(57)【要約】【課題】被写体の状態に応じて適切な合焦位置の予測を行うことが可能な焦点調節装置を提供する。【解決手段】スキャン動作を繰り返し実行し（Ｓ１７）、画像のコントラストがピークとなるフォーカスレンズの位置情報を検出して記憶し（Ｓ４１）、最後に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、所定の時刻の合焦位置を予測するか否かを判定し（Ｓ５１、Ｓ５３）、最終合焦位置を合焦位置の予測に使用できる場合には（Ｓ５３Ｙｅｓ）、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測し（Ｓ６３）、最終合焦位置を使用できない場合には（Ｓ５３Ｎｏ）、最終スキャンでの合焦位置を推定してから（Ｓ５５）、記憶した複数の過去の位置情報と推定合焦位置に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する（Ｓ６３）。【選択図】  図5
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ駆動部によって光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含み被写体からの光を結像させ撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節装置において、
上記撮影光学系により結像される上記被写体の撮像データを得る撮像素子と、
上記フォーカスレンズを移動させて上記撮像素子による撮像動作を実行し、上記撮像素子の出力する複数の撮像データに基づいて画像のコントラストのピークとなる上記フォーカスレンズの位置を検出するスキャン動作を行う制御部と、
を具備し、
上記制御部は、
上記スキャン動作を本露光の直前まで繰り返し実行して上記画像のコントラストがピークとなる上記フォーカスレンズの位置情報を検出して記憶し、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する予測制御部と、
上記本露光の直前に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定の時刻の合焦位置を予測するか否かを判定する判定部と、
を有することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
上記判定部は、上記記憶した複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報と、上記本露光の直前にスキャン動作を終了した時点での上記フォーカスレンズの位置との差が第１の所定値よりも大きい場合に、上記過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
上記スキャン動作を実行して上記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時刻記憶部を有し、
上記判定部は、上記時刻記憶部に記憶した複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報を検出した時刻と、上記本露光の直前にスキャン動作を終了した時点での時刻との差が第２の所定値よりも大きい場合に、上記過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
上記制御部は、上記撮像素子による本露光動作を制御し、
上記判定部が、上記本露光の直前に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する場合に、
上記予測制御部は、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて上記撮像素子による本露光時刻の合焦位置を予測して上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１に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
上記判定部が、上記本露光の直前に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する場合に、
上記制御部は、本露光時のフォーカスレンズの位置を上記本露光の直前に実行したスキャン動作の終了時のフォーカスレンズの位置とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項６】
レンズ駆動部によって光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含み被写体からの光を結像させる撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節装置において、
上記撮影光学系により結像される上記被写体の撮像データを得る撮像素子と、
上記フォーカスレンズを移動させて上記撮像素子による撮像動作を実行し、上記撮像素子の出力する複数の撮像データに基づいて画像のコントラストのピークとなる上記フォーカスレンズの位置を検出するスキャン動作を行う制御部と、
を具備し、
上記制御部は、
上記スキャン動作を本露光の直前まで繰り返し実行して上記画像のコントラストがピークとなる上記フォーカスレンズの位置情報を検出して記憶し、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する予測制御部と、
上記本露光の直前に実行したスキャン動作により上記画像のコントラストがピークとなる上記フォーカスレンズの位置を検出できない場合であっても、ピークとなるフォーカスレンズの位置を推定するピーク推定部と、
を有し、
上記予測制御部は、上記ピーク推定部が推定するピークとなるフォーカスレンズ位置、または上記記憶した過去の位置情報、または上記ピーク推定部が推定するピークとなるフォーカスレンズ位置と上記記憶した過去の位置情報の両方に基づいて所定時刻合焦位置を算出する、
ことを特徴とする焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置に関し、詳しくは、撮像素子から得た撮像データに基づいて画像のコントラスがピークとなる位置にフォーカスレンズを移動させることによりピント合わせを行う焦点調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動きのある被写体の場合には、ピントがあっても、シャッタレリーズ釦が操作されてからシャッタのタイムラグの間に被写体が動き、ピントの合わない写真となってしまう場合がある。そこで、シャッタレリーズ釦が操作されるまでの間に行った複数回の測距結果に基づいて、本露光時におけるピント位置を予測するようにした焦点調節装置が知られている。このため位相差法による焦点調節の場合には、検知された複数のデフォーカス量の履歴に基づいてピント位置を予測し、またコントラスト法による焦点調節の場合には、検知された複数の合焦位置の履歴に基づいてピント位置を予測する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０７７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような焦点調節装置は、本露光時の合焦位置を予測するので、ピンボケの写真となるおそれを低減することができる。しかし、コントラスト法による焦点調節の場合には、位相差法の場合と異なり、実際にフォーカスレンズを移動させながら、コントラスト値のピークを検出するので、合焦位置を決定するために時間がかかってしまう。このため、被写体の動きが速い場合には合焦位置の予測精度が低下してしまい、かえってピンボケの写真が増えてしまうおそれがある。また、被写体によっては、過去の合焦履歴に基づいて、本露光時に合焦位置の予測を行うべきではない場合もある。
