(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、
前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出部と、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置の付近の初期目標位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第１の制御部と、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスＡＦを行う第２の制御部であって、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記初期目標位置から前記合焦予測位置に向かって変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行なわない第２の制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
被写体像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、
前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出部と、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が前記閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第１の制御部と、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスＡＦを行う第２の制御部であって、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置から変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行わない第２の制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記撮像光学系を介して前記撮像部に入射する光量を調整する絞りを備え、
前記絞りの絞り値に応じて、前記閾値を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像光学系はズーム機能を有し、
前記撮像光学系のズーム位置または焦点距離に応じて、前記閾値を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
検出された前記撮像光学系の前記合焦位置、または、該合焦位置に対応した被写体距離に応じて、前記閾値を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記合焦予測位置算出部は、前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさと、前記合焦位置に対応する被写体距離または前記合焦位置との関係に基づいて、前記合焦予測位置を算出することを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記合焦予測位置算出部は、前記対象物検出部によって検出された過去の前記対象物の大きさと現在の前記対象物の大きさとの比に基づいて、前記合焦予測位置を算出することを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画像のコントラストを示す評価値を算出する評価値算出部を備え、
前記第１の制御部は、前記評価値が基準値よりも小さい状態が連続したときには、前記対象物の大きさに応じた前記焦点位置の制御を行わないことを特徴とする請求項１ないし７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
被写体の動きを検出する動き検出部を備え、
前記第２の制御部は、被写体の動きが基準の速さよりも速いときには、前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行わないことを特徴とする請求項１ないし８のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
合焦精度優先であるか合焦速度優先であるかの選択入力を受け付ける選択部を備え、
前記第２の制御部は、合焦精度優先の場合には前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行う一方で、合焦速度優先の場合には前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行わないことを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置の付近の初期目標位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第１の制御ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスＡＦを行う第２の制御ステップであって、前記第１の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記初期目標位置から前記合焦予測位置に向かって変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第１の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行なわない第２の制御ステップと、
を備えたことを特徴とする撮像方法。
【請求項１２】
被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、を備えた撮像装置における撮像方法であって、
前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が前記閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第１の制御ステップと、
前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスＡＦを行う第２の制御ステップであって、前記第１の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置から変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第１の制御ステップにより前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行わない第２の制御ステップと、
