JP2009003208A - カメラ装置、フォーカス制御方法、及びフォーカス制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】オートフォーカス機能によりいったんピント合わせを行った後のカメラ本体の動きに起因する撮影時のピントずれを、手動操作を必要とすることなく直ちに補正する。
【解決手段】カメラ本体内に３軸（x,y,z）方向の加速度を検出する加速度センサを設ける。シャッターキーの半押し操作に応じてコントラストＡＦによりピントを合わせを行い、その時点のフォーカス位置から被写体距離（L）を取得する（ＳＡ１〜ＳＡ４）。フォーカスロック状態にある間、加速度センサの検出結果からカメラ本体の３軸方向の移動距離（ΔLx,ΔLy,ΔLz）を定期的に積算し記憶する（ＳＡ５〜ＳＡ７）。シャッターキーの全押し時に、被写体距離（L）と移動距離（ΔLx,ΔLy,ΔLz）とから適正な被写体距離（L'）を算出し、距離（L'）に応じた位置にフォーカスレンズを直接移動する（ＳＡ８，ＳＡ９）。手動操作を行わなくとも、撮影時のピントずれが直ちに補正される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、オートフォーカス機能を備えたデジタルカメラ等のカメラ装置、フォーカス制御方法、及びフォーカス制御プログラムに関するものである。

従来、オートフォーカス機能を有するカメラ装置において、撮影時に所謂フォーカスロックが行われた後、最終的な撮影指示操作があるまでは、手動操作によってピントのずれを補正可能とする技術が公知である（例えば下記特許文献１参照）。
特開平１１−１７４３１４号公報

しかしながら、上記技術を用いれば、フォーカスロック後のピントずれを補正することが可能となるものの、手動操作ではピントずれを瞬時に補正できないといった問題や、そもそも手動操作が煩わしいといった問題があった。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、オートフォーカス機能によりいったんピント合わせを行った後のカメラ本体の動きに起因する撮影時のピントずれを、手動操作を必要とすることなく直ちに補正することが可能となるカメラ装置、フォーカス制御方法、及びフォーカス制御プログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため請求項１記載の発明に係るカメラ装置にあっては、所定の操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御するフォーカス制御手段と、このフォーカス制御手段によりフォーカスレンズが合焦位置へ制御された後における装置本体の移動距離を取得する移動距離取得手段と、この移動距離取得手段により取得された移動距離に応じてフォーカスレンズの位置を補正するフォーカス補正手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明に係るカメラ装置にあっては、装置本体の動きを示す動き情報を検出する検出手段を備え、前記移動距離取得手段は、前記検出手段により検出された動き情報に基づき装置本体の移動距離を取得することを特徴とする。

また、請求項３記載の発明に係るカメラ装置にあっては、前記フォーカス制御手段によりフォーカスレンズが合焦位置へ制御された時点の被写体距離を取得する距離取得手段と、この距離取得手段により取得された被写体距離を記憶する距離記憶手段と、この距離記憶手段に記憶されている被写体距離、及び前記移動距離取得手段により取得された移動距離に基づき適正な被写体距離を演算する距離演算手段と、を備え、前記フォーカス補正手段は、前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離に基づきフォーカスレンズの位置を補正することを特徴とする。

また、請求項４記載の発明に係るカメラ装置にあっては、前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離にある任意の被写体にピントが合う前記フォーカスレンズの位置を取得する合焦位置取得手段を備え、前記フォーカス補正手段は、前記合焦位置取得手段により取得された位置へフォーカスレンズを制御することを特徴とする。

また、請求項５記載の発明に係るカメラ装置にあっては、前記フォーカスレンズの位置と、各位置が合焦位置となる予め既知である被写体距離との対応関係を示すテーブル情報を記憶するテーブル情報記憶手段を備え、前記合焦位置取得手段は、前記テーブル情報記憶手段に記憶されているテーブル情報から、前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離に対応する前記フォーカスレンズの位置を取得することを特徴とする。

また、請求項６記載の発明に係るカメラ装置にあっては、被写体を撮像する撮像手段と、前記距離記憶手段に記憶されている被写体距離と前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離とを比較し、その比較結果に応じて前記フォーカスレンズのサーチ範囲を決定するサーチ範囲決定手段を備え、前記フォーカス補正手段は、前記サーチ範囲決定手段により決定されたサーチ範囲で前記フォーカスレンズを移動させながら前記撮像手段により撮像された被写体画像のコントラスト値が最大となる合焦位置をサーチし、サーチした合焦位置にフォーカスレンズを制御することを特徴とする。

また、請求項７記載の発明に係るカメラ装置にあっては、前記フォーカス制御手段は、静止画像の撮影指示に先立つフォーカスロック操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御し、前記フォーカス補正手段は、静止画像の撮影指示操作に応答しフォーカスレンズの位置を補正することを特徴とする。

また、請求項８記載の発明に係るカメラ装置にあっては、前記フォーカス制御手段は、動画像の記録開始操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御し、前記フォーカス補正手段は、動画像の記録中において所定の条件を満たす毎にフォーカスレンズの位置を補正することを特徴とする。