【０００５】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、被写体の状態に応じて適切な合焦位置の予測を行うことが可能な焦点調節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】
【０００６】
上記目的を達成するため第１の発明に係る焦点調節装置は、レンズ駆動部によって光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含み被写体からの光を結像させ撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節装置において、上記撮影光学系により結像される上記被写体の撮像データを得る撮像素子と、上記フォーカスレンズを移動させて上記撮像素子による撮像動作を実行し、上記撮像素子の出力する複数の撮像データに基づいて画像のコントラストのピークとなる上記フォーカスレンズの位置を検出するスキャン動作を行う制御部と、を具備し、上記制御部は、上記スキャン動作を本露光の直前まで繰り返し実行して上記画像のコントラストがピークとなる上記フォーカスレンズの位置情報を検出して記憶し、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する予測制御部と、上記本露光の直前に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定の時刻の合焦位置を予測するか否かを判定する判定部と、を有する。
【０００７】
第２の発明に係る焦点調節装置は、上記第１の発明において、上記判定部は、上記記憶した複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報と、上記本露光の直前にスキャン動作を終了した時点での上記フォーカスレンズの位置との差が第１の所定値よりも大きい場合に、上記過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する。
【０００８】
第３の発明に係る焦点調節装置は、上記第１の発明において、上記スキャン動作を実行して上記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時刻記憶部を有し、上記判定部は、上記時刻記憶部に記憶した複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報を検出した時刻と、上記本露光の直前にスキャン動作を終了した時点での時刻との差が第２の所定値よりも大きい場合に、上記過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する。
【０００９】
第４の発明に係る焦点調節装置は、上記第１の発明において、上記制御部は、上記撮像素子による本露光動作を制御し、上記判定部が、上記本露光の直前に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する場合に、上記予測制御部は、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて上記撮像素子による本露光時刻の合焦位置を予測して上記フォーカスレンズを移動させる。
【００１０】
第５の発明に係る焦点調節装置は、上記第１の発明において、上記判定部が、上記本露光の直前に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、上記記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する場合に、上記制御部は、本露光時のフォーカスレンズの位置を上記本露光の直前に実行したスキャン動作の終了時のフォーカスレンズの位置とする。
【００１１】
第６の発明に係る焦点調節装置は、上記第１の発明において、レンズ駆動部によって光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含み被写体からの光を結像させる撮影光学系の焦点調節を行う焦点調節装置において、上記撮影光学系により結像される上記被写体の撮像データを得る撮像素子と、上記フォーカスレンズを移動させて上記撮像素子による撮像動作を実行し、上記撮像素子の出力する複数の撮像データに基づいて画像のコントラストのピークとなる上記フォーカスレンズの位置を検出するスキャン動作を行う制御部と、を具備し、上記制御部は、上記スキャン動作を本露光の直前まで繰り返し実行して上記画像のコントラストがピークとなる上記フォーカスレンズの位置情報を検出して記憶し、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する予測制御部と、上記本露光の直前に実行したスキャン動作により上記画像のコントラストがピークとなる上記フォーカスレンズの位置を検出できない場合であっても、ピークとなるフォーカスレンズの位置を推定するピーク推定部と、を有し、上記予測制御部は、上記ピーク推定部が推定するピークとなるフォーカスレンズ位置、または上記記憶した過去の位置情報、または上記ピーク推定部が推定するピークとなるフォーカスレンズ位置と上記記憶した過去の位置情報の両方に基づいて所定時刻合焦位置を算出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被写体の状態に応じて適切な合焦位置の予測を行うことが可能な焦点調節装置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の基本動作（単写ＡＦ）を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態に係るカメラの基本動作（連写ＡＦ）を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係るカメラのスキャン制御の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係るカメラの合焦位置算出の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係るカメラの最終合焦位置使用可能判断の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係るカメラの最終スキャンでの合焦位置推測の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、予測実施可能な場合のレンズ位置の制御の一例を示すグラフである。
