかかってしまい、リアルタイムで最新被写体像が表示されないことから、ユーザが正確に画角合わせを行うことができなくなってしまう。
【０００６】
また、ライブビュー表示の場合には、レックビュー連写と比較して表示遅れは軽減される。しかし、連写間のスキャン動作の全てのフレームまたは間引いたフレームをライブビューとして表示するために、スキャン動作中の大ボケ状態の被写体像も表示されてしまう。このため、正確な画角合わせが困難であり、特に、大ボケ状態の画像が邪魔して、正確な流し取り撮影を行うことが困難であった。
【０００７】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、Ｃ−ＡＦで連写を行う際にも、被写体像を最適に表示することができ、ユーザが正確なフレーミングを行うことができる撮像装置および撮像方法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】
上記目的を達成するため第１の発明に係る撮像装置は、被写体の像を撮像する撮像素子の撮像信号に基づいてフォーカスレンズを移動させて焦点調節を行う撮像装置において、上記撮像信号から所定の信号成分を抽出して評価値を生成し、上記評価値がピークとなる上記フォーカスレンズの位置を算出して焦点調節を行う焦点調節部と、上記焦点調節部により合焦位置に達した時の時刻とフィーカスレンズの合焦位置の履歴を記憶する記憶部と、上記撮像素子の撮像信号から生成される画像データに基づく画像を表示する表示部と、上記焦点調節部により連続的な焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して上記表示部により画像を表示させる制御部と、を有し、上記制御部は、上記焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、上記履歴に基づいて予測されるフォーカスレンズの合焦位置に最も近いフォーカスレンズの位置で撮像された画像データに基づいて、上記連続的な焦点調節動作を開始してから最初の画像表示として上記表示部により表示を実行させる。
【０００９】
第２の発明に係る撮像装置は、上記第１の発明において、上記制御部は、上記表示部による上記最初の表示を実行させた後で、所定期間は表示を実行させない。
【００１１】
第３の発明に係る撮像方法は、被写体の像を撮像する撮像素子の撮像信号に基づいてフォーカスレンズを移動させて焦点調節を行い、表示部により上記撮像信号に基づく表示を行う撮像方法において、上記撮像信号から所定の信号成分を抽出して評価値を生成し、上記評価値がピークとなる上記フォーカスレンズの位置を算出して焦点調節を行う焦点調節ステップと、上記焦点調節ステップにより合焦位置に達した時の時刻とフィーカスレンズの合焦位置の履歴を記憶する記憶ステップと、上記焦点調節ステップによって連続的に焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して上記表示部により画像を表示させる表示制御ステップと、を有し、上記表示制御ステップは、上記焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、上記履歴に基づいて予測されるフォーカスレンズの合焦位置に最も近いフォーカスレンズの位置で撮像された撮像信号に対応する画像データに基づいて、上記連続的な焦点調節動作を開始してから最初の画像表示として上記表示部により表示を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｃ−ＡＦで連写を行う際にも、被写体像を最適に表示することができ、ユーザが正確なフレーミングを行うことができる撮像装置および撮像方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、レリーズ優先が設定された場合の連写間シーケンスを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、レリーズ優先が非設定の場合の連写間シーケンスを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るカメラの連写ＡＦの動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい一実施形態は、撮像装置としてデジタルカメラに適用した例である。このカメラは撮像素子を有し、被写体の像を撮像する撮像素子の撮像信号（「画像データ」ということもある）に基づいてフォーカスレンズを移動させて焦点調節を行う。また、変換された撮像信号（画像データ）に基づいて、被写体像を本体の背面に配置した表示部にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタチャンスを決定する。