また、請求項９記載の発明に係るフォーカス制御方法にあっては、所定の操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御する工程と、フォーカスレンズを合焦位置へ制御した後における装置本体の移動距離を取得する工程と、取得した移動距離に応じてフォーカスレンズの位置を補正する工程とを含むことを特徴とする。

また、請求項１０記載の発明に係るフォーカス制御プログラムにあっては、カメラ装置が有するコンピュータに、所定の操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御する手順と、フォーカスレンズを合焦位置へ制御した後における装置本体の移動距離を取得する手順と、取得した移動距離に応じてフォーカスレンズの位置を補正する手順とを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、オートフォーカス機能によりいったんピント合わせを行った後のカメラ本体の動きに起因する撮影時のピントずれを、手動操作を必要とすることなく直ちに補正することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。

（実施形態１）
図１は、以下に説明する各実施形態に共通するデジタルカメラ１の電気的構成の概略を示すブロック図である。このデジタルカメラ１は、撮影モードとして静止画撮影モード及び動画撮影モードを有したものであって、図示したように主として以下の各部により構成されている。

すなわちデジタルカメラ１は、フォーカスレンズを備えた光学系からなるレンズブロック２と、上記光学系を駆動するフォーカスモータからなるモータブロック３と、フォーカスモータを駆動するためのモータドライバ４とを備えている。モータドライバ４は、デジタルカメラ１全体を制御するＣＰＵ５の命令に従いフォーカスモータを駆動し、上記光学系をＣＰＵ５の制御に応じて光軸上に沿って移動することによりフォーカスレンズの位置を変化させる。

また、デジタルカメラ１は、前記レンズブロック２を介して結像された被写体の光学像を電気信号（撮像信号）に変換するＣＣＤ６（撮像手段）を有している。ＣＣＤ６は、ＣＰＵ５の命令に従いタイミング発生器（ＴＧ）７が生成するタイミング信号に基づいて垂直／水平ドライバ８により駆動され、被写体の光学像に応じたアナログの撮像信号を出力する。ＣＣＤ６の出力信号はＣＤＳ／ＡＤ回路９において相関二重サンプリングによるノイズ低減、及びデジタル信号への変換が行われた後、画像処理部１０へ出力される。

画像処理部１０は、ＣＰＵ５の命令に従いＳＤＲＡＭ１１を作業用メモリとして、入力したデジタルの撮像信号（ベイヤーデータ）に基づき画素毎のＲ，Ｇ，Ｂの色成分データ（以下、ＲＧＢデータ）を生成するＲＧＢ補間処理、ＲＧＢデータから輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｕ、Ｖ）からなるＹＵＶデータを画素毎に生成するＹＵＶ変換処理、さらにオートホワイトバランスや輪郭強調などの画品質向上のためのデジタル信号処理を行う。

画像処理部１０で変換されたＹＵＶデータは順次ＳＤＲＡＭ１１に格納され、１フレーム分のデータが蓄積される毎にビデオ信号に変換されて液晶モニタ（ＬＣＤ）１２へ送られ、そこでスルー画像として画面表示される。

また、静止画撮影モードでシャッターキーによる撮影操作（本実施形態では全押し操作）があった撮影時には、ＳＤＲＡＭ１１に一時記憶された画像データがＣＰＵ５により圧縮され、最終的には所定のフォーマットの静止画ファイルとして外部メモリ１３に記録される。また、動画撮影モードでの動画撮影中には、ＳＤＲＡＭ１１に所定のフレームレートで記憶された複数の画像データがＣＰＵ５により順次圧縮され、最終的には動画ファイルとして外部メモリ１３に記録される。

外部メモリ１３は、例えば各種のメモリカードにより構成され、外部メモリ１３に記録された静止画ファイル及び動画ファイルは、再生モードにおいてユーザーの選択操作に応じてＣＰＵ５により随時読み出されて伸張され、ＹＵＶデータとしてＳＤＲＡＭ１１に展開された後、液晶モニタ（ＬＣＤ）１２において再生表示される。

また、デジタルカメラ１は、記憶データの書き換えが可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ１４を備えている。フラッシュメモリ１４には、ＣＰＵ５に前記各部を制御させるための各種のプログラム、すなわち撮像信号に含まれる輝度情報に基づいたＡＥ制御や、ＡＦ制御、ＡＷＢ制御等を行わせるプログラム、及びそれらの制御に際して使用される各種データが格納されている。上記ＡＦ制御は、前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させながらＣＣＤ６から出力される撮像信号による被写体画像のコントラスト値つまりＡＦ評価値を取得し、それが最も大きくなるピーク位置（合焦位置）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周知のコントラスト検出方式によるものである。