【図９】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、予測実施不可能な場合のレンズ位置の制御の一例を示すグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態に係るカメラにおいて、最終スキャンでの合焦位置実施の制御の一例を示すグラフである。
【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に係るカメラは、デジタルカメラであり、レンズ駆動部によって光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含み被写体からの光を結像させ撮影光学系の焦点調節を行う。
【００１５】
すなわち、本実施形態に係るカメラは、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された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。
【００１６】
また、コンティニュアスＡＦが設定されると、撮像部からの画像データに基づいてコントラスト値を取得し、このコントラスト値がピークとなり、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。このとき予測された合焦位置が現在位置から大きくずれている場合や、また最新の合焦時の時刻と、現在の時刻の差が大きい場合には、予測合焦位置の信頼性が低いことから、現在のレンズ位置を合焦位置とする。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。
【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、交換レンズ１００とカメラ本体２００から構成され、図示しないマウント部を介して両者は着脱自在である。なお、本実施形態においては、交換レンズ式としたが、レンズ鏡胴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の制御を行う。制御としては、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のスキャン動作や、合焦位置への駆動等を行う。また、フォーカスレンズやズームレンズの現在位置等、スキャン動作中等のレンズ状態等を検知し、レンズデータとしてカメラ本体２００側に送信する。記憶部１０４は、前述のプログラムの他に、交換レンズ１００の光学情報等の固有情報や、工場出荷段階での調整値等も記憶している。
【００２０】
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（撮像データともいう）を本体制御部２０４に出力する。
【００２１】
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、画像処理回路、コントラストＡＦ回路、伸張圧縮回路、通信回路等、種々の回路が設けられている。コントラストＡＦ回路は、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ことにより、被写体像のコントラスト値を取得する。
【００２２】
また、本体制御部２０４は、前述のレンズ制御部１０３に対して、通信回路を介して、スキャン動作命令、合焦位置移動命令、レンズデータ要求命令等の制御命令をレンズ制御部１０３に出力する。また、本体制御部２０４は、光学情報、交換レンズ１００の状態等のレンズデータをレンズ制御部１０３から入力する。
【００２３】
また、本体制御部２０４は、撮影レンズ１０１内のフォーカスレンズを移動させて撮像素子２０１による撮像動作を実行し、撮像素子２０１の出力する複数の撮像データに基づいて画像のコントラストのピークとなるフォーカスレンズの位置を検出するスキャン動作を行う制御部として機能する。この制御部は、スキャン動作を繰り返し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の位置情報を検出して記憶し、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する予測制御部（後述する図５のＳ６３参照）と、最後に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定の時刻の合焦位置を予測するか否かを判定する判定部（後述する図５のＳ５７参照）としての機能も有する。
【００２４】
また、本体制御部２０４は、上述の判定部として、記憶した複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報と、最後に実行したスキャン動作により検出したフォーカスレンズの位置との差が第１の所定値よりも大きい場合に、過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する（後述する図６のＳ７１参照）。
【００２５】
また、本体制御部２０４は、上述の判定部として、複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報を検出した時刻と、最後に実行したスキャン動作によりフォーカスレンズ位置を検出した時刻との差が第２の所定値よりも大きい場合に、過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する（後述する図６のＳ７３参照）。
【００２６】
また、本体制御部２０４は、撮像素子２０１による本撮影動作を制御する。上述の判定部として、最後に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する場合に（後述する図５のＳ５３参照）、上記予測制御部として、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて上記撮像素子による本撮影時刻の合焦位置を予測し（後述する図５のＳ６３参照）、フォーカスレンズを移動させる（後述する図３のＳ２１）。
【００２７】
また、本体制御部２０４は、上述の判定部として、最後に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する場合に（後述する図５のＳ５３Ｎｏ）、上述の制御部として、本撮影時のフォーカスレンズの位置を最後に実行したスキャン動作の終了時のフォーカスレンズの位置とする（図５のＳ５９参照）。
【００２８】
