(57)【要約】【課題】被写体にフォーカスをより迅速かつより精密に合わせることが可能な撮像装置１を提供する。【解決手段】本発明の一態様の撮像装置１は、被写体から入射した光束を収束させて光学像を形成するフォーカスレンズ２１と、光学像に基づいて画像データを生成する撮像素子３１と、フォーカスレンズ２１を駆動するドライバ２４と、撮影条件と被写体距離とを記録する記録媒体３６と、撮影条件に基づいて撮影の繰り返しの信頼性を判定して、信頼性に基づいて被写体距離を補正して次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置を決定するＣＰＵ６８とを具備する。【選択図】図３
2016099424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体から入射した光束を収束させて光学像を形成するフォーカスレンズと、
前記光学像に基づいて画像データを生成する撮像素子と、
前記フォーカスレンズを駆動するドライバと、
撮影条件と被写体距離とを記録する記録媒体と、
前記撮影条件に基づいて撮影の繰り返しの信頼性を判定して、前記信頼性に基づいて前記被写体距離を補正して次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置を決定する制御部と、
を具備する撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置の方向を算出する方向算出部をさらに有し、
前記撮影条件は、前記撮像装置の方向を含み、
前記制御部は、前回の撮影時における前記撮像装置の方向と現在の前記撮像装置の方向との一致度に応じて前記信頼性を判定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮影条件は、撮影ごとの前記被写体距離の変化の軌跡が同じ軌跡となる回数を含み、
前記制御部は、前記回数に応じて、前記信頼性を判定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮影条件は、前記フォーカスレンズの焦点距離を含み、
前記制御部は、前回の撮影時における前記焦点距離と、現在の前記被写体の前記焦点距離との一致度に応じて、前記信頼性を判定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記信頼性により前記被写体距離に重みを付ける請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像装置の方向を算出する方向算出部をさらに有し、
前記撮影条件と前記被写体距離とは、前記撮像装置の方向と関連付けられて前記記録媒体に複数記録され、
前記制御部は、前記記録媒体に記録された前記撮像装置の方向のうち、現在の前記撮像装置の方向と対応する前記撮像装置の方向に関連付けられた前記撮影条件に応じて前記信頼性を判定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体から入射した光束を収束させて光学像を形成するフォーカスレンズをドライバに駆動させることと、
撮影条件と被写体距離とを記録媒体に記録することと、
前記撮影条件に基づいて撮影の繰り返しの信頼性を判定することと、
前記信頼性に基づいて前記被写体距離を補正して次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置を決定することと、
を具備する撮像装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータに、
被写体から入射した光束を収束させて光学像を形成するフォーカスレンズをドライバに駆動させる手順、
撮影条件と被写体距離とを記録媒体に記録する手順、
前記撮影条件に基づいて撮影の繰り返しの信頼性を判定する手順、
前記信頼性に基づいて前記被写体距離を補正して次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置を決定する手順、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、撮像装置の制御方法、撮像装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、デジタルカメラ等、撮影を行う撮像装置では、被写体にフォーカスを合わせるオートフォーカス（ＡＦ）が行われている。ＡＦには、被写体にフォーカスが合うまでの時間の短さとフォーカスの精密さとが求められる。
【０００３】
例えば特許文献１では、動く被写体へ向けたカメラの方向情報を取得して、この方向情報とデータテーブルに記録されている方向情報とがほぼ一致するとき、データテーブルからこの方向情報に対応する距離情報を取得して、この距離情報に基づいてレンズを駆動させるカメラが提案されている。このカメラは、例えば撮像した画像の輝度が低かったり、被写体のコントラストが低かったりするなどＡＦが難しい場合でも、データベースの距離情報に基づいてフォーカスを迅速かつ精密に合わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−４０９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、被写体にフォーカスをより迅速かつより精密に合わせることが可能な撮像装置、撮像装置の制御方法、及び撮像装置の制御プログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の撮像装置は、被写体から入射した光束を収束させて光学像を形成するフォーカスレンズと、前記光学像に基づいて画像データを生成する撮像素子と、前記フォーカスレンズを駆動するドライバと、撮影条件と被写体距離とを記録する記録媒体と、前記撮影条件に基づいて撮影の繰り返しの信頼性を判定して、前記信頼性に基づいて前記被写体距離を補正して次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置を決定する制御部とを具備する。