また、本実施形態においてフラッシュメモリ１４には、ＣＰＵ５を本発明のフォーカス制御手段、移動距離取得手段、フォーカス補正手段、距離取得手段、距離演算手段、合焦位置取得手段として機能させるためのフォーカス制御プログラムと、図２に示したフォーカス位置−距離テーブル１０１を構成するデータが格納されている。フォーカス位置−距離テーブル１０１は、被写体距離と、それと対応する前述したレンズブロック２内のフォーカスレンズの位置（以下、単にフォーカス位置という）とを示すテーブル情報であって、あるフォーカス位置でピント合わせを行うことができる被写体までの撮影距離を示すと同時に、ある撮影距離の被写体にピント合わせを行うのに必要なフォーカス位置が示されている。つまりフラッシュメモリ１４がテーブル情報記憶手段である。

また、ＣＰＵ５にはマイコン１５が接続されている。マイコン１５には、図示しないシャッターボタンや、電源キー、モード切替スイッチ、ズームアップ及びズームダウンボタン等を含むキー入力部１６と加速度センサ１７とが接続されている。マイコン１５はキー入力部１６における各種スイッチ等の操作の有無を定常的にスキャンしており、ユーザーによっていずれかの操作キーが操作されると、その操作内容に応じた操作信号がマイコン１５からＣＰＵ５へ送られる。

なお、前記シャッターボタンは、半押し操作と、全押し操作（撮影指示操作）との２段階の操作が可能な所謂ハーフシャッター機能を有するものであるとともに、動画撮影モードでの撮影時、すなわちムービー撮影時には、録画開始（ムービースタート）キーとしても使用される。

前記加速度センサ１７は、ｘ，ｙ，ｚの３軸方向の加速度を、カメラ本体の動きを示す動き情報として個別に検出する本発明の検出手段であって、加速度センサ１７の検出信号はマイコン１５を介してＣＰＵ５へ送られる。なお、加速度センサ１７は、カメラ本体の内部においてｚ軸がレンズブロック２の光軸と一致し、ｘ軸がカメラ本体の左右方向に、またｙ軸がカメラ本体の上下方向にそれぞれ一致するようカメラ本体内に配置されている（図４参照）。

また、デジタルカメラ１は、ニッケル水素電池等の充電可能なバッテリー１８の電力を上述した各部において必要とされる所定の電圧に制御し各部に供給するための電源制御回路１９を有しており、この電源制御回路１９の動作がマイコン１５によって制御されている。

次に、以上の構成からなるデジタルカメラ１の本発明に係る動作について説明する。図３は、静止画撮影モードが設定されているときのＣＰＵ５の処理内容を示すフローチャートである。

静止画撮影モードが設定されているとき、デジタルカメラ１ではＣＣＤ６による被写体の撮像動作が所定の周期で繰り返し行われ、撮像された被写体画像がスルー画像として液晶モニタ１２に逐次表示される。

その間、図３に示したようにＣＰＵ５はシャッターキーの半押し操作の有無を逐次確認し、シャッターキーが半押しされたら（ステップＳＡ１でＹＥＳ）、コントラスト検出方式による通常のＡＦ処理を開始し（ステップＳＡ２）、主たる被写体Ａ（図４）にピントが合うまでＡＦ処理を継続する（ステップＳＡ３でＮＯ）。やがてピントが合ったら（ステップＳＡ３でＹＥＳ）、その時点で、前述したフォーカス位置−距離テーブル１０１（図２）を参照して、そのときのフォーカス位置に対応する被写体距離Ｌを作業用メモリに記憶する（ステップＳＡ４）。

引き続き、前記加速度センサ１７により３軸方向の加速度を検出し（ステップＳＡ５）、その検出結果に基づきカメラ本体の３軸方向の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）を算出する（ステップＳＡ６）。そして、シャッターキーが全押しされるまでステップＳＡ５，ＳＡ６の処理を繰り返す（ステップＳＡ７でＮＯ）。その間、フォーカス位置はステップＳＡ２のＡＦ処理で制御された位置に維持される。つまりフォーカスロック状態が維持される。

ここで、ステップＳＡ５において算出する３軸方向の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）は、前述したＡＦ処理によるピント合わせが完了した時点を基準としたカメラ本体の移動距離（左又は右方向、上又は下方向、前又は後方向の移動距離）であって、２回目以降の処理においては、前回までの移動距離に今回の移動距離を加減算する計算を行う。また、算出した移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）は作業用メモリに逐次記憶する。

その後、シャッターキーが全押しされたら（ステップＳＡ７でＹＥＳ）、作業用メモリに記憶してある被写体距離（Ｌ）と、３軸方向の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）、すなわち半押し操作に応じたＡＦ処理が終了した時点からの最終的な移動距離に基づき、適正な被写体距離（Ｌ'）を
Ｌ'＝ √｛（Ｌ ＋ ΔＬｚ）^２ ＋ ΔＬｘ^２ ＋ ΔＬｙ^２ ｝
から算出する（ステップＳＡ８、図５参照）。