を備えた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、連続して合焦を行うコンティニュアス合焦機能を有する撮像装置およびその撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動合焦（オートフォーカス）機能を有する各種のカメラが知られている。
【０００３】
特許文献１では、スチルカメラ部とビデオカメラ部とこれらに共通する撮影レンズとを有する複合カメラにおいて、静止画撮影時に動き検出手段により被写体が動いていると検出されたときは、上記焦点検出手段のくり返し検出に基づくサーボ制御を行い、上記被写体が動いていないと検出されたときは、一度合焦状態になるとレンズ駆動を停止させてフォーカスロックを行うワンショット制御を行うものが開示されている。
【０００４】
特許文献２では、光学機器の焦点を調整する撮像装置であって、被写体から光線を取り込んで被写体像を生成する光学部と、被写体像のコントラスト値を検出するコントラスト検出部と、当該合焦装置から被写体までの距離を示す距離情報を算出する測距部と、光学部の焦点を調整する旨を示す指示情報を受け付ける調整指示受け付け部と、調整指示受け付け部が指示情報を受け付けた時に、光学部の焦点を調整する焦点制御部と、調整指示受け付け部が、指示情報を受け付けた時に、コントラスト検出部が検出したコントラスト値と、測距部が算出した距離情報とを記憶する距離情報記憶部とを備えるものが開示されている。
【０００５】
特許文献３では、ＣＰＵが、合焦指示操作に応じて、合焦動作を行う前に、この合焦指示操作直後に得られた、フォーカスレンズが前回の合焦動作で検出された前回合焦位置にあるときの現画像データと、前回の合焦動作中、または、前回の合焦動作終了直後に得られた、フォーカスレンズが前回合焦位置にあるときの前回画像データとを比較し、前回の合焦動作からの合焦状態が維持されているか否かを判断し、維持されていないとき合焦位置検出の際に、フォーカスレンズを駆動させなかったり、または、フォーカスレンズの駆動領域を狭めるものが開示されている。
【特許文献１】特開平８−２４８５１０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０７７１２号公報
【特許文献３】特許第３９３４９５４号公報（特開２００３−２３２９８４号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常のオートフォーカス（ＡＦ）では、合焦状態になるとフォーカスロックを行うので、被写体が動いた場合には非合焦状態（いわゆるピンボケ）となってしまう可能性が高い。これに対して、コンティニュアスＡＦでは、連続的に合焦を続けるので合焦精度が高い反面、フォーカスレンズのステップ駆動を行いながらピーク位置（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である）を見つけなければならないので、合焦するまでに時間がかかるという課題があった。
【０００７】
本発明は、被写体が動いた場合の追従性と合焦精度の確保とを両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出部と、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置の付近の初期目標位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第１の制御部と、前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスＡＦを行う第２の制御部であって、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記初期目標位置から前記合焦予測位置に向かって変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行なわない第２の制御部と、を備えたことを特徴とする撮像装置を提供する。
また、本発明は、被写体像を結像する撮像光学系と、前記撮像光学系によって結像された被写体像を撮像し画像を取得する撮像部と、前記画像中の対象物の大きさを検出する対象物検出部と、前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさに基づいて、前記対象物に合焦すると予測される前記撮像光学系の合焦予測位置を算出する合焦予測位置算出部と、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が閾値よりも大きいときには、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置に移動させ、前記撮像光学系の焦点位置と前記合焦予測位置との差の絶対値が前記閾値以下のときには、前記撮像光学系の焦点位置の変動を行わない第１の制御部と、前記撮像光学系の焦点位置を変化させながら前記画像のコントラストが極大となる前記撮像光学系の合焦位置を検出し、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させるとともに合焦状態を維持するコンティニュアスＡＦを行う第２の制御部であって、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させた場合には、前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦予測位置から変化させながら前記画像のコントラストに基づいて前記撮像光学系の合焦位置を検出して前記撮像光学系の焦点位置を前記合焦位置に移動させ、前記第１の制御部により前記撮像光学系の焦点位置を移動させなかった場合には、前記撮像光学系の焦点位置を維持して前記撮像光学系の合焦位置の検出を行わない第２の制御部と、を備えたことを特徴とする撮像装置を提供する。
【０００９】
本発明によれば、画像中の対象物の大きさに応じて撮像光学系の焦点位置を制御するとともに、撮像光学系の焦点位置を変化させながら画像のコントラストが極大となる合焦位置を検出して撮像光学系の焦点位置を制御することが可能であり、フォーカスレンズのステップ駆動を少なくすることが可能となるので、被写体が動いた場合の追従性と合焦精度の確保とを両立させることができる。
【００１１】
本発明によれば、対象物の大きさに基づいて合焦予測位置の算出を行うことで、合焦予測位置に基づいてフォーカスレンズのステップ駆動する範囲を限定することが可能であり、フォーカスレンズのステップ駆動をさらに少なくすることが可能となるので、合焦追従性能がさらに向上する。
【００１６】
一実施形態では、前記画像のコントラストを示す評価値を算出する評価値算出部を備え、前記第１の制御部は、前記評価値が基準値よりも小さい状態が連続したときには、前記対象物の大きさに応じた前記焦点位置の制御を行わない。
【００１７】
本発明によれば、コントラストが低い状態が続いたときでも、誤合焦が防止される。
【００１８】
一実施形態では、被写体の動きを検出する動き検出部を備え、前記第２の制御部は、被写体の動きが基準の速さよりも速いときには、前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行わない。