【０００７】
本発明の一態様の撮像装置の制御方法は、被写体から入射した光束を収束させて光学像を形成するフォーカスレンズをドライバに駆動させることと、撮影条件と被写体距離とを記録媒体に記録することと、前記撮影条件に基づいて撮影の繰り返しの信頼性を判定することと、前記信頼性に基づいて前記被写体距離を補正して次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置を決定することとを具備する。
【０００８】
本発明の一態様の撮像装置の制御プログラムは、コンピュータに、被写体から入射した光束を収束させて光学像を形成するフォーカスレンズをドライバに駆動させる手順、撮影条件と被写体距離とを記録媒体に記録する手順、前記撮影条件に基づいて撮影の繰り返しの信頼性を判定する手順、前記信頼性に基づいて前記被写体距離を補正して次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置を決定する手順を実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、被写体にフォーカスをより迅速かつより精密に合わせることが可能な撮像装置、撮像装置の制御方法、及び撮像装置の制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、各実施形態に係る撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る被写体について説明するための図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１実施形態に係る撮像装置の向きと、ユーザによる操作のタイミングと、撮像装置の動作のタイミングとの関係について説明するための図である。
【図５】図５は、１ｓｔＲ操作時のＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、被写体学習処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、２ｎｄＲ操作時の連写ＡＦ処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、フォーカスレンズ駆動判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図９は、学習位置駆動判定処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、信頼性係数の算出例について説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る被写体の一例を示す図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る撮像装置の向きと、ユーザの操作のタイミングと、撮像装置の動作のタイミングとの関係について説明するための図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第２実施形態における連写ＡＦを説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２実施形態に係る駆動開始位置算出処理について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［第１実施形態］
本実施形態に係る撮像装置の構成について説明する。図１は、各実施形態に係る撮像装置１の構成を示すブロック図である。撮像装置１は、交換レンズ２と、カメラ本体３とを有する。交換レンズ２と、カメラ本体３とは、インターフェース（Ｉ／Ｆ）４１を介して互いに通信可能に接続されている。本実施形態の撮像装置１は、交換レンズ２と、カメラ本体３とが別体として設けられているレンズ交換式のカメラであるものとするが、これに限らず、撮像装置１は、交換レンズ２とカメラ本体３とが一体として設けられたカメラであっても良い。
【００１２】
交換レンズ２は、フォーカスレンズ２１と、絞り２２と、シャッタ２３と、ドライバ２４と、ＣＰＵ２５とを有する。
【００１３】
フォーカスレンズ２１は、被写体から入射した光束を収束させて被写体像（光学像）を結像させる。絞り２２は、例えば絞り羽根によって孔を通って撮像面に入射する光束の量を調整する。シャッタ２３は、シャッタ羽根を開閉させて撮像面に光束が入射する時間を調整する。ドライバ２４は、ＣＰＵ２５から伝達された信号に基づいて、フォーカスレンズ２１を駆動する。また、フォーカスレンズ２１のオートフォーカス（ＡＦ）は、例えば位相差検出方式であっても良いし、コントラスト検出方式でも良い。なお、交換レンズ２は、ズームレンズを有していても良い。
【００１４】
Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｃｃｉｎｇ  Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）２５は、カメラ本体３から伝達された信号に基づいて各種演算を行う。ＣＰＵ２５は、Ａｐｐｒｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）等に置き換えられても良い。ＣＰＵ及びＡＳＩＣ等を制御部と総称する。
【００１５】
カメラ本体３は、撮像部３２と、ＬＣＤ３３と、タッチパネル３４と、メモリＩ／Ｆ３５と、記録媒体３６と、ＳＤＲＡＭ３７と、Ｆｌａｓｈメモリ３８と、操作部３９と、通信部４０と、Ｉ／Ｆ４１と、時計４２と、バス４３と、顔検出部５１と、加速度センサ５２と、地磁気センサ５３と、ＧＰＳ５４と、角速度センサ５５と、測距演算部６１と、露出制御部６２と、画像処理部６３と、コントラスト値演算部６４と、ＬＣＤドライバ６５と、タッチパネルドライバ６６と、操作制御部６７と、ＣＰＵ６８とを有する。