【００１５】
また、コンティニュアスＡＦが設定されると、撮影レンズをスキャン動作させ、このとき撮像素子から撮像信号（画像データ）に基づいて評価値（コントラスト値）を取得し、この評価値がピークとなり、合焦位置に達した時の時刻とフォーカスレンズの合焦位置の履歴を記憶する。レリーズ操作時やこれに続く連写時には、合焦履歴に基づいて、タイムラグを考慮して本露光時の合焦位置を予測する。本露光によって画像データを取得すると、これに画像処理を施し、記録媒体に記録する。記録媒体に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
【００１６】
また、連写モードが設定されると、所定時間間隔で本露光が実行され、画像データが取得されて記録媒体に記録される。本露光と本露光の間で、スキャン動作が実行され、評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置で本露光が実行される。スキャン動作中であって、フォーカスレンズが合焦予測位置付近を通過する際に１フレーム分の画像データが取り込まれると、この時の画像データに基づいて表示部に表示がなされる。それ以外のフレームでは表示を行わず、ブラック画像等、単色の画像を表示部に表示する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。本実施形態に係るカメラは、撮像素子を有するカメラ本体２００と、このカメラ本体２００に対して交換可能に装着される交換レンズ１００から構成される。なお、本実施形態においては、交換レンズ式としたが、レンズ鏡筒をカメラ本体に固定するようにしても勿論かまわない。
【００１８】
交換レンズ１００内には、撮影レンズ１０１、モータ駆動部１０２、レンズ制御部１０３、記憶部１０４、レンズ通信部１０５を有する。撮影レンズ１０１は、フォーカスレンズやズームレンズ等の光学レンズを含み、これらの光学レンズによって構成される撮影光学系によって被写体像を結像する。モータ駆動部１０２は、モータ等の駆動源とモータ駆動回路等を有し、フォーカスレンズを撮影光学系の光軸方向に沿って移動させる。
【００１９】
レンズ制御部１０３は、レンズＣＰＵやその周辺回路から構成される。レンズＣＰＵは、記憶部１０４に記憶されているプログラム、およびカメラ本体２００側の本体制御部２０４内の本体ＣＰＵからの制御命令に従って、交換レンズ１００内の各部の制御を行う。レンズ制御部１０３は、例えば、本体制御部２０４からの命令に従いモータ駆動部１０２を介して撮影レンズ１０１のフォーカスレンズの移動を制御し、フォーカスレンズのスキャン動作や、合焦位置への駆動等の制御を行う。また、フォーカスレンズやズームレンズの現在位置や、スキャン動作中等のレンズ状態等や、またレンズの固有情報等を、レンズデータとして、レンズ通信部１０５を通じてカメラ本体２００側に送信する。
【００２０】
レンズ通信部１０５は、通信回路を有し、カメラ本体２００と通信を行う。すなわち、交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着されると、カメラ本体２００の本体通信部２０６と接続され、レンズ制御部１０３と本体制御部２０４との間で通信が可能となる。
【００２１】
カメラ本体２００内には、撮像素子２０１、液晶表示部２０２、記憶部２０３、本体制御部２０４、操作部２０５、本体通信部２０６を有する。撮像素子２０１は、撮影レンズ１０１の光軸上であって、被写体像の結像位置付近に配置され、二次元配列された複数の画素によって被写体像を光電変換し画像データ（撮像信号ともいう）を本体制御部２０４に出力する。
【００２２】
本体制御部２０４は、本体ＣＰＵやその周辺回路から構成される。本体ＣＰＵは、記憶部２０３に記憶されているプログラムに従って、カメラ全体の制御を行う。本体制御部２０４内の周辺回路として、本体ＣＰＵと協働して画像データの処理等を行うための画像処理部、伸張圧縮部、通信部等、種々の回路が設けられている。また、周辺回路として、焦点調節部２０４ａ、追尾部２０４ｂを有する。
【００２３】