また、本体制御部２０４は、最後に実行したスキャン動作により画像のコントラストがピークとなるフォーカスレンズの位置を検出できない場合であっても、ピークとなるフォーカスレンズの位置を推定するピーク推定部（後述する図５のＳ５５、図７のＳ８３参照）としての機能も果たす。また、上述の予測制御部として、ピーク推定部が推定するピークとなるフォーカスレンズ位置、または記憶した過去の位置情報、またはピーク推定部が推定するピークとなるフォーカスレンズ位置と記憶した過去の位置情報の両方に基づいて所定時刻合焦位置を算出する（図５のＳ５７Ｙｅｓ→Ｓ６１→Ｓ６３参照）。
【００２９】
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時刻記憶部としての機能を果たす。なお、なお時刻記憶部としての機能は、本体制御部２０４に一時記憶部を内蔵させ、この一時記憶部が果たすようにしても勿論かまわない。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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。
【００３２】
次に、本実施形態における動作について、図２ないし図７に示すフローチャートを用いて説明する。これらのフローチャートは、記憶部２０３に記憶されたプログラムに従って本体制御部２０４によって実行される。なお、本実施形態における焦点調節動作は、コンティニュアスＡＦ（Ｃ−ＡＦともいう）がメニュー画面において設定された際の動作を示す。
【００３３】
本実施形態におけるコンティニュアスＡＦは、単写と連写に適用されている。単写は、操作部２０５の内のレリーズ釦が押下げられると、１回、本露光を行い、画像データを記憶部２０３に記録する。また連写は、レリーズ釦が押下げられている間、所定の時間間隔で、本露光を繰り返し行い、本露光において取得した画像データを順次記憶部２０３に記録する。単写および連写はメニュー画面等において設定される。
【００３４】
単写モードが設定され、レリーズ釦の半押しがなされると、図２に示す単写ＡＦのフローが開始する。単写フローに入ると、まず、スキャン制御を実行する（Ｓ１）。ここでは、交換レンズ１００内のレンズ制御部１０３に対し、モータ駆動部１０２によってフォーカスレンズを至近側または無限遠側に駆動を開始させ、フォーカスレンズの移動中に撮像素子２０１からの画像データ（撮像データ）に基づいて、本体制御部２０４内のコントラストＡＦ回路がコントラスト値を算出する。このコントラスト値がピークとなるときのフォーカスレンズの合焦位置を演算し、合焦位置と合焦時刻のセットからなる合焦履歴を記憶部２０３に記録する。このスキャン制御の詳しい動作については、図４を用いて後述する。
【００３５】
スキャン制御を行うと、２ｎｄレリーズを検出したか否かを判定する（Ｓ３）。操作部２０５の内のレリーズ釦が半押しから全押しに移行すると２ｎｄレリーズスイッチがオンとなるので、このステップでは、２ｎｄレリーズスイッチの状態に基づいて判定する。この判定の結果、２ｎｄレリーズが検出されない場合、すなわち、レリーズ釦の全押しがなされていない場合には、ステップＳ１に戻り、スキャン制御を続行する。
【００３６】
ステップＳ３における判定の結果、２ｎｄレリーズを検出した場合には、合焦駆動を実施する（Ｓ５）。ここでは、ステップＳ１におけるスキャン制御の中で記憶した合焦履歴を用いて、本露光までのタイムラグを考慮し、本露光中（露光開始から露光終了までの時間の１／２が経過した時点）の合焦位置を予測し、レンズ制御部１０３およびモータ駆動部１０２によって予測された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。なお、予測位置の信頼性が低い場合には、最終の合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。
【００３７】
ステップＳ５において合焦駆動を実施すると、次に、本露光を実施する（Ｓ７）。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によって得られた画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。本露光が終わると、この単写ＡＦのフローを終了する。
【００３８】
次に、連写ＡＦについて、図３に示すフローチャートを用いて説明する。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。連写フローに入ると、まず、本露光を実施する（Ｓ１１）。ここでは、図２のステップＳ７と同様にして取得した画像データに画像処理を施し、この画像データを記憶部２０３に記録する。
【００３９】
ステップＳ１１において本露光を実施すると、次に、初期位置駆動を実施する（Ｓ１３）。後述するステップＳ１７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。すなわち、コントラストＡＦにおいては、コントラスト値のピークを検出するが、ステップＳ１１における本露光の際にはコントラスト値のピーク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、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、コントラスト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。
【００４０】
ステップＳ１３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（Ｓ１５）。ここでは、ステップＳ１７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。
【００４１】
ステップＳ１５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（Ｓ１７）。ここでは、図２のステップＳ１と同様に、フォーカスレンズを移動させながら、コントラスト値の取得を行う。このスキャン制御の詳しい動作については、図４を用いて後述する。なお、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る。所定のフレーム数分、スキャン駆動を行う（すなわち上限を超えない範囲内のフレーム数で行う）。
【００４２】
ステップＳ１７において、スキャン制御を行うと、次に、合焦位置の算出を行う（Ｓ１９）。ここでは、図２のステップＳ５と同様に、ステップＳ１７におけるスキャン制御の中で記憶した合焦履歴を用いて、ステップＳ１１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。
【００４３】