【００１６】
撮像部３２は、撮像素子３１を有する。撮像素子３１は、撮像面に結像した光学像に基づいてアナログ画像信号を生成する。撮像部３２は、例えばＡＤ変換回路により、撮像素子３１により生成されたアナログ画像信号をデジタル画像信号（画像データ）に変換する。
【００１７】
Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ（ＬＣＤ）３３は、画面の画素の電圧のＯＮ／ＯＦＦを制御して、画像データに基づく画像を表示する。タッチパネル３４は、ＬＣＤ３３に重ねて設けられ、例えば抵抗膜方式、静電容量方式、光学方式、又は電磁誘導方式等の検出方式うちいずれかの方式によって、ユーザが指先又はペン先等で触れたパネル上の位置情報を検出する。タッチパネルドライバ６６は、タッチパネル３４を駆動するとともに、タッチパネル３４に入力された信号を処理する。メモリＩ／Ｆ３５は、記録媒体３６に対して画像データを入出力する際に、データの変換等を行うことで、バス４３と、記録媒体３６とのデータの送受信を介する。バス４３は、カメラ本体３内のＣＰＵ６８、ＦＬＡＳＨメモリ３８、測距演算部６１等の各部を結び、データ転送等を行うための信号線である。ＳＤＲＡＭ３７は、撮像素子３１によって生成された画像データ、又は演算結果等の情報を一時記憶する。ＦＬＡＳＨメモリ３８は、電源を切っても内容が保存される不揮発性のメモリの一種であって、カメラ本体３を動作させるためのプログラム等の情報を記録している。記録媒体３６は、例えば画像処理部６３によって画像処理をなされた画像データを記録する。記録媒体３６は、着脱可能に構成されていても良い。
【００１８】
操作部３９は、ユーザの指示を受け取り、その指示を操作信号としてＣＰＵ６８へ伝達する。操作部３９は、レリーズボタン３９ａを含む。このレリーズボタン３９ａは、浅い押圧と、深い押圧とを検出する。浅い押圧は、ＡＦ動作の指示に対応している。浅い押圧をファーストレリーズ（１ｓｔＲ）と呼称する。また、深い押圧は、撮影動作の指示に対応している。深い押圧をセカンドレリーズ（２ｎｄＲ）と呼称する。操作制御部６７は、操作部３９から検出された信号を処理する。
【００１９】
通信部４０は、ＣＰＵ６８の制御下で交換レンズ２に対して有線通信又は無線通信によりデータの伝達を行う。Ｉ／Ｆ４１は、カメラ本体３と、交換レンズ２とのデータの伝達を介する。時計４２は、時間情報を検出して、この時間情報を信号としてＣＰＵ６８に伝達する。顔検出部５１は、目、鼻及び口等の特徴に基づいて画像から顔の検出を行う。
【００２０】
加速度センサ５２は、カメラ本体３の加速度を検出する。加速度センサ５２は、例えばカメラ本体３の加速度を検出してカメラ本体３の仰角を検出する。地磁気センサ５３は、地磁気に対する撮像装置１の傾きから撮像装置１の方位を検出する方位センサである。地磁気センサ５３は、例えば北方向を基準（０°）とした方位角として方位を検出する。ＧＰＳ５４は、撮像装置１の緯度情報、及び経度情報をＣＰＵ６８に伝達する。角速度センサ５５は、撮像装置１の角速度を検出する。角速度センサ５５は、例えば撮像装置１のパンニング及びチルティングの検出に用いられる。本実施形態では、加速度センサ５２を仰角の検出に、角速度センサ５５をパンニング及びチルティングの検出に用いる例を説明している。これに対し、加速度センサ５２をパンニング及びチルティングの検出に、角速度センサ５５を仰角の検出に用いてもよい。
【００２１】
測距演算部６１は、撮像装置１から被写体までの被写体距離を算出する。また、測距演算部６１は、後述する、信頼性係数に基づいて、被写体距離を補正する。被写体距離を検出するための種々の技術が用いられても良い。例えば撮像装置１から被写体までの距離を検出するための機構、例えば位相差検出画素が撮像素子３１に備えられていても良い。
【００２２】
露出制御部６２は、絞り２２及びシャッタ２３の動作を制御する露出制御（ＡＥ）を行う。ＡＥにより、撮像装置１の露出が適正露出に設定される。画像処理部６３は、撮像素子３１により生成された画像データに対して、例えば明度、又は彩度の調整、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、及びノイズ補正等の画像処理を行う。コントラスト値演算部６４は、画像のコントラスト値（明暗差）を算出して、撮像素子３１により取得された画像データの背景のコントラスト値を取得する。
【００２３】
本実施形態の撮像装置１の動作の概要を説明する。図２は、本実施形態に係る被写体について説明するための図である。図２では、例えばサーキットレースにおける自動車を例として説明する。
【００２４】
図２に示すように、サーキット内の道路を自動車Ａは走行している。また、自動車Ｂは自動車Ａの後方から自動車Ａを追いかけている。これら自動車Ａ及び自動車Ｂは、サーキットを周回しており、地点Ｐ１、地点Ｐ２を順に通過する。また、自動車Ａと自動車Ｂとは、自動車Ａが地点Ｐ２を通過した後に、自動車Ｂが地点Ｐ１を通過する程度に離れている。
【００２５】
ユーザは、カメラによって地点Ｐ１から地点Ｐ２へかけて走行する自動車Ａ及び自動車Ｂを連写撮影したい。ここで、カメラから地点Ｐ１までの距離は遠く、またカメラから地点Ｐ２までの距離は近い。カメラは、遠い地点から近づいて来る自動車Ａ及び自動車Ｂを撮影することになる。まず、ユーザによって、カメラは、地点Ｐ１付近を走行している自動車Ａを連写撮影する。このとき、カメラは、ユーザによる１ｓｔＲ操作によってＡＦを開始し、自動車Ａにフォーカスを合わせた後、ユーザの動き（操作）に応じて向きを変えながら、ユーザによる２ｎｄＲ操作によって撮影動作を開始し、自動車Ａを連写撮影する。自動車Ａが地点Ｐ２を過ぎた後、ユーザは自動車Ａの撮影をやめて、自動車Ｂに撮影対象を切り替える。次に、ユーザは、カメラを地点Ｐ１にいる自動車Ｂに向けて、１ｓｔＲ操作を行い、カメラは自動車Ｂにフォーカスを合わせる。