そして、算出した適正な被写体距離（Ｌ'）に応じたフォーカス位置をフォーカス位置−距離テーブル１０１から取得し、取得した位置へフォーカスレンズを移動する（ステップＳＡ９）。つまりシャッターキーの半押し後におけるカメラ本体の動きに起因したピントずれを補正し、その状態で撮影処理（記録用の撮像処理）を行うとともに撮影した画像を外部メモリ１３へ記録する（ステップＳＡ１０）。以後、前述したステップＳＡ１へ戻り前述した処理を繰り返す。なお、図示しないがシャッターキーが半押しされた後、シャッターキーが全押しされる以前に半押し状態が解除された場合には、その時点で直ちにステップＳＡ１へ戻る。

以上のように本実施形態においては、フォーカスロック状態にある間にカメラ本体の動きに起因してピントがずれてしまったとしても、シャッターキーが全押しされた撮影時には、フォーカスロック後に逐次検出しておいたカメラ本体の３軸方向の移動距離から算出された適正な被写体距離（Ｌ'）に応じてフォーカス位置が制御される。つまり自動的にピントが補正される。

しかも、その際には、シャッターキーが半押しされた時点におけるコントラスト検出方式による通常のＡＦ処理とは異なり、フォーカスレンズが適正な被写体距離（Ｌ'）に対応する既知の位置（合焦位置）に移動されるだけであるため、上記ピント補正が高速に行われる。

したがって、フォーカスロック後にピントがずれてしまった場合であっても、手動操作を必要とすることなく、撮影時におけるピントずれを直ちに補正することができる。

なお、本実施形態では、前述した適正な被写体距離（Ｌ'）をシャッターキーが全押しされた時点で算出するようにしたが、それをシャッターキーが全押しされるまでの間に逐次行うようにしてもよい。すなわち前述したステップＳＡ８の処理をステップＳＡ６の直後に行うようにしてもよい。

さらには、ステップＳＡ９の適正な被写体距離（Ｌ'）に応じた位置へのフォーカスレンズの移動処理を、ステップＳＡ６の処理に続き上記被写体距離（Ｌ'）を算出した直後（つまりステップＳＡ７の直前）に行うようにしてもよい。つまり本実施形態では、シャッターキーの半押し操作に伴うＡＦ処理で制御したフォーカス位置を、シャッターキーが全押しされた時点で一括して補正するようにしたが、シャッターキーが全押しされるまでの間に逐次行うようにしてもよい。

（実施形態２）
次に第２の実施形態について説明する。本実施形態は、図１の構成を有するデジタルカメラ１において、前記フラッシュメモリ１４に、静止画撮影モードが設定されているときＣＰＵ５を本発明のフォーカス制御手段、移動距離取得手段、フォーカス補正手段、距離取得手段、距離演算手段、サーチ範囲決定手段として機能させるとともに図６の処理を行わせるためのフォーカス制御プログラムが記憶されているものである。

以下、ＣＰＵ５の処理内容を図６に従って説明する。静止画撮影モードが設定されているときＣＰＵ５は、シャッターキーの半押し操作に応じてコントラスト検出方式による通常のＡＦ処理によりピント合わせを行い、そのときのフォーカス位置から被写体距離Ｌを取得して記憶する（ステップＳＢ１〜ＳＢ４）。その後、加速度センサ１７により３軸方向の加速度を逐次検出し（ステップＳＢ５）、その検出結果に基づきカメラ本体の３軸方向の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）を算出する（ステップＳＢ６）。引き続き、算出した移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）と作業用メモリに記憶してある被写体距離（Ｌ）とに基づいて、適正な被写体距離（Ｌ'）を直ちに算出する（ステップＳＢ７）。

なお、ステップＳＢ６算出する移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）は、第１の実施形態と同様、前述したＡＦ処理によるピント合わせが完了した時点を基準としたカメラ本体の移動距離（左又は右方向、上又は下方向、前又は後方向の移動距離）であって、２回目以降の処理においては、前回までの移動距離に今回の移動距離を加減算する計算を行い、算出した移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）は作業用メモリに逐次記憶する。また、被写体距離（Ｌ'）の算出方法についても第１の実施形態と同様である。

そして、ＣＰＵ５は、シャッターキーが全押しされるまでは（ステップＳＢ８でＮＯ）、ステップＳＢ５〜ＳＢ７を繰り返すことにより適正な被写体距離（Ｌ'）を逐次取得する。その間、フォーカス位置はステップＳＢ２のＡＦ処理で制御された位置に維持される。つまりフォーカスロック状態が維持される。

その後、シャッターキーが全押しされたら（ステップＳＢ８でＹＥＳ）、直前に取得した適正な被写体距離（Ｌ'）が、作業用メモリに記憶してある被写体距離（Ｌ）よりも大であるか否かを判別する（ステップＳＢ９）。そして、係る判別の結果がＹＥＳであって、シャッターキーの半押し操作があった時点よりもカメラ本体が被写体から遠ざかっていると判断できる場合には、後述する第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行い（ステップＳＢ１０）、また、ステップＳＢ９の判別結果がＮＯであって、シャッターキーの半押し操作があった時点よりもカメラ本体が被写体に近付いていると判断できる場合には、後述する第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行う（ステップＳＢ１１）。