焦点調節部２０４ａは、撮像素子２０１からの画像データを入力し、隣接画素間の差分信号を得る等により、被写体像の評価値（コントラスト値）を取得する。また、この焦点調節部２０４ａは、本体ＣＰＵと協働し、レンズ制御部１０３およびモータ駆動部１０２を介してフォーカスレンズのピント位置を合焦位置に移動させる焦点調節を行う。この焦点調節部２０４ａは、撮像信号から所定の信号成分を抽出して評価値を生成し、評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置を算出して焦点調節を行う焦点調節部として機能する。
【００２４】
追尾部２０４ｂは、撮像素子２０１から出力される複数フレーム分の画像データを比較することにより、同一の被写体の位置を追跡する。例えば、顔検出部等によって検出された同一人の人物を追跡することができる。また、ユーザが手動操作により追尾したい被写体を設定してもよい。この追尾部２０４ｂは、撮像素子の撮像信号から生成される画像データに基づいて追尾動作を行う追尾部として機能する。
【００２５】
本体制御部２０４は、焦点調節部により連続的に焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して表示部により表示させる制御部として機能する。この制御部は、焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、焦点調節部により評価値がピークとなる撮像信号に対応する画像データを、連続的な焦点調節動作を開始してから最初の表示として表示部により表示を実行させる（例えば、図２及び図３の時刻ｔ５−ｔ６参照）。
【００２６】
また、制御部は、表示部による上記最初の表示を実行させた後で、所定期間は表示を実行させない（例えば、図２及び図３の時刻ｔ７−ｔ１０参照）。評価値がピークとなる撮像信号に対応する画像データは、合焦予定のフレームである（例えば、図２及び図３の時刻ｔ５−ｔ６、及びグラフ中の予測合焦位置ＩＦ参照）。
【００２７】
また、本体制御部２０４は、焦点調節部により連続的に焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して追尾部により追尾動作を実行させる制御部として機能する。この制御部は、焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、焦点調節部により評価値がピークとなる撮像信号に対応する画像データにより追尾部により追尾動作を実行させる。
【００２８】
カメラ本体２００内の記憶部２０３は、ＲＡＭ等の書き換え可能な揮発性メモリ、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリ、装填自在な記憶媒体等の種々のメモリを有する。不揮発性メモリには、前述の本体ＣＰＵ用のプログラムの他、調整用の種々のデータが記憶されている。また、記憶媒体には、本体制御部２０４によって画像処理された撮影画像の画像データが記録される。また、記憶部２０３は、スキャン動作を実行して画像のコントラストがピークとなるフォーカスレンズ位置を検出する時刻を検出し記憶する。なお、合焦履歴の記憶機能は、本体制御部２０４に内蔵する一時記憶部（不図示）が果たすようにしても勿論かまわない。
【００２９】
液晶表示部２０２は、カメラ本体２００の背面等に配置された液晶モニタを有する。液晶表示部２０２には、撮像素子２０１からの画像データに基づいてライブビュー表示を行い、また記憶部２０３から読み出された撮影画像データに基づいて再生表示を行い、また種々の撮影モードを設定するためのメニュー画像等を表示する。Ｃ−ＡＦと連写モードが設定されている場合には、前述したように、合焦位置付近で取得した画像データに基づいた画像を表示する。なお、液晶モニタに限らず、有機ＥＬ等の他のモニタでもよく、また、カメラ本体２００の背面以外に配置するようにしても勿論かまわない。液晶表示部２０２は、撮像素子の撮像信号から生成される画像データに基づく画像を表示する表示部として機能する。
【００３０】
操作部２０５は、レリーズ釦、電源釦、メニュー釦、ＯＫ釦、十字釦等の種々の操作部材を含み、これらの操作部材の操作状態は、本体制御部２０４に出力される。本体制御部２０４は、操作部２０５からの操作信号に応じて、カメラ制御を実行する。連写モードやコンティニュアスＡＦモード等、種々のモード設定や、また連写モード設定時における連写速度（連写時の撮影コマ数）の設定、レリーズ優先モード等、種々の設定は、メニュー画面等において行う。なお、上述のレリーズ優先モードがオンの場合には、ピントが合わなくても連写速度による連写を優先し（後述する図２参照）、一方、レリーズ優先モードがオフの場合には、合焦状態に達しないと撮影（本露光）を実行しない（後述する図３参照）。