ステップＳ１９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（Ｓ２１）。ここでは、レンズ制御部１０３およびモータ駆動部１０２によって、ステップＳ１９において予測された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。なお、最終のスキャンの結果、予測位置の信頼性が低い場合には、最終の合焦位置にフォーカスレンズを移動させる（図５のＳ５１、Ｓ５７、Ｓ５９参照）。
【００４４】
ステップＳ２１において、合焦駆動を実施すると、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している。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。
【００４５】
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、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。
【００４６】
次に、ステップＳ１（図２参照）およびステップＳ１７（図３参照）におけるスキャン制御の詳しい動作について、図４に示すフローチャートを用いて説明する。スキャン制御のフローに入ると、まず、スキャン駆動を開始する（Ｓ３１）。ここでは、本体制御部２０４は、レンズ制御部１０３に対し、モータ駆動部１０２によってフォーカスレンズの走査（スキャン）を開始するように指示する。また、スキャンを開始すると、本体制御部２０４内のコントラストＡＦ回路は、撮像素子２０１からの画像信号に基づいてコントラスト値を算出する。
【００４７】
スキャン駆動を開始すると、次に、方向判断の確定を待つ（Ｓ３３）。スキャン駆動を開始すると、１フレーム分の画像データが出力されるたびに、前述したようにコントラスト値が算出されるので、このコントラスト値が１フレームごとに増加しているのか減少しているのかを判定する。コントラスト値が所定フレーム数、増加すると、もしくは減少すると、方向判断が確定する。
【００４８】
ステップＳ３３において方向判断が確定すると、次に、方向判断の確定結果が順方向か逆方向かを判定する（Ｓ３５）。コントラスト値が増加していた場合には、フォーカスレンズの移動している方向にピークがあることから順方向と判断される。一方、コントラスト値が減少していた場合には、フォーカスレンズの移動している方向と逆方向にピークがあることから逆方向と判断される。
【００４９】
ステップＳ３５における判定の結果、逆方向と判定された場合には、次に、スキャン方向を逆転する（Ｓ３７）。ここでは、本体制御部２０４は、レンズ制御部１０３に対し、モータ駆動部１０２によるフォーカスレンズのスキャン方向を逆転するように指示する。
【００５０】
ステップＳ３７においてスキャン方向を逆転すると、またはステップＳ３５における判定の結果、順方向であった場合には、次に、ピーク検出を待つ（Ｓ３９）。前述したように、スキャン駆動中にコントラストＡＦ回路は、１フレーム分の画像データが出力されるたびにコントラスト値を算出する。このステップでは、コントラスト値がピークを越えたときに生ずるコントラスト値の増加から減少への変化を待つ。
【００５１】
ステップＳ３９において、コントラスト値のピークを検出すると、次に、合焦位置を算出し、合焦履歴を保存する（Ｓ４１）。ここでは、ピーク付近の３点のＡＦ評価値（コントラスト値）と、そのときのフォーカスレンズの位置から、二次曲線の近似式を用いて、ＡＦ評価値のピークの合焦位置（フォーカスレンズ位置）を算出する。この合焦位置と合焦時刻を、セットで合焦履歴として記憶部２０３に保存する。この記憶部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時刻記憶部として機能する。
【００５２】
ステップＳ４１において、合焦位置を算出し、合焦履歴を保存すると、次に、２ｎｄレリーズを検出したか否かを判定する（Ｓ４３）。ここでは、ステップＳ３（図２参照）と同様に、２ｎｄレリーズスイッチの状態に基づいて判定する。
【００５３】
ステップＳ４３における判定の結果、２ｎｄレリーズを検出しなかった場合には、合焦方向を判定する（Ｓ４５）。ステップＳ３９において、コントラスト値のピークを越えたことから、再度、ピークを検出するために、フォーカスレンズの駆動方向を逆転させる。このため、本体制御部２０４は、レンズ制御部１０３に対し、モータ駆動部１０２によるフォーカスレンズのスキャン方向を逆転するように指示する。
【００５４】
ステップＳ４５において駆動方向を逆転すると、ステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３〜Ｓ４１においてコントラスト値のピークを求め、合焦位置の算出を行う。一方、ステップＳ４３における判定の結果、２ｎｄレリーズを検出した場合には、スキャン制御のフローを終了し、元のフローに戻る。なお、図４に示すフローにおいては、ステップＳ４３において、２ｎｄレリーズの検出を行っているが、ステップＳ３３〜Ｓ４１を実行中に、２ｎｄレリーズを検出した場合には、スキャン制御を終了する。
【００５５】
次に、ステップＳ１９（図３参照）における合焦位置算出の詳しい動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。合焦位置算出のフローに入ると、まず、最終合焦位置使用可能判断を行う（Ｓ５１）。前述したように、コントラストＡＦでは、撮像素子２０１から１フレーム分の画像データが出力される度にコントラスト値が算出される。例えば、６０フレーム／秒の場合には、１／６０秒毎にコントラスト値が算出される。このため、２ｎｄレリーズスイッチがオンとなり、連写が開始されたタイミングによっては、合焦位置（図４のステップＳ４１参照）が算出されてから相当、時間が経ってしまった場合や、また、合焦位置算出後、被写体が急激に移動した場合には、合焦位置の予測演算の信頼性が低い場合がある。そこで、このステップでは、最終合焦位置情報（合焦位置と合焦時刻、図４のステップＳ４１の合焦履歴参照）と現在の情報（現在位置と現在時刻）を用いて最終合焦位置情報が信頼に足るものであるか否かを判定する。この最終合焦位置使用可能判断の詳しい動作については、図６を用いて後述する。
【００５６】
ステップＳ５１において、最終合焦位置使用可能判断を行うと、次に、最終合焦位置が使用可能であるか否かを判定する（Ｓ５３）。ここでは、ステップＳ５１における判断結果に応じて判定する。
【００５７】
ステップＳ５１における判定の結果、最終合焦位置使用可能でなかった場合には、次に、最終スキャンでの合焦位置推定を行う（Ｓ５５）。ステップＳ５３における判定の結果がＮｏであったのは、最終スキャンの結果、得られた画像データに基づいて合焦位置を決定することができなかった場合である。そこで、このステップでは、最終スキャンの結果を用いて合焦位置の推定を行う。この最終スキャンでの合焦位置推定の詳しい動作については、図７および図１０を用いて後述する。
【００５８】
ステップＳ５５において最終スキャンでの合焦位置推定を行うと、次に、合焦位置推定可能か否かを判定する（Ｓ５７）。ステップＳ５５における合焦位置の推定では、合焦位置推定可能か否かを判断する（図７のＳ８９、Ｓ９１参照）。ステップ５７では、この判断結果に基づいて判定する。