図７は、ＣＰＵ５による上記第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理を示すフローチャートである。第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理は、フォーカスレンズを移動させながらピント位置をサーチする際における当初のサーチ範囲を遠距離側（被写体が遠い側）に設定し、遠距離側を優先的にサーチするコントラスト検出方式によるＡＦ処理である。

係るＡＦ処理では、まずピント位置を遠距離側へ移動させるようフォーカスレンズを１ステップ分移動させて（ステップＳＢ１０１）、撮像処理を行うと共にＡＦ評価値を検出する（ステップＳＢ１０２）。そして、ＡＦ評価値のピークが確認できない、つまりＡＦ評価値が増大傾向から減少傾向に転じたことが確認できず（ステップＳＢ１０３でＮＯ）、かつ予め決められている所定のステップ数分のサーチ範囲内における遠距離側へのフォーカスレンズの移動が未だ終了していなければ（ステップＳＢ１０４がＮＯ）、ステップＳＢ１０１へ戻り、フォーカスレンズの遠距離側への移動、及びＡＦ評価値の検出を繰り返す。

なお、上記処理においては、前述したステップＳＢ１０２で検出したＡＦ評価値を所定回数分だけ作業用メモリに記憶しておき、ステップＳＢ１０３では、直前の複数回分のＡＦ評価値に基づいてピークの確認を試行する。

しかる後、上記処理を繰り返す間にステップＳＢ１０２で検出したＡＦ評価値から、それが増大傾向から減少傾向に転じたことが確認できたら（ステップＳＢ１０３がＹＥＳ）、ＡＦ評価値がピークとなっていた位置にフォーカスレンズを移動し（ステップＳＢ１０８）、ＡＦ処理を完了する。

一方、ステップＳＢ１０１〜ＳＢ１０４の処理を繰り返す間に、ＡＦ評価値のピークが確認できず、かつ遠距離側へのフォーカスレンズの移動が終了していたとき、例えばフォーカス位置が遠距離側の限界位置に達していたときには（ステップＳＢ１０３でＮＯ、ＳＢ１０４がＹＥＳ）、ピント位置を近距離側へ移動させるようにフォーカスレンズを１ステップ分移動させて（ステップＳＢ１０５）、ＡＦ評価値を検出する（ステップＳＢ１０６）。そして、ＡＦ評価値のピークが確認できなければ（ステップＳＢ１０７がＮＯ）、ステップＳＢ１０５へ戻り、フォーカスレンズの近距離側への移動、及びＡＦ評価値の検出を繰り返す。

なお、最初にステップＳＢ１０５でフォーカスレンズを１ステップ分移動させる際には、フォーカスレンズを第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理を開始した時点の位置にいったん戻してから、フォーカスレンズを１ステップ分移動させる。また、ステップＳＢ１０７におけるＡＦ評価値のピークの確認方法は前述したステップＳＢ１０３の場合と同様である。

しかる後、上記処理を繰り返す間にステップＳＢ１０６で検出したＡＦ評価値から、ＡＦ評価値のピークが確認できたら（ステップＳＢ１０７がＹＥＳ）、ＡＦ評価値がピークとなっていた位置にフォーカスレンズを移動し（ステップＳＢ１０８）、ＡＦ処理を完了する。

一方、前述した第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理は、上述した第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理とは逆に、フォーカスレンズを移動させながらピント位置をサーチする際における当初のサーチ範囲を近距離側（被写体が近い側）に設定し、近距離側を優先的にサーチするコントラスト検出方式によるＡＦ処理である。具体的な処理手順は、図示しないが図７に示した処理中におけるフォーカスレンズの移動方向を反転したものである。

そして、以上説明した第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理のいずれかが完了したら、撮影処理（記録用の撮像処理）を行うとともに撮影した画像を外部メモリ１３へ記録する（ステップＳＢ１２）。以後、前述したステップＳＢ１へ戻り上述した処理を繰り返す。なお、図示しないがシャッターキーが半押しされた後、シャッターキーが全押しされる以前に半押し状態が解除された場合には、その時点で直ちにステップＳＢ１へ戻る。

以上のように本実施形態においては、フォーカスロック状態にある間にカメラ本体の動きに起因してピントがずれてしまったとしても、シャッターキーが全押しされた撮影時には、その時点で第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理によってフォーカス位置が制御される。つまり自動的にピントが補正される。

しかも、第１及び第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理においては、フォーカスロック時の被写体距離（Ｌ）と、フォーカスロック中にカメラ本体の３軸方向の移動距離に基づき逐次算出されていた適正な被写体距離（Ｌ'）とに基づきピント位置を優先的にサーチする範囲が遠距離側または近距離側の範囲に設定されることにより、上記ＡＦ処理（ピント補正）が高速に行われる。

したがって、フォーカスロック後にピントがずれてしまった場合であっても、手動操作を必要とすることなく、撮影時におけるピントずれを直ちに補正することができる。

なお、本実施形態では、フォーカスロック中に適正な被写体距離（Ｌ'）を逐次計算するようにしたが、第１の実施形態と同様にシャッターキーが全押しされた時点で算出するようにしてもよい。