【００２６】
自動車Ａの連写撮影中、被写体距離が変わるので、フォーカスレンズは、地点Ｐ１にいる自動車Ａに合焦するフォーカス位置から、地点Ｐ２の自動車Ａに合焦するフォーカス位置まで移動していく。ユーザがカメラをふたたび地点Ｐ１にいる自動車Ｂに向けて１ｓｔＲ操作を行ったとき、フォーカスレンズは、地点Ｐ２で合焦するフォーカス位置から、地点Ｐ１にいる自動車Ｂに合焦するフォーカス位置まで移動する。
【００２７】
フォーカスレンズが地点Ｐ２で合焦するフォーカス位置から地点Ｐ１に合焦するフォーカス位置まで移動するとき、その移動に時間がかかる。また、自動車Ｂは高速に走行しており、フォーカスレンズは被写体に合焦するフォーカス位置に移動するまで時間がかかる。したがって、図２に示す撮影状況、すなわち地点Ｐ１に繰り返し走行して来る自動車をユーザが繰り返し撮影する状況では、フォーカスレンズが自動車Ｂに合焦する時間がかかり、ユーザは撮影の機会を逃す可能性がある。
【００２８】
本実施形態では、図２に示す撮影状況におけるカメラ制御について説明する。図３は、本実施形態に係る撮像装置１の動作を示すフローチャートである。図３に示す処理は、ＣＰＵ６８によって制御される。撮像装置１は、例えば電源が入れられたときにカメラ制御を開始する。また、図４を参照しながら、撮像装置１の向きと、ユーザによる操作のタイミングと、撮像装置１の動作のタイミングとの関係について説明する。自動車が地点Ｐ１付近を走行しているとき、ユーザは、撮像装置１を地点Ｐ１の自動車へ向ける。
【００２９】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ６８は、撮影モードが選択されているか否かを判定する。ステップＳ１０１において、撮影モードが選択されていないと判定されたとき、処理がステップＳ１１２に進む。
【００３０】
ステップＳ１１２において、ＣＰＵ６８は、その他のモードを行う。その他のモードは、例えば記録媒体３６から画像データを読み出して再生する再生モードである。その他のモードに関する説明を省略する。ステップＳ１１２の後、処理がステップＳ１０１に戻る。
【００３１】
ステップＳ１０１において、撮影モードが選択されていると判定されたとき、ステップＳ１０２において、ＣＰＵ６８は、撮像素子３１に撮像を行わせる。撮像によって、スルー画用の画像データが生成される。その後、処理がステップＳ１０３に進む。
【００３２】
ステップＳ１０３において、露出制御部６２は、撮像により得られたスルー画用の画像データに露出制御（ＡＥ）動作を行う。ＡＥにより、被写体の明るさが適正な画像データが生成される。その後、処理がステップＳ１０４に進む。
【００３３】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ６８は、画像処理部６３に画像データを画像処理させる。例えば明度、又は彩度の調整、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、及びノイズ補正等である。その後、画像処理によって得られたスルー画用の画像データは、ＳＤＲＡＭ３７に一時記憶される。その後、処理がステップＳ１０５に進む。
【００３４】
ステップＳ１０５において、ＣＰＵ６８は、スルー画用の画像データに基づいて、ＬＣＤドライバ６５を介してスルー画をＬＣＤ３３に表示させる。その後、処理がステップＳ１０６に進む。
【００３５】
ステップＳ１０６において、ＣＰＵ６８は、ユーザによるレリーズボタン３９ａへの押圧操作によって操作制御部６７から検出された信号に基づいて、１ｓｔＲ操作が検出されたか否かを判定する。
【００３６】
ステップＳ１０６において、１ｓｔＲ操作が検出されたと判定されたとき、ステップＳ１０７において、ＣＰＵ６８は、１ｓｔＲ時のＡＦを行う。タイミングＴ１は、地点Ｐ１にいる自動車の撮影において、ユーザによる１ｓｔＲ操作が検出されたときに、ＡＦ処理が開始するタイミングを示している。
【００３７】
１ｓｔＲ操作時のＡＦ動作について説明する。図５は、１ｓｔＲ操作におけるＡＦの処理を示すフローチャートである。
【００３８】
ステップＳ２０１において、ＣＰＵ６８は、測距演算部６１により被写体距離、すなわち撮像装置１から自動車までの距離を取得する。
【００３９】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ６８は、測距演算部６１から取得した被写体距離、すなわち撮像装置１から自動車までの距離で合焦するように、ドライバ２４にフォーカスレンズ２１を駆動させる。
【００４０】
ステップＳ２０３において、ＣＰＵ６８は、フォーカスレンズ２１が被写体、すなわち自動車に合焦したか否かを判定する。ステップＳ２０３において、フォーカスレンズ２１が被写体に合焦しなかったと判定されたとき、処理がカメラ制御に戻る。ステップＳ２０３において、フォーカスレンズ２１が被写体に合焦したと判定されたとき、ステップＳ２０４において、ＣＰＵ６８は、被写体学習処理を行う。図４に示すように、１ｓｔＲ操作時のＡＦ動作の後のタイミングＴ２において、被写体学習処理が行われる。被写体学習処理の後、処理がカメラ制御に戻る。
【００４１】
被写体学習処理について説明する。図６は、被写体学習処理の動作を示すフローチャートである。被写体学習処理は、１ｓｔＲ時の被写体、すなわち自動車の位置を特定する情報である被写体情報を取得するための処理である。
【００４２】
ステップＳ３０１において、ＣＰＵ６８は、測距演算部６１により算出された被写体距離情報を取得して、ＳＤＲＡＭ３７に記憶する。
【００４３】
ステップＳ３０２において、ＣＰＵ６８は、コントラスト値演算部６４により撮像素子３１により取得された画像データの背景のコントラスト値を取得して、背景のコントラスト値をＳＤＲＡＭ３７に記憶する。