【００５９】
ステップＳ５７における判定の結果、合焦位置推定が不可であった場合には、合焦位置ｐｏｓ＝現ＬＤＰとする（Ｓ５９）。ここでは、ステップ５５において推定した合焦位置の信頼性が低くかったことから、最終スキャンで確定した合焦位置ｐｏｓを撮影レンズ１０１のフォーカスレンズの駆動位置（ＬＤＰ）とする。合焦位置予測不可の場合の合焦駆動については、図９を用いて後述する。
【００６０】
一方、ステップＳ５３における判定の結果、最終合焦位置が使用可能であった場合、または、ステップＳ５７における判定の結果、合焦位置推定可能であった場合には、動体予測時間算出を行う（Ｓ６１）。ここでは、合焦履歴を用いて合焦位置を予測するにあたって、本露光までの時間を算出する。レリーズ釦が全押しされた場合には、２ｎｄレリーズスイッチオンから本露光までの時間となり、また連写中の場合には、次の本露光までの時間となる。なお、本露光までの時間としては、本露光中の中間点（露光開始から露光終了までの時間の１／２が経過した時点）とする。
【００６１】
動体予測時間を算出すると、次に、予測パルス位置演算を行い、この演算値をｐｏｓに設定する（Ｓ６３）。ここでは、合焦履歴を用いて、ステップＳ６１において算出した動体予測時間後に、被写体の位置の予測演算を行い、この予測演算結果の合焦位置に撮影レンズ１０１のフォーカスレンズを位置させるための駆動パルス位置ＬＤＰの設定を行う。本実施形態においては、合焦履歴で記憶されている合焦位置の情報を用いて、最小二乗法により直線近似で予測演算を行うが、これとは異なる予測演算式を採用しても勿論かまわない。なお、本実施形態においては、フォーカスレンズの駆動位置はＬＤＰで表わされる。すなわち、基準位置からのフォトインタラプタ等のパルス数で表わされるものとする。
【００６２】
ステップＳ５９において合焦位置ｐｏｓ＝現ＬＤＰとすると、またはステップＳ６３において予測パルス位置演算⇒ｐｏｓに値を設定すると、元のフローに戻る。
【００６３】
このように、最後に実行したスキャン動作（図３のＳ１７参照）の検出結果に応じて、記憶した複数の過去の合焦位置情報（図４のＳ４１参照）に基づいて所定時刻の合焦位置を予測する場合に（図５のＳ５３Ｙｅｓ）、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて撮像素子による本撮影時刻の合焦位置を予測している（図５のＳ６３）。この予測演算の結果を用いてフォーカスレンズの移動を行う（図３のＳ２１参照）。
【００６４】
また、最後に実行したスキャン動作（図３のＳ１７参照）の検出結果に応じて、記憶した複数の過去の合焦位置情報（図４のＳ４１参照）に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定する場合に（図５のＳ５３Ｎｏ）、本撮影時のフォーカスレンズの位置を最後に実行したスキャン動作の終了時のフォーカスレンズの位置としている（図５のＳ５９）。
【００６５】
次に、ステップＳ５１（図５参照）における最終合焦位置使用可能判断の詳しい動作について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。最終合焦位置使用可能判断のフローに入ると、まず、｜現ＬＤＰ−最終合焦位置｜≧ＴＨ１か否かの判定を行う（Ｓ７１）。ここでは、本露光直前にスキャン動作を終了した時点でのフォーカスレンズの位置（現ＬＤＰ）から、ステップＳ４１（図４参照）において記憶した複数の過去の合焦位置情報のうちの最新の合焦位置情報（最終合焦位置）を減算した値の絶対値が、第１の所定値（ＴＨ１）よりも大きいか否かを判定する。なお、この｜現ＬＤＰ−最終合焦位置｜は、後述する図９において距離ＬＡに相当する。
【００６６】
ステップＳ７１における判定の結果がＮｏであった場合には、次に、現在時刻−最終合焦時刻≧ＴＨ２か否かを判定する（Ｓ７３）。ここでは、最後に実行したスキャン動作によりフォーカスレンズ位置を検出した時刻から、ステップＳ４１において記憶した複数の過去の合焦位置情報のうちの最新の合焦位置情報を検出した時刻を減算した値が、第２の所定値（ＴＨ２）よりも大きいか否かを判定する。なお、この「現在時刻−最終合焦時刻」は、後述する図９において時間ＴＡに相当する。
【００６７】
ステップＳ７３における判定の結果がＮｏであった場合には、最終合焦位置使用可能と判断する（Ｓ７５）。一方、ステップＳ７１における判定の結果がＹｅｓであった場合、またはステップＳ７３における判定の結果がＹｅｓであった場合には、最終合焦位置使用不可と判断する（Ｓ７７）。ステップＳ７５またはＳ７７において判断を行うと元のフローに戻る。
【００６８】
このように、最終合焦位置使用可能判断のフローでは、記憶した複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報と、最後に実行したスキャン動作により検出したフォーカスレンズの位置との差が第１の所定値（ＴＨ１）よりも大きい場合に（Ｓ７１Ｙｅｓ）、過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定するようにしている（Ｓ７７）。また、時刻記憶部（記憶部２０３）に記憶した複数の過去の位置情報のうちの最新の位置情報を検出した時刻と、最後に実行したスキャン動作によりフォーカスレンズ位置を検出した時刻との差が第２の所定値よりも大きい場合に（Ｓ７３Ｙｅｓ）、上記過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測しないと判定するようにしている（Ｓ７７）。
【００６９】
次に、図８および図９を用いて、コンティニュアスＡＦ時における合焦位置の予測の例を説明する。図８は、予測実施可能な場合のレンズ位置制御を、また図９は予測実施が不可能な場合のレンズ位置の制御を示す。図８および図９において、横軸は時間の変化をまた、縦軸にレンズ位置を示す。
【００７０】
図８において、時刻Ｔ１〜Ｔ３の間は、１回目のスキャンＳＣ１が行われており、この間、撮像素子２０１からの画像データが出力される度にコントラスト値（ＡＦ評価値）が繰り返し算出される（図４のＳ３３〜Ｓ３９参照）。このときコントラスト値のピークが検出されると、合焦位置が算出される。図８に示す例では、時刻Ｔ２において合焦位置ｚ１１が算出される。
【００７１】
１回目のスキャンＳＣ１が終わると、フォーカスレンズの駆動方向を逆転し（図４のＳ４５参照）、時刻Ｔ３〜Ｔ５において２回目のスキャンＳＣ２を実行し、時刻Ｔ４において合焦位置ｚ１２を算出する。以後、同様にして、時刻Ｔ５〜Ｔ７の間で３回目のスキャンＳＣ３を実行し、時刻Ｔ６において合焦位置ｚ１３を算出し、時刻Ｔ７〜Ｔ９の間で４回目のスキャンＳＣ４を実行し、時刻Ｔ８において合焦位置ｚ１４を算出し、時刻Ｔ９〜Ｔ１１の間で４回目のスキャンＳＣ５を実行し、時刻Ｔ１０において合焦位置ｚ１５を算出し、時刻Ｔ１１〜Ｔ２１の間で６回目のスキャンＳＣ６を実行し、時刻Ｔ１２において合焦位置ｚ１６を算出する。
【００７２】