また、シャッターキーが全押しされた後には、常に第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理、又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行うようにしたが以下のようにしてもよい。例えばステップＳＢ９の直前で、双方の被写体距離Ｌ，Ｌ'の差が指定の許容範囲内であるか否か、つまり双方の被写体距離Ｌ，Ｌ'がほぼ同じであるか否かを判断し、ほぼ同じであると判断された場合には、第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行うことなく直ちにステップＳＢ１２の撮影・記録処理に進むようにしてもよい。

また、双方の被写体距離Ｌ，Ｌ'の比較結果に応じて第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理、又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理のいずれかを行う、つまりピント位置を優先的にサーチする範囲を遠距離側または近距離側としたＡＦ処理を行うようにしたが、次のようにしてもよい。すなわち、双方の被写体距離Ｌ，Ｌ'の比較結果に応じて行うＡＦ処理をフォーカスレンズのサーチ範囲を遠距離側または近距離側に限定したＡＦ処理とし、適正な被写体距離（Ｌ'）がフォーカスロック時の被写体距離（Ｌ）よりも大である場合には、フォーカスレンズのサーチ範囲を遠距離側に限定したＡＦ処理を行い、適正な被写体距離（Ｌ'）がフォーカスロック時の被写体距離（Ｌ）以下である場合には、フォーカスレンズのサーチ範囲を近距離側に限定したＡＦ処理を行うようにしてもよい。

（実施形態３）
次に第３の実施形態について説明する。本実施形態は、図１の構成を有するデジタルカメラ１において、前記フラッシュメモリ１４に、動画撮影モードが設定されているときＣＰＵ５を本発明のフォーカス制御手段、移動距離取得手段、フォーカス補正手段、距離取得手段、距離演算手段、サーチ範囲決定手段として機能させるとともに図８の処理を行わせるためのフォーカス制御プログラムが記憶されているものである。

以下、ＣＰＵ５の処理内容を図８に従って説明する。動画撮影モードにおいてＣＰＵ５は、ムービースタートキー（シャッターキー）の押下の有無を逐次確認し、ムービースタートキーが押されたら（ステップＳＣ１でＹＥＳ）、コントラスト検出方式による通常のＡＦ処理を開始し（ステップＳＣ２）、ピントが合うまでＡＦ処理を継続する（ステップＳＣ３でＮＯ）。やがてピントが合ったら（ステップＳＣ３でＹＥＳ）、ムービー録画（所定のフレームレートによるフレーム画像の撮像、圧縮、及び記録）を開始する（ステップＳＣ４）。また、その時点で、前述したフォーカス位置−距離テーブル１０１（図２）を参照して、そのときのフォーカス位置に対応する被写体距離Ｌを作業用メモリに記憶する（ステップＳＣ５）。

引き続き、前記加速度センサ１７により３軸方向の加速度を検出するとともに、検出結果に基づきカメラ本体の３軸方向の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）を算出し（ステップＳＣ６）、さらにフレーム毎（所定のフレーム間隔でもよい）の撮像信号からＡＦ評価値を取得する（ステップＳＣ７）。そして、取得したＡＦ評価値に変化がなければ、ステップＳＣ６，ＳＣ７の処理を繰り返す（ステップＳＣ８でＮＯ）。その間、フォーカス位置はステップＳＣ２のＡＦ処理で制御された位置に維持される。つまりフォーカスロック状態が維持される。

ここで、上記ステップＳＣ６において算出する３軸方向の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）は、前述したステップＳＣ２のＡＦ処理（あるいは後述するステップＳＣ１１又はＳＣ１２のＡＦ処理）によるピント合わせが完了した時点を基準としたカメラ本体の移動距離（左又は右方向、上又は下方向、前又は後方向の移動距離）であって、２回目以降の処理においては、前回までの移動距離に今回の移動距離を加減算する計算を行う。また、算出した移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）は作業用メモリに逐次記憶する。

また、前記ステップＳＣ８では、前述したステップＳＣ２のＡＦ処理時（あるいは後述するステップＳＣ１１又はＳＣ１２のＡＦ処理時）におけるピークのＡＦ評価値を作業用メモリに記憶しておき、そのＡＦ評価値とステップＳＣ７で取得したＡＦ評価値とを比較することによってＡＦ評価値の変化の有無を判断する。係る判断に際しては、作業用メモリに記憶してあるＡＦ評価値とステップＳＣ７で取得したＡＦ評価値との差が所定の許容範囲内であれば「変化なし」、許容範囲を超えていれば「変化あり」と判断する。