【００１９】
本発明によれば、合焦精度と合焦速度（合焦追従性）とのバランスをとることが可能となる。
【００２０】
一実施形態では、合焦精度優先であるか合焦速度優先であるかの選択入力を受け付ける選択部を備え、前記第２の制御部は、合焦精度優先の場合には前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行う一方で、合焦速度優先の場合には前記画像のコントラストに基づく合焦位置の検出を行わない。
【００２１】
本発明によれば、ユーザの意図に合わせて合焦制御されることになる。
【００２３】
本発明によれば、フォーカスレンズが不安定な駆動となること（振動など）を防止することができる。
【００２５】
本発明によれば、合焦追従性能が向上する。
【００２６】
一実施形態では、前記撮像光学系を介して前記撮像部に入射する光量を調整する絞りを備え、前記絞りの絞り値に応じて、前記閾値を変化させる。
【００２７】
本発明によれば、合焦精度が確保される。
【００２８】
一実施形態では、前記撮像光学系はズーム機能を有し、前記撮像光学系のズーム位置または焦点距離に応じて、前記閾値を変化させる。
【００２９】
本発明によれば、合焦精度が確保される。
【００３０】
一実施形態では、検出された前記撮像光学系の前記合焦位置、または、該合焦位置に対応した被写体距離に応じて、前記閾値を変化させる。
【００３１】
本発明によれば、合焦精度が確保される。
【００３２】
一実施形態では、前記合焦予測位置算出部は、前記対象物検出部によって検出された前記対象物の大きさと、前記合焦位置に対応する被写体距離または前記合焦位置との関係に基づいて、前記合焦予測位置を算出する。
【００３３】
本発明によれば、精度よく合焦予測位置を算出することが可能となり、合焦追従性能が向上する。
【００３４】
一実施形態では、前記合焦予測位置算出部は、前記対象物検出部によって検出された過去の前記対象物の大きさと現在の前記対象物の大きさとの比に基づいて、前記合焦予測位置を算出する。
【００３５】
本発明によれば、精度よく合焦予測位置を算出することが可能となり、合焦追従性能が向上する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、被写体が動いた場合の追従性と合焦精度の確保とを両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は、本発明に係る撮像装置の一例としてのカメラ１（デジタルカメラ）の構成を示す概略ブロック図である。カメラ１は、撮影により取得した画像データを、Ｅｘｉｆ形式の画像ファイルに変換して、本体に着脱可能な外部記録メディアなどの記録部７０へ記録するものである。
【００３９】
このカメラの操作系としては、動作モードスイッチ、メニュー／ＯＫボタン、ズーム／上下矢印レバー、左右矢印ボタン、Ｂａｃｋ（戻る）ボタン、表示切替ボタン、レリーズボタン、電源スイッチなどを含む操作部１１と、操作部１１での操作内容をＣＰＵ（Central Processing Unit）７５に伝えるためのインターフェース部分である操作系制御部７４とを有している。
【００４０】
レンズ２０は、フォーカスレンズおよびズームレンズを有している。レンズ２０は、レンズ駆動部５１によって光軸方向に移動可能である。レンズ駆動部５１はＣＰＵ７５から出力されるフォーカス駆動量データ、あるいは、操作部１１に含まれるズーム／上下矢印レバーの操作量データに基づいて、フォーカスレンズあるいはズームレンズの移動を制御する。
【００４１】
また、絞り５４は、モータとモータドライバとからなる絞り駆動部５５によって駆動される。この絞り駆動部５５は、ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３から出力される絞り値データに基づいて絞り径の調整を行う。
【００４２】
レンズ２０および絞り５４を含む撮像光学系の後方には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子５８が配置されている。撮像素子５８は、多数の受光素子を２次元的に配列した光電面を有しており、光学系を通過した被写体光がこの光電面に結像し、光電変換される。光電面の前方には、各画素に光を集光するためのマイクロレンズアレイと、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のフィルタが規則的に配列されたカラーフィルタアレイとが配置されている。撮像素子５８は、撮像素子制御部５９から供給される垂直転送クロックおよび水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルなアナログの画像信号として出力する。各画素において電荷を蓄積する時間、すなわち、露出時間は、撮像素子制御部５９から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決定される。
【００４３】
撮像素子５８から出力されたアナログの画像信号は、アナログ信号処理部６０に入力される。アナログ信号処理部６０は、画像信号のノイズを除去する相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、画像信号のゲインを調節するオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）とからなる。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換部６１は、アナログ信号処理部６０にて処理されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号（以下「画像データ」という）に変換する。この画像データは、画素毎にＲ，Ｇ，Ｂ各色の濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータである。
【００４５】
制御回路７２は、タイミング信号を発生させ、このタイミング信号を撮像素子制御部５９に入力し、操作部１１に含まれるレリーズボタンの操作、撮像素子５８の電荷の取込み、およびアナログ信号処理部６０の処理の同期を取っている。
【００４６】
フラッシュ制御部７３は、撮影時にフラッシュ２４を発光させる。具体的には、フラッシュ発光モードがフラッシュオンとされている場合、フラッシュ２４をオンとして、撮影時にフラッシュ２４を発光させる。一方、フラッシュ発光モードがフラッシュオフとされている場合、撮影時にフラッシュ２４の発光を禁止する。
【００４７】
Ａ／Ｄ変換部６１から出力された画像データは、デジタル信号処理部６５にて、ホワイトバランス（ＷＢ）調整、γ補正、およびＹＣ処理が施され、メモリ６６に書き込まれる。なお、ＣＣＤ−ＲＡＷデータもメモリ６６に書き込まれる。
【００４８】