【００３１】
本体通信部２０６は、通信回路を有し、交換レンズ１００と通信を行う。すなわち、交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着されると、本体通信部２０６は交換レンズ１００内のレンズ通信部１０５と接続され、レンズ制御部１０３と本体制御部２０４との間で通信が可能となる。
【００３２】
次に、図２および図３を用いて、本実施形態におけるＣ−ＡＦおよび連写モードが設定された場合（連写Ｃ−ＡＦ）の被写体像の表示動作について説明する。
【００３３】
図２は、レリーズ優先モードがオンに設定されている場合の連写間シーケンスを示す。図２に示すグラフの横軸は時間の変化を示し、縦軸はフォーカスレンズの位置を示し、破線は予測合焦位置ＩＦを示し、実線はフォーカスレンズの移動位置Ｌを示す。上段の表は、上から時刻（ｔ１〜ｔ３９）、フレーム番号ＦＬ、表示推奨画像期間ＤＴ、表示フレームＤＦを示す。
【００３４】
図２は、連写中のシーケンスを示しており、時刻ｔ１以前に既に本露光（本撮影）が実行されている。前回の本露光の終了後、時刻ｔ１〜ｔ１０の間は、スキャン動作期間であり、フォーカスレンズが初期位置からスキャン動作のために移動している。この間、撮像素子２０１からはフレームレートで決まる所定間隔で露光がなされ、露光時間が経過すると１フレーム分の画像データが読み出される。
【００３５】
図２において、フレームＮｏ．１に対応する画像データが読み出されると、コントラストＡＦのための評価値が算出される。しかし、この時点では前回合焦状態でないことから、液晶表示部２０２に被写体像の表示は行われず、単にブラック画像等、単色の画像が表示されるのみである。以後、フレームＮｏ．２〜４（時刻ｔ１〜ｔ５まで）においても、同様に、評価値の算出と単色画像の表示が行われる。なお、図２中の表示フレームＤＦの段に示す斜線付きの枠は、読み出された画像データが評価値算出に使用され、表示には使用されないことを示す。
【００３６】
図２において、フレームＮｏ．５（時刻ｔ５〜ｔ６）に対応して読み出された画像データは、予測合焦位置付近で撮像された画像データである。予測合焦位置は、合焦履歴、すなわち合焦位置に達した時の時刻とフォーカスレンズの合焦位置の履歴に基づいて、今回の合焦位置を予測した位置である。被写体が距離方向で移動していなければ、前回の合焦位置と同じになる。予測合焦位置で露光した画像は、ピントが合っている可能性が高いことから、液晶表示部２０２で表示用の画像データとして取り込む（図２の表示フレームＤＦ参照）。
【００３７】
フレームＮｏ．６（時刻ｔ６〜ｔ７）は、フレームＮｏ．５で画像データを取り込めなかった場合に、ここで画像データを取り込み液晶表示部２０２に画像を表示する。なお、図２中の表示フレームＤＦの段に示す「取込」枠は、読み出された画像データが評価値算出に使用されると共に、表示にも使用されることを示す。
【００３８】
次に、フレームＮｏ．７（時刻ｔ７〜ｔ８）では、このフレーム番号に対応する画像データを読出し、評価値のピークの検出を行うためにコントラストＡＦのための評価値を算出する。この時点では予測合焦位置でないことから、液晶表示部２０２に被写体像の表示は行われず、単にブラック画像等、単色の画像が表示されるのみである。以後、フレームＮｏ．８〜９（時刻ｔ８〜ｔ１０まで）においても、同様に、ピーク検出のための評価値の算出と単色画像の表示が行われる。
【００３９】
フレームＮｏ．１〜９まで画像データを取得すると、この間における評価値のピークを検出でき、これに基づいて、今回のフォーカスレンズの合焦位置を求めることができる。そこで、時刻ｔ１０〜ｔ２０において、シャッタを閉じ、合焦位置へレンズ駆動を行う。具体的には、メカシャッタ（不図示）を閉じ、合焦位置を算出する。合焦位置を算出すると、本体制御部２０４（焦点調節部２０４ａ）は、レンズ制御部１０３、モータ駆動部１０２を介して、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる（時刻ｔ１９に合焦位置に到達）。
【００４０】