【００４４】
ステップＳ３０３において、ＣＰＵ６８は、加速度センサ５２により撮像装置１の加速度情報を取得して、加速度情報をＳＤＲＡＭ３７に記憶する。
【００４５】
ステップＳ３０４において、ＣＰＵ６８は、地磁気センサ５３により撮像装置１からみた自動車の方位情報を取得して、方位情報をＳＤＲＡＭ３７に記憶する。方位情報は、例えば北を０°とした方位角として記録される。
【００４６】
ステップＳ３０５において、ＣＰＵ６８は、フォーカスレンズ２１の焦点距離情報をＣＰＵ２５から取得して、焦点距離情報をＳＤＲＡＭ３７に記憶する。
【００４７】
ステップＳ３０６において、ＣＰＵ６８は、露出制御部６２により背景の輝度情報を取得して、輝度情報をＳＤＲＡＭ３７に記憶する。
【００４８】
ステップＳ３０７において、ＣＰＵ６８は、ＧＰＳ５４に撮像装置１の経度情報と、緯度情報とを取得させて、経度情報と緯度情報とをＳＤＲＡＭ３７に記憶する。その後、被写体学習処理を終了し、処理がカメラ制御に戻る。
【００４９】
図３の説明に戻る。ステップＳ１０６において、１ｓｔＲ操作が検出されなかったと判定されたとき、又はステップＳ１０７の後、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ６８は、レリーズボタン３９ａから出力された信号に基づいて、２ｎｄＲ操作が検出されたか否かを判定する。ステップＳ１０８において、２ｎｄＲ操作が検出されたと判定されたとき、ステップＳ１０９において、ＣＰＵ６８は、２ｎｄＲ時の連写ＡＦ処理を行う。撮像装置１は、連写撮影中では、被写体からフォーカスが外れないように、撮影の度に先にＡＦを行いながら、連写撮影を行う。このような連写撮影中のＡＦを連写ＡＦと呼称する。本実施形態では、図４に示すように、例えばタイミングＴ３において、自動車が地点Ｐ１付近を走行しており、撮像装置１が自動車に向いているときに、ユーザは、２ｎｄＲ操作を行う。
【００５０】
２ｎｄＲ時の連写ＡＦ処理について説明を行う。図７は、連写ＡＦ処理の動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ４０１において、ＣＰＵ６８は、測距演算部６１から被写体距離、すなわち撮像装置１から自動車までの距離を取得する。
【００５１】
ステップＳ４０２において、ＣＰＵ６８は、測距演算部６１から取得した被写体距離、すなわち撮像装置１から自動車までの距離で合焦するように、ドライバ２４にフォーカスレンズ２１を移動させる。その後、連写ＡＦ処理が終了する。
【００５２】
図３の説明に戻る。ステップＳ１１０において、ＣＰＵ６８は、静止画撮影を行う。静止画撮影によって、撮像装置１は、自動車にピントが合った画像データを取得する。ユーザが２ｎｄＲ操作をし続けた場合、すなわち連写撮影中である図４のタイミングＴ３と後述するタイミングＴ４との間の期間が示すように、静止画撮影と、連写ＡＦ処理とが繰り返される。ステップＳ１１０の後、処理がステップＳ１０１に戻る。
【００５３】
ステップＳ１０８において、２ｎｄＲ操作が検出されなかったと判定されたとき、ステップＳ１１１おいて、ＣＰＵ６８は、フォーカスレンズ駆動判定処理を行う。
【００５４】
図４に示すように、タイミングＴ４において、静止画撮影が終了する。また、タイミングＴ４において、撮像装置１は、地点Ｐ２にいる次の撮影対象の自動車の方向を向いている。また、タイミングＴ４において、フォーカスレンズ駆動判定処理が行われる。
【００５５】
フォーカスレンズ駆動判定処理について説明する。図８は、フォーカスレンズ駆動判定処理を説明するためのフローチャートである。ステップＳ５０１において、後述する、フォーカスレンズ駆動判定処理の判定結果に基づいたフォーカスレンズ２１の駆動が未実施であるか否かを判定する。ステップＳ５０１において、フォーカスレンズ駆動判定処理の判定結果に基づいたフォーカスレンズ２１の駆動が未実施ではないと判定されたとき、フォーカスレンズ駆動判定処理は終了し、処理がカメラ制御に戻る。
【００５６】
ステップＳ５０１において、フォーカスレンズ駆動判定処理の判定結果に基づいたフォーカスレンズ２１の駆動が未実施であると判定されたとき、ステップＳ５０２において、ＣＰＵ６８は、学習位置駆動判定処理を行う。
【００５７】
学習位置駆動判定処理について説明する。図９は、学習位置駆動判定処理を説明するためのフローチャートである。ステップＳ６０１において、ＣＰＵ６８は、フラグを０に設定する。このフラグは、後述する、駆動開始位置算出処理を実行するか否かを判定するためのフラグである。その後、処理がステップＳ６０２に進む。
【００５８】
ステップＳ６０２において、ＣＰＵ６８は、角速度センサ５５から検出した角速度情報に基づいて、ユーザの操作によりパンニング又はチルティングが行われたか否かを判定する。ステップＳ６０２において、ユーザの操作によりパンニング又はチルティングが行われなかったと判定されたとき、ステップＳ６０６において、ＣＰＵ６８は、フラグを０に設定する。その後、学習位置駆動判定処理が終了し、フォーカスレンズ駆動判定処理に戻る。
【００５９】
ステップＳ６０２において、ユーザの操作によりパンニング又はチルティングが行われたと判定されたとき、ステップＳ６０３において、ＣＰＵ６８は、今回の撮像装置１の位置が、前回の撮像装置１の位置と一致しているか否かを判定する。この一致は、例えば、ＧＰＳ５４により得られた撮像装置１の緯度情報及び経度情報を比較して、緯度情報及び経度情報の一致度に応じて判定される。なお、この一致は、画像データのコントラスト値を比較して、コントラスト値の一致度に応じて判定されても良い。ステップＳ６０３において、今回の撮像装置１の位置が前回の撮像装置１の位置と一致していないと判定されたとき、ステップＳ６０６において、ＣＰＵ６８は、フラグを０に設定する。その後、学習位置駆動判定処理が終了し、処理がフォーカスレンズ駆動判定処理に戻る。
【００６０】