メモリ６６は、画像データに対して各種のデジタル信号処理を行う際に使用する作業用メモリであり、例えば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)が使用される。
【００４９】
表示部７１は、撮影モード設定以後から本撮影指示がされるまでの間メモリ６６に逐次格納された画像データをスルー画像として表示したり、再生モード時に記録部７０に保存されている画像データを表示したりするためのものである。なお、スルー画像は、撮影モードが選択されている間、所定間隔で撮像素子５８により撮影される。
【００５０】
ＡＦ処理部６２およびＡＥ／ＡＷＢ処理部６３は、画像データに基づいて撮影条件を決定する。
【００５１】
ＡＦ処理部６２は、画像データに基づいて合焦位置を検出し、フォーカス駆動量データを出力する（ＡＦ処理）。合焦位置の検出方式としては、例えば、焦点（ピント）が合った状態では画像のコントラストが高くなるという特徴を利用して合焦位置を検出するコントラスト検出方式を用いている。ＡＦ処理部６２は、画像データから高周波数成分を抽出し、これを全体画像または全体画像の一部分（中央部や顔検出領域など）において積算することによりＡＦ評価値を得る。レンズ２０のうちフォーカスレンズの位置（「焦点位置」ともいう）をレンズ駆動部５１によって変化させながら、コントラストを示すＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズの位置を検出し、このフォーカスレンズの位置を合焦位置と判断する。ＡＦ評価値を、以下では「コントラスト評価値」または「合焦評価値」という場合もある。
【００５２】
ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３は、画像データに基づいて被写体輝度を測定し、測定した被写体輝度に基づいて絞り値、シャッタスピード等を決定し、絞り値データおよびシャッタスピードデータを露出設定値として決定する（ＡＥ処理）。ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３は、画像データに基づいて、当該画像データのホワイトバランスの補正量を決定する（ＡＷＢ処理）。
【００５３】
ＲＯＭ６８は、カメラ１において設定される各種定数、およびＣＰＵ７５が実行するプログラム等を格納する。ＲＡＭ６９は、ＣＰＵ７５がプログラムの実行に必要なデータを一時的に格納する。
【００５４】
ＣＰＵ７５は、カメラ１の各部を制御する。
【００５５】
顔検出部８０は、画像データから人物の顔部分を検出する。具体的には、顔に含まれる顔の特徴を有する領域（例えば肌色を有する、目などの特定の部位を有する、顔の形状を有する等）を顔領域として検出するが、これに限定されるものではない。
【００５６】
また、顔検出部８０は、画像データ中の顔の大きさを検出する。例えば、図２に示す全体画像２０１（「画面」ともいう）において、全体画像２０１の縦方向の画素数がＬｖ、顔領域２０２の長さ方向の画素数がＬｆであるとき、比（Ｌｆ／Ｌｖ）を顔の大きさ情報として算出する。すなわち、全体画像２０１の寸法と顔部分画像の寸法の比を、顔の大きさ情報として求める。本発明の理解を容易にするために図２では簡易な例を示したが、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、左向きの顔、正面の顔、右向きの顔など、顔の向きには各種ある。また、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように顔の傾き角度には各種ある。よって、被写体距離が同一であれば、顔の向きや傾きに関わらず一定となるような大きさ情報を求める。例えば、顔の部位（目、口など）同士の位置関係に基づいて顔の向きおよび傾きを検出した後、顔の長さを求めることが、好ましい。また、顔全体の寸法を用いる代わりに、顔の部位同士の間隔（例えば、目と口との間隔、両目間の間隔など）を用い、全体画像の寸法と部位間の間隔との比を、顔の大きさ情報としてもよい。顔の向き、傾き、大きさの検出は、公知の方法を用いてもよい。例えば、本出願人に係る特開２００７−３４２６１号公報で開示されている。
【００５７】
動き検出部８３は、画像データに基づいて、被写体の動きを検出する。具体的には、画像データ中の顔部分（顔領域）の動きベクトルを求める。動きベクトルは、画像データにおける顔部分の動く方向および速さ（撮像装置に対する相対的な速さである）を示す。
【００５８】
合焦予測位置算出部８４は、レンズ２０のうちフォーカスレンズの位置（焦点位置）について、合焦状態になると予測される合焦予測位置を算出する。具体的な算出方法については後に詳説する。
【００５９】
以上において、合焦すべき対象物が顔である場合を例として説明したが、対象物は顔に特に限定されず、顔以外の対象物であってもよい。すなわち、顔以外の対象物の検出部、および、顔以外の対象物の動き検出部を設けてもよいことは、もちろんである。
【００６０】
また、ＡＦ処理部６２、ＡＥ／ＡＷＢ処理部６３、顔検出部８０、動き検出部８３、合焦予測位置算出部８４は、制御回路７２のＣＰＵ７５によって構成してもよい。
【００６１】
以下では、各種の合焦処理について、実施形態に分けて詳細に説明する。
【００６２】
＜第１実施形態＞
図５は、第１実施形態に係る合焦処理の一例の非合焦状態における流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。
【００６３】
ステップＳ１１では、合焦予測位置算出部８４によって、レンズ２０の合焦予測位置（合焦すると予測されるフォーカスレンズの位置である）を算出する。本例において対象物は顔であり、合焦予測位置は、顔検出部８０によって検出される顔部分の大きさに基づいて算出される。
【００６４】
ステップＳ１２では、レンズ駆動部５１によって、合焦予測位置にフォーカスレンズを移動させる。
【００６５】
ステップＳ１３では、フォーカスレンズの位置をレンズ駆動部５１によって合焦予測位置から変化させながら、画像のコントラストを示すＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズの位置（以下「ピーク位置」という）を探索する。
【００６６】
ステップＳ１４では、ピーク位置が発見されたか否かを判断する。ピーク位置が発見された場合にはステップＳ１５に進み、発見されない場合にはステップＳ１８に進む。
【００６７】
ステップＳ１５では、ピーク位置を合焦位置とする。
【００６８】
ステップＳ１６では、レンズ駆動部５１によって、フォーカスレンズを合焦位置（すなわちピーク位置）に移動させる。
【００６９】
ステップＳ１７では、合焦状態フラグをオンに設定する。以後、合焦状態フラグがオンの状態を「合焦状態」と称する。
【００７０】
ステップＳ１８では、非合焦状態を継続する。非合焦状態は、合焦状態フラグがオフの状態である。
【００７１】