フォーカスレンズが合焦位置に到達すると、メカシャッタを開き、本露光を開始する（時刻ｔ２０）。本露光の露光時間は、自動または手動で設定されたシャッタ速度によって決まる。露光時間が経過すると（時刻ｔ２１のタイミング）、メカシャッタを閉じ、撮像素子２０１から画像データの読み出しを行う。スキャン動作中（時刻ｔ１〜ｔ１０）のフレーム毎の画像データの読出時間に比較すると、読出し画素の数が多いことから、読出し時間が長い。
【００４１】
また、スキャン動作を行うために、本体制御部２０４（焦点調節部２０４ａ）は、レンズ制御部１０３、モータ駆動部１０２を介して、フォーカスレンズを初期位置に移動させる（時刻ｔ２２に初期位置に到達）。
【００４２】
フォーカスレンズが初期位置に到達し、時刻ｔ３１になると、前述の時刻ｔ１のタイミングと同じであり、連写を繰り返す。すなわち、スキャン動作（時刻ｔ３１〜ｔ４０）を行い、スキャン動作が終了すると、シャッタ駆動・レンズ駆動を行って、本露光を行う。
【００４３】
このように、本実施形態においては、連写中のスキャン動作において、フォーカスレンズの予測合焦位置付近で取得した画像データに基づいて画像表示を行い、それ以外に取得した画像データに基づいて画像表示を行わないようにしている。
【００４４】
そして、本実施形態においては、スキャン動作中（時刻ｔ１〜ｔ１０）のスルー画表示期間を、表示非推奨期間１、表示推奨期間、表示非推奨期間２の３つの期間に分け、それぞれの期間において、撮像素子２０１から読み出した画像データの処理を異ならせている。
【００４５】
表示非推奨期間１（時刻ｔ１〜ｔ５）は、スキャン動作の開始から合焦フレームの手前（フレームＮｏ．４）までの期間である。この期間では、撮像素子２０１から画像データの読み出しを行うが、この画像データはコントラストＡＦのための評価値の算出に使用し、背面表示部２０２におけるスルー画表示には使用しない。なお、撮像素子２０１から読み出される画像データは、スキャン動作中は、評価値算出用に間引き処理が施されている。
【００４６】
この表示非推奨期間１は、図２の領域Ａに相当し、この期間では、被写体像が表示されても、大ボケの状態である。大ボケの被写体像が表示されると、ユーザは違和感を感じることから、背面表示部２０２にはスルー画を表示せずに、単にブラック画像等、単色の画像を表示する。
【００４７】
表示推奨期間（時刻ｔ５〜ｔ７）は、合焦フレームの期間である。この期間では、フォーカスレンズが予測合焦位置付近にあり、撮像素子２０１から画像データの読み出しを行う。この読み出された画像データは、コントラストＡＦのための評価値の算出に使用すると共に、背面表示部２０２におけるスルー画表示にも使用する。前述したように、予測合焦位置は、合焦履歴、すなわち合焦位置に達した時の時刻とフォーカスレンズの合焦位置の履歴に基づいて、今回の合焦位置を予測した位置である。このため、表示推奨期間で取得した表示用の画像は、ピントが合っている可能性が高く、ユーザが被写体像を観察するに適した画像である。
【００４８】
表示非推奨期間２（時刻ｔ７〜ｔ１０）は、合焦フレーム後であって、シャッタ駆動・レンズ駆動期間の手前までの期間である。この期間では、非推奨期間１と同様に、撮像素子２０１から画像データの読み出しは行うが、コントラストＡＦのための評価値の算出に使用し、背面表示部２０２におけるスルー画表示には使用しない。この表示非推奨期間２は、図２の領域Ｂに相当し、この期間では、被写体像が表示されても、大ボケの状態である。大ボケの被写体像が表示されると、ユーザは違和感を感じることから、背面表示部２０２にはスルー画を表示せずに、単にブラック画像等、単色の画像が表示されるのみとするか、又は、表示推奨期間に取り込んだ画像を表示し続ける。なお、推奨期間に表示用に画像データを取得できなかった場合には、取り込みを許可する。
【００４９】
次に、図３を用いて、レリーズ優先モードがオフに設定されている場合の連写間シーケンスについて説明する。図３に示すグラフの横軸は時間の変化を示し、縦軸はフォーカスレンズの位置を示し、破線は予測合焦位置ＩＦと、真の合焦位置ＲＦを示し、実線はフォーカスレンズの移動位置Ｌを示す。上段の表は、上から時刻（ｔ１〜ｔ３１）、フレーム番号ＦＬ、表示推奨画像期間ＤＴ、表示フレームＤＦを示す。
【００５０】
レリーズ優先モードがオフとなっている場合でも、時刻ｔ１０までは、レリーズ優先モードがオンとなっている場合と同様に被写体像の表示がなされる。すなわちフォーカスレンズが予測合焦位置にある場合に取得した画像データに基づいてスルー画表示を行い、他の位置で取得した画像データに基づいてスルー画表示を行わない。但し、フレームＮｏ．５（時刻ｔ５〜ｔ６）で取得した画像データは、予測合焦位置ではあるが、真の合焦位置でないことから、スルー画の画像はボケている。