ステップＳ６０３において、今回の撮像装置１の位置が前回の撮像装置１の位置と一致していると判定されたとき、ステップＳ６０４において、今回の撮影における方位角と仰角との合成角が、前回の撮影における合成角と一致しているか否かを判定する。
【００６１】
ステップＳ６０４において、今回の合成角が前回の合成角と一致していないと判定されたとき、ステップＳ６０６において、ＣＰＵ６８は、フラグを０に設定する。その後、学習位置駆動判定処理が終了し、フォーカスレンズ駆動判定処理に戻る。
【００６２】
ステップＳ６０４において、撮像装置１からみた方位角と仰角との合成角が前回の合成角と一致していると判定されたとき、ステップＳ６０５において、ＣＰＵ６８は、フラグを１に設定する。その後、学習位置駆動判定処理が終了し、フォーカスレンズ駆動判定処理に戻る。
【００６３】
図８の説明に戻る。ステップＳ５０３において、ＣＰＵ６８は、学習位置駆動判定処理で設定されたフラグが１か否かを判定する。ステップＳ５０３において、フラグが１ではなかったと判定されたとき、フォーカスレンズ駆動判定処理が終了し、処理がカメラ制御に戻る。
【００６４】
ステップＳ５０３において、フラグが１であったと判定されたとき、ステップＳ５０４において、ＣＰＵ６８は、駆動開始位置算出処理を行う。
【００６５】
駆動開始位置算出処理について説明する。この駆動開始位置算出処理では、同じ撮影条件での撮影が繰り返されている程度を示す撮影の繰り返し信頼性に基づいて、次の撮影時のフォーカスレンズ駆動開始位置が決定される。ここでの撮影条件は、被写体距離の変化（軌跡）、撮像装置１の方向（方位及び仰角）、及びフォーカスレンズ２１の焦点距離を含む。図１０は、信頼性係数の算出例について説明するための図である。本実施形態では、繰り返し信頼性は、被写体距離の同じ軌跡の繰り返し数に基づく繰り返し信頼性係数（ｒｅｐｅａｔ  ｒｅｌｉａｂｉｔｙ）Ｒｒと、撮像装置１の方向に基づく方向信頼性係数Ｒｄ（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）と、フォーカスレンズ２１の焦点距離に基づく焦点距離信頼性係数Ｒｆ（ｆｏｃａｌ  ｌｅｎｇｔｈ  ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）とに基づいて算出される。
【００６６】
繰り返し信頼性係数Ｒｒについて説明する。図１０（Ａ）は、繰り返し信頼性係数Ｒｒの算出例を示す図である。繰り返し信頼性係数Ｒｒは、撮影ごとの前記被写体距離の変化の軌跡が同じ軌跡となる回数に基づいて算出される。図１０（Ａ）に示すように、繰り返し信頼性係数Ｒｒは、例えば、被写体距離の軌跡の繰り返しの回数が増えるほど０から１に近づく。
【００６７】
方向信頼性係数Ｒｄについて説明する。図１０（Ｂ）は、方向信頼性係数Ｒｄの算出例を示す図である。方向信頼性係数Ｒｄは、今回の撮影での撮像装置１の方向である撮像装置１の方位角と仰角との合成角と、前回の撮影での撮像装置１の合成角との誤差の大きさに対応している。図１０（Ｂ）に示すように、方向信頼性係数Ｒｄは、例えば方位角と仰角との合成角の誤差が小さいほど１に近づく。
【００６８】
焦点距離信頼性係数Ｒｆの算出について説明する。図１０（Ｃ）は、焦点距離信頼性係数Ｒｆの算出例を示す図である。焦点距離信頼性係数Ｒｆは、前回の撮影での交換レンズ２の焦点距離と、今回の撮影での交換レンズ２の焦点距離との誤差の大きさに対応している。図１０（Ｃ）に示すように、焦点距離信頼性係数Ｒｆは、焦点距離の誤差が小さいほど１に近づく。例えば焦点距離が変わらなければ、焦点距離信頼性係数Ｒｆの値は１をとる。
【００６９】
ＣＰＵ６８は、繰り返し信頼性係数Ｒｒと、方向信頼性係数Ｒｄと、焦点距離信頼性係数Ｒｆとに基づいて、総合信頼度Ｒｔ（ｔｏｔａｌ  ｒｅｌｉａｌｉｔｙ）を以下の計算式（１）に示すようにして算出する。
総合信頼度Ｒｔ＝１．０×Ｒｒ×Ｒｄ×Ｒｆ  ・・・（１）
繰り返し信頼性係数Ｒｒと、方向信頼性係数Ｒｄと、焦点距離信頼性係数Ｒｆとがそれぞれ１に近づくほど、総合信頼度Ｒｔは１に近づく。すなわち、同じ撮影条件で撮影が繰り返されるほど、総合信頼度Ｒｔは１に近づく。
【００７０】
ＣＰＵ６８は、この総合信頼度Ｒｔと、１ｓｔＲ時の被写体距離及び現在の被写体距離に基づいて、次回の目標被写体距離を以下の計算式（２）に示すようにして算出する。
目標被写体距離＝１ｓｔＲ時被写体距離×Ｒｔ＋現在被写体距離×（１．０−Ｒｔ）  ・・・（２）
１ｓｔＲ時被写体距離とは、前回の１ｓｔＲ操作時の被写体学習処理で取得した被写体距離である。１ｓｔＲ時被写体距離は、過去に取得した複数の被写体距離の平均値であっても良い。現在被写体距離は、現在のフォーカスレンズ位置に対応した被写体距離である。目標被写体距離は、次の撮影における被写体距離の予測値である。計算式（２）に示すように、総合信頼度Ｒｔが大きいほど、すなわち前回の撮影条件と同じ撮影条件で撮影が行われると想定される場合に、現在被写体距離に対する１ｓｔＲ時被写体距離の重みづけが大きくなり、目標被写体距離は１ｓｔＲ時被写体距離に近づく。また、総合信頼度Ｒｔが小さいほど、すなわち前回の撮影条件と異なる撮影条件で撮影が行われると想定される場合に、目標被写体距離は現在の被写体距離に近づく。
【００７１】
フォーカスレンズ駆動開始位置は、目標被写体距離に基づいて算出される。
フォーカスレンズ駆動開始位置＝ｆｕｎｃ＿ｌｅｎｓ（目標被写体距離）  ・・・（３）
ここでｆｕｎｃ＿ｌｅｎｓは、目標被写体距離と、フォーカスレンズ駆動開始位置との関係を表す関数である。計算式（３）によりフォーカスレンズ駆動開始位置が算出されて、駆動開始位置算出処理を終了する。その後、処理がフォーカスレンズ駆動判定処理に戻る。
【００７２】