その後、ムービー録画中にＡＦ評価値が変化した場合には（ステップＳＣ８でＹＥＳ）、まず、作業用メモリに記憶してあるムービー録画開始時の被写体距離（Ｌ）と、３軸方向の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）、すなわちステップＳＣ２（あるいはステップＳＣ１１又はＳＣ１２）のＡＦ処理が終了した時点からの最終的な移動距離に基づき適正な被写体距離（Ｌ'）を算出する（ステップＳＣ９）。しかる後、算出した適正な被写体距離（Ｌ'）が、作業用メモリに記憶してある被写体距離（Ｌ）よりも大であるか否かを判別する（ステップＳＣ１０）。

ここで、係る判別の結果がＹＥＳであって、ムービー録画開始時点よりもカメラ本体が被写体から遠ざかっていると判断できる場合には、第２の実施形態で説明した図７の第１のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行い（ステップＳＣ１１）、また、ステップＳＣ１０の判別結果がＮＯであって、ムービー録画開始時点よりもカメラ本体が被写体に近付いていると判断できる場合には、第２の実施形態で説明した第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行う（ステップＳＣ１２）。

そして、第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理のいずれかが完了したら、ステップＳＣ５へ戻り、いずれかのＡＦ処理によって制御した新たなフォーカス位置に対応する被写体距離（Ｌ）をフォーカス位置−距離テーブル１０１（図２）から取得し、それを作業用メモリに記憶した後、前述したステップＳＣ６以降の処理を繰り返す。

以上のように本実施形態においては、ムービー録画開始時のＡＦ処理や、その後のＡＦ処理によって合わせたピントが録画中にカメラ本体の動きに起因してずれたときには、それがＡＦ評価値の変化によって検出されるとともに、その時点で第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理によってフォーカス位置が制御される。つまり自動的にピントが補正される。

しかも、第１及び第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理においては、録画開始時の被写体距離（Ｌ）と、ムービー録画開始後に後に逐次検出しておいたカメラ本体の３軸方向の移動距離から算出された適正な被写体距離（Ｌ'）とに基づきピント位置のサーチ範囲が遠距離側または近距離側に優先されることにより、上記ＡＦ処理（ピント補正）が高速に行われる。

したがって、ムービー録画中にピントがずれてしまった場合であっても、手動操作を必要とすることなく、撮影時におけるピントずれを直ちに補正することができる。

なお、本実施形態では、前述した適正な被写体距離（Ｌ'）をムービー録画中にＡＦ評価値が変化した時点で算出するようにしたが、それをＡＦ評価値の変化の有無に関係なくムービー録画中に逐次行うようにしてもよい。すなわち前述したステップＳＣ９の処理をステップＳＣ６の直後に行うようにしてもよい。また、その際には、適正な被写体距離（Ｌ'）の算出処理のみをフレームレートとは異なる周期で定期的に行うようにしてもよい。

また、ステップＳＣ６で算出するカメラ本体の移動距離（ΔＬｘ，ΔＬｙ，ΔＬｚ）を前述したように直前のＡＦ処理が終了した時点を基準とした移動距離とするのではなく、常にムービー録画開始時点を基準とした移動距離とし、ムービー録画開始に伴い当初取得した被写体距離（Ｌ）と、前述した適正な被写体距離（Ｌ'）との比較結果に基づき第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行うようにしてもよい。

また、ＡＦ評価値が変化したタイミングでのみ第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行うようにしたが、例えばフレーム毎のように所定時間間隔で上記ＡＦ処理を実行するようにしてもよい。

また、前述したステップＳＣ７では、取得したＡＦ評価値を作業用メモリに記憶しておき、ステップＳＣ８では、ステップＳＣ７において取得していた前回のＡＦ評価値と、ステップＳＣ７において取得した今回のＡＦ評価値とを比較するものとし、双方のＡＦ評価値が変化していた場合に、第１又は第２のサーチ範囲優先ＡＦ処理を行うようにしてもよい。なお、その場合、前回のＡＦ評価値と今回のＡＦ評価値との変化の有無を厳密に判断してもよい。

また、ムービー録画開始時のＡＦ処理時や、その後のＡＦ処理時に取得した被写体距離（Ｌ）と、前述した適正な被写体距離（Ｌ'）との比較結果に応じて、ピント位置を優先的にサーチする範囲を遠距離側または近距離側としたＡＦ処理を行うようにしたが、第２の実施形態で述べたように、双方の被写体距離Ｌ，Ｌ'の比較結果に応じて行うＡＦ処理をフォーカスレンズのサーチ範囲を遠距離側または近距離側に限定したＡＦ処理としてもよい。つまり適正な被写体距離（Ｌ'）が直前のＡＦ処理時における被写体距離（Ｌ）よりも大である場合には、フォーカスレンズのサーチ範囲を遠距離側に限定したＡＦ処理を行い、適正な被写体距離（Ｌ'）が直前のＡＦ処理時における被写体距離（Ｌ）以下である場合には、フォーカスレンズのサーチ範囲を近距離側に限定したＡＦ処理を行うようにしてもよい。