【００５１】
レリーズ優先モードがオフとなっている場合とレリーズ優先モードがオンとなっている場合で異なるのは、時刻ｔ１０〜ｔ１８における処理である。すなわち、レリーズ優先モードがオフの場合には、合焦優先のモードであることから、合焦状態となるまでは、撮像素子２０１から画像データを繰り返し読出し、評価値の算出を行い、評価値のピークを検出し続ける。
【００５２】
図３に示す例では、真の合焦位置ＲＦは、予測合焦位置ＩＦよりずれているために、時刻ｔ５付近では評価値がピークとはならない。このため、時刻ｔ１０〜ｔ１８の間で、フレームレートに応じた所定間隔で撮像素子２０１から画像データを読出し、評価値の算出を続行している。また、併せて、読み出した画像データに基づいてスルー画の表示も行う。前述したように、予測合焦位置で取得し表示された画像はボケていることから、時刻ｔ１０以降、画像データを取り込む毎にスルー画表示を行うようにしている。すなわち、全画像データについて、スルー画表示がなされる。
【００５３】
図３に示す例では、時刻ｔ１６〜ｔ１７付近で取得した画像データに基づく評価値がピークとなることから、この時点で取り込んだ画像データに基づくスルー画の画像はピントがあったものとなる。時刻ｔ１８にて、評価値がピークを超えたことが検出されることから、スキャン動作を停止し、シャッタおよびレンズ駆動を行う。この時刻ｔ１８以降は、図２の場合と同様であることから詳しい説明を省略する。
【００５４】
図３に示した例は、被写体が急に移動した場合であり、合焦位置が図に示すように（真の合焦位置ＲＦ参照）、変化している。このような被写体に対して、ピントの合った画像を得るには、レリーズ優先モードをオフにし、合焦状態になるのを待って撮影をするようにすればよい。また、本実施形態においては、表示非推奨期間２（時刻ｔ７〜ｔ１０）後に、シャッタ駆動およびレンズ駆動を開始せず、ピーク検出のために評価値の算出を続行し、この間、撮像素子２０１から読み出した画像データに基づいて、スルー画表示を行うようにしている。このため、いずれかのタイミングで、ピントの合った被写体像を確認することが可能となる。
【００５５】
なお、図２および図３において、合焦位置を求めるにあたって、被写体を追尾し、この追尾した被写体が合焦状態となるような位置としてもよい。すなわち、画像データに基づいて追尾対象を設定し、予測合焦位置近傍の画像データが出力されると、追尾対象を追尾部２０４ｂによって追尾する。そして、この追尾対象の部分の画像データを用いて、合焦位置を求めるようにしてもよい。予測合焦位置近傍の画像データを用いて、追尾を行うので、大ボケ状態の画像データを使用することがないことから、追尾性能を向上させることができる。なお、追尾対象は、顔検出によって決めてもよく、またユーザが手動操作によって設定するようにしてもよい。また、ここでいう「追尾」とは、画面内のＸＹ方向移動を動きベクトルにより検出することをいう。
【００５６】
次に、図４に示すフローチャートを用いて、本実施形態における連写ＡＦの動作について説明する。連写モードが設定されている際に、レリーズ釦の全押しがなされると、図３に示す連写ＡＦのフローが開始する。
【００５７】
連写ＡＦのフローに入ると、まず、初期位置駆動を実施する（Ｓ１１）。後述するステップＳ１５においてスキャン制御を行うが、このスキャン制御を開始する際にフォーカスレンズ位置が最適となる位置に駆動する（図２、３の時刻ｔ１、ｔ３１に対応するレンズ位置）。すなわち、コントラストＡＦにおいては、評価値のピークを検出するが、本露光の際（後述するＳ２１）には評価値のピークに対応する位置にフォーカスレンズが移動している。コントラストＡＦにおけるスキャンは、評価値のピーク位置よりも少しずれた位置から始めることが望ましい。そこで、このステップでは、それまでのフォーカスレンズの駆動方向を考慮し、評価値のピーク位置より少しずれた位置が初期位置となるように駆動する。
【００５８】
ステップＳ１１において初期位置駆動を実施すると、次に、スキャン用の露出条件を決定する（Ｓ１３）。ここでは、ステップＳ１５において行うスキャン制御の際の露出条件を決定する。露出条件の決定にあたっては、前回の本露光を行った際の画像データ、またはライブビュー画像の画像データを取り込み、この画像データから輝度情報を算出し、スキャン中の露出条件（例えば、電子シャッタ速度等）を決定する。