図６は、本実施形態におけるフォーカスレンズの位置とＡＦ評価値との関係と、フォーカスレンズの駆動状況（フォーカス駆動）を例示する。本例では、フォーカスレンズの位置を合焦予測位置から変化させながら、ＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する。
【００７２】
最初に合焦予測位置の算出をした後、合焦予測位置にフォーカスレンズを移動する。その後、合焦予測位置付近でＡＦ評価値を取得し、ＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置（ピーク位置）を見つける。そして、見つかったピーク位置を合焦位置であると判断し、その合焦位置にフォーカスレンズを移動する。
【００７３】
図７は、ピーク位置を検出する際のフォーカスレンズのステップ幅よりも細かい精度で合焦位置を検出した場合について、フォーカスレンズの位置とＡＦ評価値との関係と、フォーカスレンズの駆動状況（フォーカス駆動）を例示する。隣接する焦点位置でのＡＦ評価値や焦点位置を利用してＡＦ評価値の補間演算を行うことで、合焦位置を算出する。
【００７４】
＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態に係る合焦処理の一例の非合焦状態における流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。
【００７５】
ステップＳ２１は、第１実施形態のステップＳ１１と同じである。
【００７６】
ステップＳ２２では、レンズ駆動部５１によって、合焦予測位置の付近（以下「初期目標位置」という）にフォーカスレンズを移動させる。
【００７７】
ステップＳ２３では、フォーカスレンズの位置をレンズ駆動部５１によって初期目標位置から合焦予測位置に向かって変化させながら、画像のコントラストを示すＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズの位置（ピーク位置）を探索する。
【００７８】
ステップＳ２４〜Ｓ２８は、第１実施形態のステップＳ１４〜Ｓ１８と同じである。
【００７９】
図９は、本実施形態におけるフォーカスレンズの位置とＡＦ評価値との関係と、フォーカスレンズの駆動状況（フォーカス駆動）を例示する。本例では、フォーカスレンズの位置を合焦予測位置付近の初期目標位置から合焦予測位置に向かって変化させながら、ＡＦ評価値に基づいて合焦位置を検出する。
【００８０】
最初に合焦予測位置の算出をした後、合焦予測位置付近を初期目標位置に設定し、この初期目標位置にフォーカスレンズを移動する。その後、合焦予測位置付近でＡＦ評価値を取得し、ＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズの位置（ピーク位置）を見つける。そして、見つかったピーク位置を合焦位置であると判断し、その合焦位置にフォーカスレンズを移動する。
【００８１】
図６に示した第１実施形態の場合と比べ、フォーカスレンズの移動方向を反転させる回数が少なくて済むケースがある。すなわち、第１実施形態の場合と比べ、更に合焦追従性が向上する。
【００８２】
図１０は、ピーク位置を検出する際のフォーカスレンズのステップ幅よりも細かい精度で合焦位置を検出した場合について、フォーカスレンズの位置とＡＦ評価値との関係と、フォーカスレンズの駆動状況（フォーカス駆動）を例示する。隣接する焦点位置でのＡＦ評価値や焦点位置を利用し、ＡＦ評価値の補間演算を行うことで、合焦位置を算出する。
【００８３】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態に係る合焦処理の一例の非合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。なお、図５に示した第１実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する
ステップＳ１０では、合焦予測フラグがオフであるか否かを判断する。合焦予測フラグは予めオンに初期設定されており、合焦予測フラグがオフされる場合については後述する。合焦予測フラグがオンである場合にはステップＳ１１に進み、オフである場合にはステップＳ３１に進む。
【００８４】
ステップＳ１１〜Ｓ１４は、第１実施形態と同様である。
【００８５】
ピーク位置が発見された場合にはステップＳ１５に進み、発見されない場合にはステップＳ３５に進む。
【００８６】
ステップＳ１５〜Ｓ１７は、第１実施形態と同様である。
【００８７】
合焦予測フラグがオフであるときには、合焦予測位置算出（ステップＳ１１）および合焦予測位置へのフォーカスレンズの移動（ステップＳ１２）を行わない。すなわち、合焦予測フラグがオフであるときには、画像中の顔の大きさに応じたフォーカスレンズ１０の移動を行わない。
【００８８】
合焦予測フラグがオフであるときには、合焦予測位置へのフォーカスレンズの移動は行わないで、ステップＳ３１にて、ＡＦ評価値に基づいてピーク位置を探索する。すなわち、フォーカスレンズの位置をレンズ駆動部５１によって現在位置から変化させながらＡＦ評価値が極大となるピーク位置を探索する。
【００８９】
ステップＳ３２ではピーク位置が発見されたか否かを判断し、ピーク位置が発見された場合にはステップＳ３３に進み、発見されない場合にはステップＳ３４に進む。
【００９０】
ステップＳ３３では、ピーク位置を合焦位置とし、ステップＳ１６へ進む。
【００９１】
ステップＳ３４では、合焦予測フラグをオンに設定し、ステップＳ３５では、非合焦状態を継続する。
【００９２】
図１２は、第３実施形態に係る合焦処理の一例の合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。
【００９３】
ステップＳ３０１では、ＡＦ評価値の小さい状態が時系列で続いたか否かを判断する。すなわち、画像のコントラストの低い状態が、閾値によって示される撮像回数（または一定期間、または判断回数）以上続いたか否かを判定する。
【００９４】
ＡＦ評価値の小さい状態が続いた場合にはテップＳ３１２に進み、続いていない場合にはステップＳ３０２に進む。
【００９５】
ステップＳ３０２では、合焦予測位置算出部８４によって、画像中の対象物（例えば顔）の大きさに基づいて合焦予測位置を算出する。
【００９６】
ステップＳ３０４では、現在のフォーカスレンズの位置と合焦予測位置との差分（ただし絶対値）が、変動判断閾値よりも大きいか否かを判断する。なお、フォーカスレンズの位置を本明細書では「フォーカス位置」または「焦点位置」ということもある。変動判断閾値としては、被写界深度などに相当する値が用いられる。
【００９７】
変動判断閾値よりも大きい場合には、現在のフォーカスレンズの位置では合焦状態を維持できないと判断される。つまり、被写界深度相当の範囲の外であれば、フォーカスレンズを適切な位置に移動させる必要があると判断する。
【００９８】
ステップＳ３０４にて変動判断閾値よりも大きい場合にはステップＳ３０７に進み、変動判断閾値以下の場合にはステップＳ３０５に進む。
【００９９】
ステップＳ３０７では、レンズ駆動部５１によって、合焦予測位置にフォーカスレンズを移動させる。