合焦位置ｍ１〜ｍ６におけるレンズ位置を結んだ線は、被写体位置の変化の様子を示す被写体移動ラインＰとなる。合焦位置ｍ６は最新の合焦位置を示し、合焦位置ｍ５は１つ前の合焦位置を示し、合焦位置４は２つ前の合焦位置を示し、これらの合焦位置に対応するレンズ位置（ｚ１１〜ｚ１６）とその時の時刻（Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１２）がセットで、合焦履歴として、記憶部２０３に記憶される。
【００７３】
時刻Ｔ２１において、２ｎｄレリーズ押下げによりスキャンが終了すると、または連写時の次の本露光のタイミングになると、図５に示される合焦位置算出中のステップＳ５３における最終合焦位置使用可能判定がなされ、図８に示す例では、最終合焦位置（この例では、合焦位置ｍ６）が使用可能と判断される。
【００７４】
最終合焦位置が使用可能と判定されると、本露光が時刻Ｔ３１に開始し、露光時間の１／２が経過する時刻Ｔ３２における被写体の位置を、時刻Ｔ２１から時刻Ｔ３２までの動体予測時間を算出し（図５のＳ６１参照）、この動体予測時間と被写体移動ラインＰを表す式に基づいて、本露光時における合焦位置を予測演算し（図５のＳ６３参照）、フォーカスレンズの駆動を駆動ラインＡＦＤに沿って行う（図３のＳ２１）。
【００７５】
図９には、前述したように、予測実施が不可能な場合のレンズ位置の制御の例を示す。時刻Ｔ１〜Ｔ１１までは、図８の場合と同様に、スキャンＳＣ１〜ＳＣ５を行う。６回目のスキャンＳＣ６ａを開始時後、時刻Ｔ１３において、スキャン方向の逆転がなされる。これは、ステップＳ４５（図４参照）において方向を反転してフォーカスレンズの移動を開始したものの、ステップＳ３３、Ｓ３５における判断と判定の結果、コントラスト値が減少したために、スキャン方向を逆転した場合である（図４のＳ３７参照）。
【００７６】
スキャン方向が逆転され、スキャンＳＣ６ｂの実行中の時刻Ｔ２１において、２ｎｄレリーズが押下げられ、または連写の次の本露光のタイミングになる。この場合にも、図５に示される合焦位置算出中のステップＳ５３における最終合焦位置使用可能判定がなされる。図９に示す例では、最終合焦位置（この例では、合焦位置ｍ５）が使用不可能と判断される。すなわち、ステップＳ７１における判定、｜現ＬＤＰ−最終合焦位置｜≧ＴＨ１となっている。図９に示す例では、最終合焦位置ｍ５と現ＬＤＰ（ｚ２１）の差分ＬＡが、所定値ＴＨ１よりも大きい。なお、ステップＳ７３における判定を行ったとすると、最終合焦位置ｍ５における時刻Ｔ１０と、現在時刻Ｔ２１との差分時間ＴＡが、所定値ＴＨ２よりも大きい。
【００７７】
このように図９に示す例では、最終合焦位置（ｍ５）が使用不可能と判断される。このため、最終のスキャン（６回目のスキャンＳＣ６ａ，ＳＣ６ｂ）におけるコントラスト値（ＡＦ評価値）を用いて、合焦位置が推定可能であれば（図５のＳ５７Ｙｅｓ）、この推定された合焦位置を用いて、合焦位置の予測を行い（図５のＳ６３）、フォーカスレンズの駆動を駆動ラインＡＦＤに沿って行う（図４のＳ２１）。一方、合焦位置の推定が不可能であれば、現在時刻Ｔ２１の現在位置に対応したレンズ位置ｚ２１で（図５のＳ５９）、合焦駆動を行う。
【００７８】
次に、ステップＳ５５（図５参照）における最終スキャンでの合焦位置推定の詳しい動作について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７９】
最終スキャンでの合焦位置推定のフローに入ると、まず、データ数が５点以上あるか否かを判定する（Ｓ８１）。コントラストＡＦにおける合焦位置の算出は、コントラスト値のピーク付近の３点のデータを用いてピーク位置（合焦位置）を算出する（図４のＳ４１）。しかし、この最終スキャンでの合焦位置推定では、コントラスト値のピークを検出しない状態であることから、ピーク推定の信頼性を確保するために、コントラスト値として５点以上の情報があるか否かの判定を行っている。
【００８０】
ステップＳ８１における判定の結果、データ数が５点以上あった場合には、次に、ガウス関数近似式算出を行う（Ｓ８３）。ここでは、５点以上のデータを用いてガウス関数近似式でコントラス情報のピーク位置を算出し、このピーク位置をフォーカスレンズ位置（ｚｃ）とする。このガウス関数近似式によるフォーカスレンズ位置（ｚｃ）の算出の詳細については、後述する。
【００８１】
ステップＳ８３においてガウス関数近似式算出を行うと、次に、評価値の差≧ＴＨ３か否かの判定を行う（Ｓ８５）。コントラスト値のピーク位置を近似式で算出するにあたって、ガウス関数の裾野部分等、ＡＦ評価値（コントラスト値）の差が小さい部分では信頼性が低くなってしまう。そこで、このステップでは、ＡＦ評価値の差に基づいて信頼性の判定を行っている。なお、後述する図１０に示す例では、ＡＦ評価値の差は、５点のＡＦ評価値の最大と最小の差分Ｚに相当する。
【００８２】
ステップＳ８５における判定の結果、ＡＦ評価値の差が所定値ＴＨ３以上であった場合には、つぎに、信頼性があるか否かを判定する（Ｓ８７）。この信頼性の判定のための演算については、ガウス関数近似式の算出について詳細に説明する際に併せて説明するが、概略、ガウス曲線に近似する際に、このガウス曲線と実際のデータの残差の二乗和（後述する式（３）参照）を信頼性の判定の基礎とする。
【００８３】
ステップＳ８７における判定の結果、信頼性がＯＫであった場合には、合焦位置推定可能と判断する（Ｓ８９）。一方、ステップＳ８７における判定の結果、信頼性がＮＧであった場合、またはステップＳ８１における判定の結果、データ数が５点未満であった場合、またはステップＳ８５における判定の結果、ＡＦ評価値の差がＴＨ３よりも小さかった場合には、合焦位置推定不可と判断する（Ｓ９１）。
【００８４】
ステップＳ８９、Ｓ９１において合焦位置推定の可否を判断すると、元のフローに戻り、前述のステップＳ５７（図５参照）に進む。
【００８５】
この最終スキャンでの合焦位置推定の一例について、図１０を用いて説明する。図１０は、スキャン制御中におけるコントラスト値（ＡＦ評価値）の変化を示し、横軸にフォーカスレンズの位置を、また縦軸にＡＦ評価値を示す。この例では、５フレーム分の画像データに対して、コントラスト値（ＡＦ評価値）を５点算出できたところで、２ｎｄレリーズ等が入ったことから、スキャン動作を停止し、取得した５点からコントラスト値のピーク位置を推定する。
【００８６】
１点目は、フォーカスレンズ位置ｚ１においてＡＦ評価値がＡＦval_1である（この結果を、（ＡＦval_1，ｚ１）と略記する）。以後、２点目は（ＡＦval_2，ｚ２）であり、３点目は（ＡＦval_3，ｚ３）であり、４点目は（ＡＦval_4，ｚ４）であり、５点目は（ＡＦval_5，ｚ５）である。図中、実線は、１点目から５点目までのコントラスト値（ＡＦ評価値）の実測値を繋いで得られるコントラスト情報の曲線を示す。
【００８７】