【００５９】
ステップＳ１３において、露出条件の決定を行うと、次に、スキャン制御を行う（Ｓ１５）。連写ＡＦでは、レリーズ釦が全押しされている間、本露光やスキャン制御が繰り返され、スキャン制御では、連写モード設定の際の連写速度に応じて、所定のフレーム数分（図２に示す例では、９フレーム）、スキャン駆動を行う。このステップＳ１５では、フォーカスレンズを移動させながら、撮像素子２０１からの画像データを取り込むたびに評価値を算出する。
【００６０】
また、図２および図３を用いて説明したように、表示推奨期間（時刻ｔ５〜ｔ７）において、フォーカスレンズが合焦予測位置にある際に取り込んだ画像データに基づいて、被写体画像のスルー画表示を行う。合焦予測位置は、追尾部２０４ｂによって追尾対象となった被写体に対して、それまでに本露光の際の合焦位置を合焦履歴として記録しておき、この合焦履歴に基づいて決めてもよい。追尾しない場合には、前回の合焦位置を代用してもよい。
【００６１】
ステップＳ１５において、スキャン制御が終わると、次に、合焦位置の算出を行う（Ｓ１７）。この合焦位置の算出は、図２に示す例では、時刻ｔ１０の後であって、フォーカスレンズの駆動を始める前に行う。このステップＳ１７では、それまでの合焦履歴とステップＳ１５のスキャン制御中に検出した評価値のピーク位置を用いて、後述するステップＳ２１における本露光までの連写間隔を考慮して本露光中の合焦位置を予測する。なお、メカシャッタは、一旦、閉じられる。
【００６２】
ステップＳ１７において合焦位置の算出を行うと、次に、合焦駆動を実施する（Ｓ１９）。ここでは、本体制御部２０４は、レンズ制御部１０３、モータ駆動部１０２を介して、ステップＳ１７において算出した合焦位置に向けてフォーカスレンズを駆動する。このフォーカスレンズの駆動は、図２においては時刻ｔ１０〜ｔ１９の期間に行われる。
【００６３】
ステップＳ１９において、合焦駆動を実施すると、次に、本露光を実施する（Ｓ２１）。ここでは、適正露光となる絞り値やシャッタ速度値等で露光制御を行い、このとき撮像素子２０１によって得られた撮像データに対して画像処理を行い、この画像処理が施された画像データを記憶部２０３に記録する。なお、本露光にあたっては、メカシャッタが開き、本露光が終了すると、メカシャッタが閉じる。この閉じたメカシャッタは、次のスキャン制御までに開かれる。
【００６４】
ステップＳ２１において、本露光を実施すると、次に、２Ｒ保持継続か否かを判定する（Ｓ２３）。前述したように連写モードにおいては、レリーズ釦が全押し中は連写を継続する。このステップでは、レリーズ釦の全押しに連動する２ｎｄレリーズ（２Ｒ）スイッチがオンのままか否かを判定する。
【００６５】
ステップＳ２３における判定の結果、２Ｒが保持されている場合には、ステップＳ１１に戻り、初期位置に駆動し、合焦位置を予測し、本露光を行って、連写を続行する。一方、２Ｒ保持が継続されていなかった場合、すなわち、ユーザの指がレリーズ釦から離れた場合には、連写ＡＦのフローを終了する。
【００６６】
このように、本発明の一実施形態においては、撮像信号から所定の信号成分を抽出して評価値を生成し、この評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置を算出して焦点調節を行っている（例えば、図１の焦点調節部２０４等、図４のＳ１１〜Ｓ１９参照）。また、撮像素子の撮像信号から生成される画像データに基づく画像を表示する表示部（例えば、図１の液晶表示部２０２）を有し、連続的に焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して表示部により画像を表示させている。この表示にあたっては、焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、評価値がピークとなる撮像信号に対応する画像データに基づいて、連続的な焦点調節動作を開始してから最初の画像表示として表示部により表示を実行させている（例えば、図１の制御部２０４、図２、３の時刻ｔ５〜ｔ６の推奨表示期間、図４のＳ１５参照）。これにより、Ｃ−ＡＦで連写を行う際にも、被写体像を最適に表示することができ、ユーザが正確なフレーミングを行うことができる。特に、スキャン動作開始後の大ボケのスルー画が表示されることを防止できる。
【００６７】