【０１００】
ステップＳ３０８では、フォーカスレンズを移動させながら、ＡＦ評価値が極大となるピーク位置を探索する。
【０１０１】
ステップＳ３０９では、ピーク位置が発見されたか否かを判断する。ピーク位置が発見された場合にはステップＳ３１０に進み、発見されない場合にはステップＳ３１３に進む。
【０１０２】
ステップＳ３１０ではピーク位置を合焦位置とし、ステップＳ３１１では、合焦位置（すなわちピーク位置）にフォーカスレンズを移動させる。
【０１０３】
ステップＳ３０４で変動判断閾値以下と判断した場合には、フォーカスレンズの移動を行わず（ステップＳ３０５）、合焦状態を継続する（ステップＳ３０６）。つまり、現在の焦点位置と合焦予測位置との差分が被写界深度相当の範囲内であると判断されれば、フォーカスレンズを移動しない。これにより、合焦状態において、フォーカスレンズが不安定な駆動となること（振動など）を防止することが可能となる。
【０１０４】
ステップＳ３０１でＡＦ評価値の小さい状態が連いたと判断した場合には、ステップＳ３１２で合焦予測フラグをオフし、ステップＳ３１３で非合焦状態に変化する。非合焦状態では、図１１を用いて説明したように、合焦予測フラグがオフであれば、合焦予測位置算出（図１１のステップＳ１１）を行わずに、ＡＦ評価値に基づき合焦位置を決定する（図１１のステップＳ３１）。
【０１０５】
非合焦状態で合焦予測位置を利用して合焦位置を検出した後、ＡＦ評価値が小さい状態（コントラストが低い状態である）が続くケースが考えられる。これは、真の合焦位置とは大きく異なる位置を合焦位置であると予測してしまったケースなどである。例えば、名刺に印刷されている顔を撮像した場合、名刺上の顔は本物の顔と比べてとても小さいので、真の合焦位置とはほど遠い位置を合焦予測位置と算出してしまう場合が考えられる。そのような合焦予測位置の付近でさらにノイズ等に起因するピークが見つかる場合には、結果的に真の合焦位置とは大きく異なる位置にフォーカスレンズを移動させてしまうことになる。そこで、本実施形態では、ＡＦ評価値が小さい状態が続いた場合には、合焦位置予測を禁止して、ＡＦ評価値に基づく合焦位置検出のみ行って、検出された合焦位置にフォーカスレンズを移動させる。
【０１０６】
＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態に係る合焦処理の合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。なお、図１２に示した第３実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する。
【０１０７】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０２およびステップＳ３０４〜Ｓ３１２は、第３実施形態と同様である。
【０１０８】
合焦状態において、画像中の対象物（例えば顔）の大きさ情報取得と合焦予測位置の算出が継続して行われる。その中で、ステップＳ３０３ａにて、フォーカスレンズの位置を変動させるか否かを判断するための閾値（変動判断閾値）を取得する。
【０１０９】
本実施形態では、絞りのＦ値と変動判断閾値との対応関係を示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）が制御回路７２に予め記憶されており、ＬＵＴから現在の絞りのＦ値（絞り値）に対応する変動判断閾値を取得する。変動判断閾値以下である場合には、フォーカスレンズの駆動が行われない（ステップＳ３０５）。つまり、被写界深度内と判断されれば、フォーカスレンズを駆動しない。
【０１１０】
被写界深度は、絞りのＦ値に応じて変化する。合焦状態において、フォーカスレンズの位置を変動させるか否かを判断するための変動判断閾値を、現在の絞りのＦ値に応じて変化させることにより、的確な合焦制御を行うことが可能となる。
【０１１１】
＜第５実施形態＞
図１４は、第５実施形態に係る合焦処理の合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。なお、図１２に示した第３実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する。
【０１１２】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０２およびステップＳ３０４〜Ｓ３１３は、第３実施形態と同様である。
【０１１３】
合焦状態において、画像中の対象物（例えば顔）の大きさ情報取得と合焦予測位置の算出が継続して行われる。その中で、ステップＳ３０３ｂにて、フォーカスレンズの位置を変動させるか否かを判断するための閾値（変動判断閾値）を取得する。
【０１１４】
本実施形態では、焦点距離に対応するズームレンズの位置と変動判断閾値との対応関係を示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）が制御回路７２に予め記憶されており、ＬＵＴから現在のズーム位置に対応する変動判断閾値を取得する。なお、ズームレンズの位置を本明細書では「ズーム位置」ということもある。変動判断閾値以下である場合には、フォーカスレンズの駆動が行われない（ステップＳ３０５）。つまり、被写界深度内と判断されれば、フォーカスレンズを駆動しない。
【０１１５】
被写界深度は、ズームレンズの位置（または焦点距離）に応じて変化する。合焦状態において、フォーカスレンズの位置を変動させるか否かを判断するための変動判断閾値を、現在のズームレンズの位置（または焦点距離）に応じて変化させることにより、的確な合焦制御を行うことが可能となる。
【０１１６】
＜第６実施形態＞
図１５は、第６実施形態に係る合焦処理の合焦状態での流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。なお、図１２に示した第３実施形態におけるステップと同じステップには同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、詳細な説明を省略する。
【０１１７】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０２およびステップＳ３０４〜Ｓ３１３は、第３実施形態と同様である。
【０１１８】
合焦状態において、画像中の対象物（例えば顔）の大きさ情報取得と合焦予測位置の算出が継続して行われる。その中で、ステップＳ３０３ｃにて、フォーカスレンズの位置を変動させるか否かを判断するための閾値（変動判断閾値）を取得する。
【０１１９】
本実施形態では、フォーカスレンズの位置と変動判断閾値との対応関係を示すＬＵＴ（ルックアップテーブル）が制御回路７２に予め記憶されており、ＬＵＴから現在のフォーカスレンズの位置に対応する変動判断閾値を取得する。なお、フォーカスレンズの位置を本明細書では「フォーカス位置」または「焦点位置」ということもある。変動判断閾値以下である場合には、フォーカスレンズの駆動が行われない（ステップＳ３０５）。つまり、被写界深度内と判断されれば、フォーカスレンズを駆動しない。