図８の説明に戻る。ステップＳ５０４の後、ステップＳ５０５において、ＣＰＵ６８は、ドライバ２４にフォーカスレンズ２１をフォーカスレンズ駆動開始位置まで駆動させる。例えば総合信頼度Ｒｔが大きければ、この駆動によって、ユーザがふたたび地点Ｐ１にいる自動車を撮影する場合、ユーザによる１ｓｔＲの前に、フォーカスレンズ駆動開始位置は、地点Ｐ１の自動車に合焦するフォーカス位置付近の位置に決定する。ステップＳ５０５の後、フォーカスレンズ駆動判定処理が終了し、処理がカメラ制御に戻る。
【００７３】
図３の説明に戻る。ステップＳ１１１の後、処理がステップＳ１０１に戻る。図４に示すように、タイミングＴ５において、ユーザがカメラをふたたび地点Ｐ１にいる自動車に向けて１ｓｔＲ操作を行ったとき、フォーカスレンズ２１は、上記フォーカスレンズ駆動開始位置から地点Ｐ１にいる自動車に合焦する位置まで移動する。
【００７４】
以上、本実施形態は、ある位置付近を順次に走行する複数の自動車を繰り返し撮影するとき、すなわち被写体距離の軌跡が略同様に変化する状況においてユーザが繰り返し撮影するという状況におけるＡＦについて説明した。本実施形態の撮像装置１は、最初の被写体へのＡＦ時に被写体の被写体情報を取得し、最初の被写体への撮影の後から次の撮影の前までの間に、撮影条件に基づいて総合信頼度Ｒｔを算出する。総合信頼度Ｒｔは、フォーカスレンズ駆動開始位置の補正値に対応し、同一の撮影条件での撮影が繰り返されていると想定されるほど、前回の被写体距離に対する重みが次の被写体距離に対する重みより大きくなるように算出される。撮像装置１は、次の撮影の前に、総合信頼度Ｒｔに基づいてフォーカスレンズ駆動開始位置を補正する。すなわち、撮像装置１では、総合信頼度Ｒｔに基づいて、フォーカスレンズ駆動開始位置が、前回の撮影時に合焦したフォーカス位置付近の位置に決定する。総合信頼度Ｒｔにより、ＡＦにおいてフォーカスレンズ２１の移動範囲が狭まり、ＡＦをより迅速に行うことができると共に、ＡＦの精度をより向上させることができる。
【００７５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、前回の撮影条件として１ｓｔＲ時の撮影条件を使用してしまうと総合信頼度Ｒｔが低くなってしまうＡＦについて説明する。なお、第２実施形態に係る構成例、及び第２実施形態に係る動作の一部は、第１実施形態に係るものと同一のものとし、同一の説明を省略する。
【００７６】
本実施形態の概要を説明する。図１１は、第２実施形態に係る被写体の一例を示す図である。第１実施形態と同じ様に、図１１では、サーキットレースにおける自動車Ａ及び自動車Ａを追いかける自動車Ｂを例として説明する。本実施形態では、例えば自動車Ｂの位置は、自動車Ａに対して地点Ｐ１より近い。このように、自動車Ａが地点Ｐ２を通過するとき、自動車Ｂの位置は必ずしも地点Ｐ１であるとは限らない。
【００７７】
撮像装置１は、自動車Ａを地点Ｐ１から地点Ｐ２まで連写撮影した後、自動車Ａの後方を走行する自動車Ｂへユーザにより向けられる。
【００７８】
自動車Ｂの位置は、自動車Ａの撮影を開始した地点Ｐ１から離れているとき、第１実施形態で説明したように、総合信頼度Ｒｔは小さくなり、目標被写体距離は前回の１ｓｔＲ時被写体距離から遠ざかることがある。このような撮影状況では、フォーカスレンズ２１を第１実施形態で説明したフォーカスレンズ駆動開始位置まで移動させても、自動車Ｂに合焦する位置に近い位置まで移動しないことがあり、ＡＦの処理速度と精度を高めることが難しい。
【００７９】
本実施形態では、上記撮影状況において、ＡＦの処理速度と精度を高めることが可能な制御方法について説明する。図１２を参照しながら、撮像装置１の向きと、ユーザの操作のタイミングと、撮像装置１の動作のタイミングとの関係について説明する。
【００８０】
本実施形態では、図１２に示すように、タイミングＴ６ａ及びタイミングＴ６ｂにおいて、自動車が地点Ｐ１から地点Ｐ２へ走行しており、撮像装置１が連写ＡＦを行っているときのＡＦ終了後に被写体学習処理が行われる。
【００８１】
図１３は、本実施形態に係る２ｎｄＲ時の連写ＡＦ処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、図３に示すフローチャートのステップＳ１０９と置き換えられる。図１３に示すように、ステップＳ７０１において、ＣＰＵ６８は、測距演算部６１から被写体距離、すなわち撮像装置１から自動車までの距離を取得する。
【００８２】
ステップＳ７０２において、ＣＰＵ６８は、測距演算部６１から自動車の被写体距離を取得して、自動車の被写体距離で合焦するように、ドライバ２４にフォーカスレンズ２１を駆動させる。
【００８３】
ステップＳ７０３において、ＣＰＵ６８は、被写体学習処理を行う。被写体学習処理は、図６に示すフローチャートにおける動作と同一の動作を行う。また、撮像装置１は、被写体学習処理で取得した情報をＳＤＲＡＭ３７に記録する。
【００８４】
図１４は、本実施形態における連写ＡＦを説明するための図である。図１４（Ａ）に示すように、連写ＡＦによって、地点Ｐ１から地点Ｐ２まで走行する自動車に対して、例えば地点Ｐ３、Ｐ４及びＰ５において被写体学習処理が行われる。その後、図１４（Ｂ）に示すように、被写体学習処理で取得された情報、例えば撮像装置１の方位角と、被写体距離とが関連付けられて記録される。図１４（Ｂ）に示す関連付けられた情報の種類は一例であって、例えば撮影開始地点から地点Ｐ２まで自動車が移動したときの撮像装置１から自動車までの被写体距離の軌跡の繰り返し数、焦点距離、又は仰角等も自動車の位置に対して関連付けられている。
【００８５】
図１２の説明に戻る。図１２に示すように、タイミングＴ４において、撮像装置１は、次の撮影対象の自動車の方向を向いている。タイミングＴ４において、撮像装置１は、本実施形態に係るフォーカスレンズ駆動判定処理を行う。フォーカスレンズ駆動判定処理では、本実施形態に係る駆動開始位置算出処理を行う。本実施形態に係るフォーカスレンズ駆動判定処理において、例えば現在の撮像装置１の方位角が、前回の撮影時に記録した撮影位置Ｐ３、Ｐ４、又はＰ５に対応するいずれかの方位角と一致しているとＣＰＵ６８により判定されたとき、駆動開始位置算出処理が行われる。この一致は厳密でなくとも良い。