図１０において、２点鎖線は、１点目から５点目までのコントラスト値を用いて、ステップ８３におけるガウス関数近似式によって推定したコントラスト値の曲線である。この推定コントラスト情報曲線Ｇからピーク位置ｚｃを推定することができる。なお、破線は、５点目以降もスキャンを続行した場合に得られるコントラスト情報曲線Ｒを示す。理想としては、推定コントラスト情報曲線Ｇとコントラスト情報曲線Ｒが一致することが望ましい。
【００８８】
このように、最後に実行したスキャン動作により画像のコントラストがピークとなるフォーカスレンズの位置を検出できない場合であっても（図５のＳ５３Ｎｏ）、ピークとなるフォーカスレンズの位置を推定するようにしている（図５のＳ５５、図７のＳ８３）。また、フォーカスレンズの合焦位置が推定できた場合には（図５のＳ５７Ｙｅｓ）、この推定したピークとなるフォーカスレンズ位置と記憶した過去の位置情報の両方に基づいて所定時刻合焦位置を算出し（図５のＳ６１）、所定時刻における合焦位置を予測するようにしている（図５のＳ６３）。
【００８９】
次に、ステップＳ８３（図７参照）におけるガウス関数近似式を用いての算出方法について説明する。フォーカスレンズのピーク検出動作中に得られたＡＦ評価値をＡＦval_i、対応するフォーカスレンズ位置をｚｉとすると、複数の点（ＡＦval_i ，ｚｉ）（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）に対して、最も近くを通るガウス曲線を求める処理を行う。
【００９０】
このガウス曲線は以下の式（１）のように表わすことができる。
ＡＦval_i＝Ｎexp｛−（ｚｉ−ｚｃ）２／２σ２｝      ・・・（１）
ただし、Nは定数、ｚｃは平均、σは分散を示す。
【００９１】
式（１）のガウス関数の両辺の対数を取ると以下の式が導かれる。
Ln（ＡＦval_i）＝ lnＮ＋｛−（ｚｉ−ｚｃ）２／２σ２｝  ・・・（２）
【００９２】
式（２）において、ln（ＡＦval_i）＝Ｆi、ａ＝−１／２σ２、ｂ＝２ｚｃ／２σ２、ｃ＝lnＮ−ｚｃ２／２σ２とおくと、ガウス曲線を単なる２次式「Ｆ＝ａｚ２＋ｂｚ＋ｃ」で表すことが可能となる。
【００９３】
上記ｚｃ＝−ｂ／２ａに係数ａ、ｂを代入して合焦位置を算出することができる。本実施形態では、ガウス曲線を表わす二次曲線に対する残差二乗和を各係数で偏微分した各式の値を０として求めた連立方程式を解いて各係数ａ、ｂ、ｃを求める。
【００９４】
残差二乗和Ｓは、以下の式（３）のように表わすことができる。
Ｓ＝Σ（Ｆi −ａｚｉ２−ｂｚｉ−ｃ）２・・・（３）
なお、前述したように、この残差二乗和は、ステップＳ８７において、信頼性の判断に使用される。
【００９５】
上記式（３）を各係数ａ、ｂ、ｃで偏微分した結果は以下の式（４）、（５）、（６）のように示される。
∂Ｓ／∂ａ＝Σ（−２（Ｆｉ −ａｚｉ２ −ｂｚｉ −ｃ））ｚｉ２・・・（４）
∂Ｓ／∂ｂ＝Σ（−２（Ｆｉ −ａｚｉ２ −ｂｚｉ −ｃ））ｚｉ・・・（５）
∂Ｓ／∂ｃ＝Σ（−２（Ｆｉ −ａｚｉ２ −ｂｚｉ −ｃ））・・・（６）
ここで、ｉ＝１〜ｎである。
【００９６】
各式（４）、（５）、（６）において偏微分値を０
とすると、以下の式（７）、（８）、（９）が導かれる。
Σ（ｚｉ２ Ｆｉ ）＝ａΣ（ｚｉ４）＋ｂΣ（ｚｉ３）＋ｃΣ（ｚｉ２）・・・（７）
Σ（ｚｉ Ｆｉ ）＝ａΣ（ｚｉ３）＋ｂΣ（ｚｉ２）＋ｃΣ（ｚｉ）・・・（８）
Σ（Ｆｉ ）＝ａΣ（ｚｉ２）＋ｂΣ（ｚｉ ）＋ｃｎ ・・・（９）
【００９７】
上式（７）、（８）、（９）において、Σ（ｚｉ）＝Ａ、Σ（Ｆｉ）＝Ｂ、Σ（ｚｉＦｉ）＝Ｃ、Σ（ｚｉ２）＝Ｄ、Σ（ｚｉ３）＝Ｅ、Σ（ｚｉ４）＝Ｆ、Σ（ｚｉ２Ｆｉ）＝Ｇとすると、以下の式（１０）、（１１）、（１２）のように表わすことができる。
Ｇ＝ａＦ＋ｂＥ＋ｃＤ  ・・・（１０）
Ｃ＝ａＥ＋ｂＤ＋ｃＡ  ・・・（１１）
Ｂ＝ａＤ＋ｂＡ＋ｃｎ  ・・・（１２）
【００９８】
上述の連立方程式（１０）、（１１）、（１２）をａ、ｂ、ｃについて解くと、以下の式（１３）、（１４）、（１５）のようになる。
ａ＝（（ＡＢ−Ｃｎ）（Ｄ２ −ＡＥ）−（ＤＣ−ＡＧ）（Ａ２−Ｄｎ））／（（ＡＤ−Ｅｎ）（Ｄ２ −ＡＥ）−（ＤＥ−ＡＦ）（Ａ２ −Ｄｎ））・・・・・・（１３）
ｂ＝（（ＤＣ−ＡＧ）−ａ（ＤＥ−ＡＦ））／（Ｄ２−ＡＥ））・・・・（１４）
ｃ＝（Ｂ−ｂＡ−ａＤ）／ｎ                          ・・・・・・・（１５）
【００９９】
ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置（合焦位置）は、ガウス分布の中央値である平均ｚｃで表わされるので、ａ、ｂ、ｃを算出してｚｃ＝−ｂ／２ａを求めることができる。
【０１００】
以上説明したように、本発明の一実施形態においては、スキャン動作を繰り返し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の位置情報を検出して記憶し、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定時刻の合焦位置を予測し（図５のＳ６１参照）、また、最後に実行したスキャン動作の検出結果に応じて、記憶した複数の過去の位置情報に基づいて所定の時刻の合焦位置を予測するか否かを判定する（図５のＳ５３参照）ようにしている。このため、被写体の状態に応じて適切な合焦位置の予測を行うことが可能となる。すなわち、本露光に前に、被写体の動きが大きくなった場合等であっても、適切に合焦位置の予測を行うことが可能となる。
【０１０１】
なお、本発明の一実施形態においては、ステップＳ８３（図７参照）における合焦位置の推定にあたってはガウス関数近似式を用いたがこれに限らず、コントラスト値のピーク位置を求められる近似式であれば、これとは異なる関数を採用しても勿論かまわない。
【０１０２】
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でも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、スマートフォーンや携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、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、コントラストＡＦによって焦点調節を行う機器であれば本発明を適用することができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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】
【０１０５】
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、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、２０５・・・操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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