【０１２０】
被写界深度は、フォーカスレンズの位置（または被写体距離）に応じて変化する。合焦状態において、フォーカスレンズの位置を変動させるか否かを判断するための変動判断閾値を、現在のフォーカスレンズの位置（または被写体距離）に応じて変化させることにより、的確な合焦制御を行うことが可能となる。
【０１２１】
＜第７実施形態＞
被写体（対象物）が動いている場合、画像のコントラストに基づくピーク位置検出は、以下の点で不利である。
【０１２２】
第１に、フォーカスレンズを光軸方向で前後させることで合焦位置を検出するので、フォーカスレンズの合焦位置への移動が被写体の動きに対して常に遅れ気味となる。
【０１２３】
第２に、被写体が動いている場合、画像はぶれたものとなるケースが多く、画像のコントラストが低いので、合焦位置の検出の精度が上がらない。
【０１２４】
そこで、本実施形態では、被写体の動きが速い場合には、画像のコントラストに基づくピーク位置検出は行わず、合焦予測位置への移動を連続的に実施していく。これにより、被写体の動きが大きい期間では、真の合焦位置に設定されないかもしれないが、合焦精度をある程度確保した状態で、被写体の動きにフォーカスレンズの動きを追従させることが可能となる。
【０１２５】
図１６は、第７実施形態に係る合焦処理の非合焦状態における流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５の統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。
【０１２６】
ステップＳ４０およびＳ４１は、第１実施形態におけるステップＳ１１およびＳ１２と同じである。
【０１２７】
ステップＳ４２では、動き検出部８３によって、被写体（対象物）の動きベクトルを検出する。被写体の動きベクトルの検出により、被写体の動きの有無および動きの速さが検出される。
【０１２８】
ステップＳ４３では、被写体の動きが速いか否かを判断する。具体的には、動きの速さと動き判断用閾値とを比較する。被写体の動きが速いと判断した場合（すなわち動き判断用閾値よりも大きい場合）にはステップＳ４４に進む一方で、被写体の動きが遅いと判断した場合（または被写体の動きが無いと判断した場合）にはステップＳ４９に進む。
【０１２９】
ステップＳ４４では、レンズ駆動部５１によってフォーカスレンズを駆動し、合焦予測位置から変化させながらピーク位置を探索する。
【０１３０】
ステップＳ４５では、ピーク位置が発見されたか否かを判断して、発見された場合にはステップＳ４６に進み、発見されない場合にはステップＳ４９に進む。
【０１３１】
ステップＳ４６では、ピーク位置を合焦位置とし、ステップＳ４７では、レンズ駆動部５１によってフォーカスレンズを合焦位置に移動させ、ステップＳ４８では、合焦状態フラグをオンに設定する。ステップＳ４９では、非合焦状態を継続する。
【０１３２】
被写体の動き検出方法は、特に限定されないが、撮像部によって得られた画像信号に基づいて検出すればよい。例えば、主要被写体としての対象物（例えば顔）を検出した後に、相関法やＫＬＴ法などでオプティカルフローを求める。特別な動き検出の手法を導入しなくても、測光値の変動量やＡＦ評価値の変動量などから判断するようにしてもよい。
【０１３３】
＜第８実施形態＞
画像のコントラストに基づいてフォーカスレンズの合焦位置を検出しようとすると、静止物体に対する合焦精度は高い反面、移動物体に対する合焦追従性は劣る。
【０１３４】
そこで、本実施形態では、ユーザから合焦速度優先であるか合焦精度優先であるかの選択入力を受け付け、その選択結果に応じて、画像のコントラストに基づく合焦位置の検出の実行の有無を切り換える。
【０１３５】
図１７は、第８実施形態に係る合焦処理の非合焦状態における流れを示すフローチャートである。この処理は、カメラ１のＣＰＵ７５によっての統括制御によりＡＦ処理部６２を用いて行われる。
【０１３６】
ステップＳ５１およびＳ５２は、第１実施形態におけるステップＳ１１およびＳ１２と同じである。
【０１３７】
ステップＳ５３では、合焦速度優先であるか合焦精度優先であるかを判断する。操作部１１を用いてユーザが合焦速度優先であるか合焦精度優先であるか選択入力すると、ユーザの選択入力内容が制御回路７２に記憶される。本ステップでは、制御回路７２に記憶されているユーザの選択入力内容を参照する。
【０１３８】
ステップＳ５４では、レンズ駆動部５１によってフォーカスレンズを駆動し、合焦予測位置から変化させながらピーク位置を探索する。
【０１３９】
ステップＳ５５では、ピーク位置が発見されたか否かを判断して、発見された場合にはステップＳ５６に進み、発見されない場合にはステップＳ５９に進む。
【０１４０】
ステップＳ５６では、ピーク位置を合焦位置とし、ステップＳ５７では、レンズ駆動部５１によってフォーカスレンズを合焦位に移動させ、ステップＳ５８では、合焦状態フラグをオンに設定する。ステップＳ４９では、非合焦状態を継続する。
【０１４１】
なお、ユーザからの選択入力は、例えば、メニュー画面等で合焦速度優先か合焦精度優先かを選択する態様が挙げられる。メニュー画面の選択項目は、合焦速度優先か合焦精度優先かをユーザに直接的に問う場合に特に限定されず、例えば、被写体が移動物体（合焦速度優先に相当）であるか静止物体（合焦精度優先に相当）であるかをユーザに問うようにしてもよい。
【０１４２】
＜第９実施形態＞
本実施形態において、合焦処理の流れの概要は、第１実施形態から第８実施形態までのいずれかと同様である。本実施形態では、合焦予測位置算出のステップにおいて、置きピン位置の変化に基づいて合焦予測位置を算出する。「置きピン位置」は、画像中の対象物の大きさから推測したフォーカスレンズの位置である。対象物が顔の場合には「顔置きピン位置」と称する。
【０１４３】
図１８は、本実施形態における合焦予測位置算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【０１４４】
ステップＳ８１では、合焦状態になった時点での画像中の対象物の大きさに基づいて、置きピン位置（Ｐｕｌｓｅ＿Ｔａｒｇｅｔ＿ｏｌｄ）を算出する。対象物が顔の場合、例えば、本出願人による特開２００７−３４２６１号公報の段落０２４０以降に記載のようにして、顔置きピン位置を求めることができる。
【０１４５】
ステップＳ８２では、現在の画像中の対象物の大きさに基づいて、新しい置きピン位置（Ｐｕｌｓｅ＿Ｔａｒｇｅｔ）を算出する。対象物が顔の場合、上記と同様にして、顔置きピン位置を求めることができる。
【０１４６】
ステップＳ８３では、合焦予測位置＝Ｐｕｌｓｅ＿Ｔａｒｇｅｔ−（Ｐｕｌｓｅ＿Ｔａｒｇｅｔ＿ｏｌｄ−合焦位置）により、合焦予測位置を算出する。合焦位置は、画像のコントラストに基づいて検出したピーク位置である。
【０１４７】