【００８６】
本実施形態に係る駆動開始位置算出処理について説明する。図１５は、本実施形態に係る駆動開始位置算出処理について説明するための図である。図１５（Ａ）に示すように、例えば次の撮影時の方位角が、撮影位置Ｐ４に対応する方位角と一致していると判定されたとき、図１５（Ｂ）に示すように、Ｐ４に対応する方位角に関連付けられた情報を選択して、Ｐ４に対応付けられた被写体距離を選択する。
被写体距離＝ｆｕｎｋ＿ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ（方位角）  ・・・（４）
ここでｆｕｎｃ＿ｄｉｒｅｃｔｉｏｎは、選択された方位角と、選択された方位角に対応する被写体距離との関係を表す関数である。
【００８７】
その後、撮像装置１は、繰り返し信頼性係数Ｒｒと、方向信頼性係数Ｒｄと、焦点距離信頼性係数Ｒｆとに基づいて、総合信頼度Ｒｔを算出する。ここで、繰り返し信頼性係数Ｒｒは、地点Ｐ４に対応付けられた繰り返しの回数に基づく。方向信頼性係数Ｒｄは、地点Ｐ４に対応付けられた方位角に基づく。焦点距離信頼性係数Ｒｆは、地点Ｐ４に対応付けられた焦点距離に基づく。
【００８８】
その後、撮像装置１は、現在の撮像装置１の方位角に基づいて選択された方位角に基づいて得られた現在被写体距離と、総合信頼度Ｒｔとを用いて、自動車Ｂに対する目標被写体距離を以下の計算式（５）に示すようにして算出する。
目標被写体距離＝被写体距離×Ｒｔ＋現在被写体距離×（１．０−Ｒｔ）  ・・・（５）
フォーカスレンズ駆動開始位置は、この目標被写体距離に基づいて以下の計算式（５）に示すようにして算出される。
フォーカスレンズ駆動開始位置＝ｆｕｎｃ＿ｌｅｎｓ（目標被写体距離）  ・・・（６）
ここで、ｆｕｎｃ＿ｌｅｎｓは、目標被写体距離と、フォーカスレンズ駆動開始位置との関係を表す。
【００８９】
なお、現在の方位角が、前回の撮影時に記録したいずれの方位角とも一致していないとＣＰＵ６８により判定されたとき、ＣＰＵ６８は、前回の撮影時に記録した方位角のうち、現在の撮像装置１の方位角により近い２つの方位角を選択し、これら方位角に対応する２つの被写体距離を補間演算して、この補間演算により算出された値を現在被写体距離としても良い。この補間演算では、例えば現在の方位角と２つの撮影位置の方位角とのそれぞれの差の比をとって、２つの撮影位置の被写体距離にこの比を乗じて算出された値を現在被写体距離としても良い。又は、２つの撮影位置の被写体距離の平均値を現在被写体距離としても良い。
【００９０】
以上、本実施形態は、前回の撮影条件として１ｓｔＲ時の撮影条件を使用してしまうと総合信頼度Ｒｔが低くなってしまう状況におけるＡＦについて説明した。本実施形態の撮像装置１は、自動車が走行している間に、すなわち被写体が移動している間に、最初の被写体へのＡＦ時及び連写撮影中に複数の被写体情報を取得する。撮像装置１は、最初の被写体への撮影の後から次に撮影の前までの間に、複数の被写体情報から次の撮像装置１の方位角に近い方位角を含む被写体情報を選択し又は補間演算により算出し、この被写体情報に基づいて総合信頼度Ｒｔを算出する。撮像装置１は、次の撮影の前に、総合信頼度Ｒｔに基づいてフォーカスレンズの位置を補正する。すなわち、撮像装置１は、総合信頼度Ｒｔに基づいて、フォーカスレンズ２１を前回の撮影時に合焦したフォーカス位置付近まで移動する。本実施形態の総合信頼度Ｒｔにより、次の被写体位置が前回の１ｓｔＲ時の被写体位置と大きく異なっていたとしても、ＡＦにおいてフォーカスレンズ２１の移動範囲が狭まり、ＡＦをより迅速に行うことができると共に、ＡＦの精度をより向上させることができる。
【００９１】
なお、上述した実施形態における撮像装置１による各処理は、何れも実行させることができるプログラムとして記憶しても良い。このプログラムは、メモリカード（ＲＯＭカード、ＲＡＭカード等）、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等）、半導体メモリ等の外部記憶装置の記憶媒体に記憶されたプログラムを読み込み、この読み込んだプログラムによって動作が制御されることにより、上述した処理を実行することができる。
【符号の説明】
【００９２】
１…撮像装置、２…交換レンズ、３…カメラ本体、２１…フォーカスレンズ、２３…シャッタ、２４…ドライバ、２５…ＣＰＵ、３１…撮像素子、３２…撮像部、３４…タッチパネル、３６…記録媒体、３８…メモリ、３９…操作部、３９ａ…レリーズボタン、４０…通信部、４１…インターフェース、４２…時計、４３…バス、５１…顔検出部、５２…加速度センサ、５３…地磁気センサ、５５…角速度センサ、６１…測距演算部、６２…露出制御部、６３…画像処理部、６４…コントラスト値演算部、６５…ＬＣＤドライバ、６６…タッチパネルドライバ、６７…操作制御部、６８…ＣＰＵ
【図１】
2016099424.tif 000003
【図２】
2016099424.tif 000004
【図３】
2016099424.tif 000005
【図４】
2016099424.tif 000006
【図５】
2016099424.tif 000007
【図６】
2016099424.tif 000008
【図７】
2016099424.tif 000009
【図８】
2016099424.tif 000010
【図９】
2016099424.tif 000011
【図１０】
2016099424.tif 000012
【図１１】
2016099424.tif 000013
【図１２】
2016099424.tif 000014
【図１３】
2016099424.tif 000015
【図１４】
2016099424.tif 000016
【図１５】
2016099424.tif 000017