また、本発明の一実施形態においては、評価値がピークとなる撮像信号に対応する画像データに基づいて、最初の画像表示を行った後は、所定期間の間、表示を行わないようにしている（例えば、図２の時刻ｔ７〜ｔ１０の期間）。これにより、最初に画像表示を行った後に、大ボケのスルー画が表示されることを防止できる。
【００６８】
また、本発明の一実施形態においては、評価値がピークとなる撮像信号に対応する画像データは、合焦予定のフレームである（例えば、図２の予測合焦位置ＩＦおよび時刻ｔ５〜ｔ６の推奨表示期間参照）。これにより、最初の画像表示を行う際に、合焦状態の画像を表示することができる。
【００６９】
また、本発明の一実施形態においては、所定のスキャン駆動を行っても評価値のピークを検出できない場合には（例えば、図３の時刻ｔ１〜ｔ１０におけるフレームＮｏ．１〜９参照）、スキャン駆動を続行して評価値を検出し、この際に取得した画像データに基づいて、フレーム毎に画像表示を行っている（例えば、図３の時刻ｔ１０〜ｔ１８参照）。これにより、合焦状態となった画像の表示を行うことが可能となる。
【００７０】
また、本発明の一実施形態においては、撮像素子の撮像信号から生成される画像データに基づいて追尾動作を行う追尾部（例えば、図１の追尾部２０４ｂ参照）を有している。また、焦点調節部により連続的に焦点調節動作を実行させ、焦点調節動作中に取得した撮像信号に基づいて画像データを生成して追尾部により追尾動作を実行させる制御部（例えば、本体制御部２０４参照）を有している。この制御部は、焦点調節動作中に取得した画像データのうちから、焦点調節部により評価値がピークとなる撮像信号に対応する画像データにより追尾部により追尾動作を実行させている。これにより、被写体が移動しても、予測合焦位置を算出するにあたって、精度を高くすることができる。また、評価値がピークとなる画像データ、すなわち大ボケの画像データではなくピントの合った画像データを用いて追尾を行うことから、追尾性能を向上させることができる。
【００７１】
なお、本発明の一実施形態においては、焦点調節部２０４ａおよび追尾部２０４ｂを本体制御部２０４と一体の構成としたが、本体制御部２０４とは別体の構成としても勿論かまわない。また、焦点調節部２０４ａおよび追尾部２０４ｂは、ヴェリログ（Verilog）によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウエア構成でもよく、またＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のソフトを利用したハードウエア構成を利用してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。
【００７２】
また、上述の記載では、処理全体の一部を本体制御部２０４内の本体ＣＰＵによりソフトウエア的に処理し、処理全体の他の一部をハードウエア的に処理する例について説明したが、もちろんこれに限るのではなく、処理の全部をソフトウエア処理またはハードウエア処理により行うようにしても構わない。
【００７３】
また、本発明の一実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラ、デジタル一眼カメラ、コンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、Ｃ−ＡＦモードと連写モードが設定可能な撮影のための機器や、そのためのアプリケーションソフトであれば、本発明を適用することができる。
【００７４】
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
【００７５】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【００７６】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１００・・・交換レンズ、１０１・・・撮影レンズ、１０２・・・モータ駆動部、１０３・・・レンズ制御部、１０４・・・記憶部、１０５・・・レンズ通信部、２００・・・カメラ本体、２０１・・・撮像装置、２０２・・・液晶表示部、２０３・・・記憶部、２０４・・・本体制御部、２０４ａ・・・焦点調節部、２０４ｂ・・・追尾部、２０５・・・操作部、２０６・・・本体通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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