図１９（ａ）は合焦状態となった時点での合焦位置ｆａを例示し、同図（ｂ）は合焦状態となったときの合焦位置ｆａおよびそのときの顔置きピン位置ｆｂ（図１８における「Ｐｕｌｓｅ＿Ｔａｒｇｅｔ＿ｏｌｄ」である）を例示し、同図（ｃ）は新しい顔置きピン位置ｆｃ（図１８における「Ｐｕｌｓｅ＿Ｔａｒｇｅｔ」である）を例示し、同図（ｄ）は新しい顔置きピン位置ｆｃおよび合焦予測位置ｆｄを例示している。なお、図１９（ａ）〜（ｄ）において、横軸は、フォーカスレンズの位置（焦点位置）であり、原点位置ＨＰ（フォーカスレンズのホームポジションである）からの駆動パルス数で表される。
【０１４８】
合焦状態となったときの画像中の対象物（ここでは顔）の大きさに基づき、フォーカスレンズの原点位置ＨＰから過去の顔置きピン位置Ｐｂまでの駆動パルス数を計算し、合焦位置Ｐａまでの駆動パルス数の差により、顔置きピン位置の推定誤差（ｆｂ−ｆａ）を求める（図１９（ａ）、（ｂ））。
【０１４９】
次に、新しい顔検出結果に基づいて、新しい顔置きピン位置ｆｃを求める（図１９（ｃ））。
【０１５０】
そして、新しい顔置きピン位置ｆｃを、顔置きピン位置の推定誤差（ｆｂ−ｆａ）で補正した値を、合焦予測位置（ｆｄ＝ｆｃ−（ｆｂ−ｆａ））とする（図１９（ｄ））。
【０１５１】
つまり、合焦位置ｆａ（フォーカスレンズの位置を変化させながら画像のコントラストに基づいて求めたピーク位置である）と当該合焦位置ｆａに対応する置きピン位置ｆｂ（合焦状態になった時点での画像中の対象物の大きさに基づいて算出したフォーカスレンズの位置である）との誤差（ｆｂ−ｆａ）と求め、この誤差を用いて、新しい置きピン位置ｆｃ（現在の画像中の対象物の大きさに基づいて算出したフォーカスレンズの位置である）を補正することにより、合焦予測位置ｆｄ（＝ｆｃ−（ｆｂ−ｆａ））を求めている。言い換えると、置きピン位置の変化（ｆｃ−ｆｂ）に基づいて合焦予測位置ｆｄ（＝ｆａ＋（ｆｃ−ｆｂ））を求めている。
【０１５２】
なお、対象物として顔を例に説明したが、対象物は顔に限定される必然性はない。撮像して得られた画像中の特定の対象物の大きさ情報と、被写体までの距離またはフォーカスレンズの合焦位置（例えば駆動量）との関係を把握していれば、対象物が顔でなくても、同様に合焦予測位置の算出をすることができる。
【０１５３】
＜第１０実施形態＞
本実施形態において、合焦処理の流れの概要は、第１実施形態から第８実施形態までのいずれかと同様である。本実施形態では、画像中の対象物の大きさの変化に基づいて合焦予測位置を算出する。
【０１５４】
図２０は、本実施形態における合焦予測位置算出処理の流れの一例を示すフローチャートである。この処理では、
ステップＳ９１では、合焦状態になった時点での画像中の対象物の大きさ情報Ｐａ＿ｏｌｄ（例えば、画面内で対象物が占める比率）を取得する。例えば、対象物が顔であって、撮像によって図２の全体画像２０１が得られた場合、全体画像２０１の長さＬｖに対する顔領域２０２の長さＬｆの比（Ｌｆ／Ｌｆ）を、顔の大きさ情報として用いる。
【０１５５】
ステップＳ９２では、現在の画像中の対象物の大きさ情報Ｐａを取得する。対象物が顔の場合、上記と同様にして、顔の大きさ情報を求めることができる。
【０１５６】
ステップＳ９３では、合焦予測位置＝無限遠位置ＩＮＦ＋ｎａ＊Ｐａ／Ｐａ＿ｏｌｄにより、合焦予測位置を算出する。無限遠位置ＩＮＦは、原点位置ＨＰから無限遠位置ＩＮＦまでの駆動パルス数である。ｎａは、無限遠位置ＩＮＦから合焦位置（現在位置）までのパルス数である。合焦位置は、画像のコントラストに基づいて検出したピーク位置である。
【０１５７】
図２１は、フォーカスレンズの原点位置ＨＰ、無限遠位置ＩＮＦ、現在位置ｐ１、合焦予測位置ｐ２、無限遠位置    ＩＮＦから現在位置ｐ１までの駆動パルス数ｎａ、および、無限遠位置ＩＮＦから合焦予測位置ｐ２までの駆動パルス数ｎｂを例示している。現在位置ｐ１は、過去に検出した合焦位置である。なお、横軸は、フォーカスレンズの位置（焦点位置）であり、原点位置ＨＰからの駆動パルス数で表される。
【０１５８】
無限遠位置ＩＮＦから合焦位置までの駆動パルス数は、被写体距離の逆数に比例する。画像中の対象物の大きさが被写体距離に反比例するので、無限遠位置ＩＮＦから合焦位置までの駆動パルス数は、被写体の大きさに比例する。よって、画像中の対象物の大きさの変化率（Ｐａ／Ｐａ＿ｏｌｄ）を、無限遠位置ＩＮＦからｐ１までの駆動パルス数ｎａに乗じた値（ｎａ＊Ｐａ／Ｐａ＿ｏｌｄ）が、無限遠位置ＩＮＦから合焦予測位置ｐ２までの駆動パルス数ｎｂを表す。
【０１５９】
このため、合焦予測位置ｐ２＝ＩＮＦ＋ｎａ＊Ｐａ／Ｐａ＿ｏｌｄとする。
【０１６０】
なお、本発明の理解を容易にするため、第１実施形態から第９実施形態まで分けて説明したが、これらの実施形態を単独で実施する場合に本発明は特に限定されず、適宜実施形態を組み合わせて、あるいは別の実施形態の要部を適用して、実施してもよいことは、いうまでもない。
【０１６１】
本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】カメラの構成例を示す概略ブロック図
【図２】画像の一例を示す説明図
【図３】顔の向きの説明に用いる説明図
【図４】顔の傾きの説明に用いる説明図
【図５】第１実施形態に係る合焦処理の一例のフローチャート
【図６】第１実施形態における合焦位置の一例を示す図
【図７】第１実施形態において補間演算により決定された合焦位置を示す図
【図８】第２実施形態に係る合焦処理の一例のフローチャート
【図９】第２実施形態における合焦位置の一例を示す図
【図１０】第２実施形態において補間演算により決定された合焦位置を示す図
【図１１】第３実施形態に係る合焦処理の一例の第１のフローチャート
【図１２】第３実施形態に係る合焦処理の一例の第２のフローチャート
【図１３】第４実施形態に係る合焦処理の一例のフローチャート
【図１４】第５実施形態に係る合焦処理の一例のフローチャート
【図１５】第６実施形態に係る合焦処理の一例のフローチャート
【図１６】第７実施形態に係る合焦処理の一例のフローチャート
【図１７】第８実施形態に係る合焦処理の一例のフローチャート
【図１８】第９実施形態に係る合焦予測位置算出処理の一例のフローチャート
【図１９】置きピン位置と合焦予測位置との関係を例示した図
【図２０】第１０実施形態に係る合焦予測位置算出処理の一例のフローチャート
【図２１】フォーカスレンズの現在位置および合焦予測位置に対応する駆動パルス数の一例を示す図
【符号の説明】
【０１６３】
２０：レンズ（撮像光学系）、５４：絞り、５８：撮像素子、６２：ＡＦ処理部、６３：ＡＥ／ＡＷＢ処理部、７１：表示部、７２：制御回路、７５：ＣＰＵ、８０：顔検出部、８３：動き検出部、８４：合焦予測位置算出部
【図１】
0005048468.tif 000002
【図２】
0005048468.tif 000003
【図３】
0005048468.tif 000004
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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