ここで、第１〜第３実施形態においては、光学ズーム機能を備えていないデジタルカメラ１について説明したが、本発明は光学ズーム機能を備えたものにも適用可能である。但し、撮像光学系の構成が、光学ズーム倍率が異なると、被写体距離とフォーカス位置との関係が変化するような構成である場合には、図２に示したフォーカス位置−距離テーブルとは異なり、被写体距離とフォーカス位置との関係を光学ズーム倍率毎に示すデータ構成のフォーカス位置−距離テーブルを使用することとなる。

また、いずれの場合においても、上記のフォーカス位置−距離テーブル（１０１）は必ずしも使用せずともよく、適正な被写体距離（Ｌ'）に応じたフォーカス位置を演算によって取得するようにしても構わない。

また、ここでは本発明を一般的な構成を有するデジタルカメラに適用する場合について説明したが、これに限らず、本発明はオートフォーカス機能を有するものであれば、携帯電話端末等の他の情報機器に内蔵されたデジタルカメラや、デジタルビデオカメラ等の他のカメラ装置にも適用することができる。

本発明に係る各実施形態に共通するデジタルカメラのブロック図である。 フォーカス位置−距離テーブルを示す概念図である。 第１の実施形態における動作を示すフローチャートである。 撮影時における被写体とカメラとの位置関係を示す説明図である。 シャッターキーの半押し時点及び全押し時点の被写体距離と、３軸方向の移動距離と関係を示す説明図である。 第２の実施形態における動作を示すフローチャートである。 第２及び第３の実施形態に共通する、第１のサーチ範囲限定コントラストＡＦ処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態における動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ デジタルカメラ
２ レンズブロック
３ モータブロック
４ モータドライバ
５ ＣＰＵ
６ ＣＣＤ
１０ 画像処理部
１１ ＳＤＲＡＭ
１４ フラッシュメモリ
１６ キー入力部
１７ 加速度センサ
１０１ フォーカス位置−距離テーブル
Ｌ 被写体距離
Ｌ' 適正な被写体距離
ΔＬｘ Ｘ軸方向の移動距離
ΔＬｙ Ｙ軸方向の移動距離
ΔＬｚ Ｚ軸方向の移動距離

Claims (10)

1. 所定の操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御するフォーカス制御手段と、
   このフォーカス制御手段によりフォーカスレンズが合焦位置へ制御された後における装置本体の移動距離を取得する移動距離取得手段と、
   この移動距離取得手段により取得された移動距離に応じてフォーカスレンズの位置を補正するフォーカス補正手段と
   を備えたことを特徴とするカメラ装置。
2. 装置本体の動きを示す動き情報を検出する検出手段を備え、
   前記移動距離取得手段は、前記検出手段により検出された動き情報に基づき装置本体の移動距離を取得する
   ことを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
3. 前記フォーカス制御手段によりフォーカスレンズが合焦位置へ制御された時点の被写体距離を取得する距離取得手段と、
   この距離取得手段により取得された被写体距離を記憶する距離記憶手段と、
   この距離記憶手段に記憶されている被写体距離、及び前記移動距離取得手段により取得された移動距離に基づき適正な被写体距離を演算する距離演算手段と、
   を備え、
   前記フォーカス補正手段は、前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離に基づきフォーカスレンズの位置を補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のカメラ装置。
4. 前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離にある任意の被写体にピントが合う前記フォーカスレンズの位置を取得する合焦位置取得手段を備え、
   前記フォーカス補正手段は、前記合焦位置取得手段により取得された位置へフォーカスレンズを制御する
   ことを特徴とする請求項３記載のカメラ装置。
5. 前記フォーカスレンズの位置と、各位置が合焦位置となる予め既知である被写体距離との対応関係を示すテーブル情報を記憶するテーブル情報記憶手段を備え、
   前記合焦位置取得手段は、前記テーブル情報記憶手段に記憶されているテーブル情報から、前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離に対応する前記フォーカスレンズの位置を取得する
   ことを特徴とする請求項４記載のカメラ装置。
6. 被写体を撮像する撮像手段と、
   前記距離記憶手段に記憶されている被写体距離と前記距離演算手段により演算された適正な被写体距離とを比較し、その比較結果に応じて前記フォーカスレンズのサーチ範囲を決定するサーチ範囲決定手段を備え、
   前記フォーカス補正手段は、前記サーチ範囲決定手段により決定されたサーチ範囲で前記フォーカスレンズを移動させながら前記撮像手段により撮像された被写体画像のコントラスト値が最大となる合焦位置をサーチし、サーチした合焦位置にフォーカスレンズを制御する
   ことを特徴とする請求項３記載のカメラ装置。
7. 前記フォーカス制御手段は、静止画像の撮影指示に先立つフォーカスロック操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御し、
   前記フォーカス補正手段は、静止画像の撮影指示操作に応答しフォーカスレンズの位置を補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のカメラ装置。
8. 前記フォーカス制御手段は、動画像の記録開始操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御し、
   前記フォーカス補正手段は、動画像の記録中において所定の条件を満たす毎にフォーカスレンズの位置を補正する
   ことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載のカメラ装置。
9. 所定の操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御する工程と、
   フォーカスレンズを合焦位置へ制御した後における装置本体の移動距離を取得する工程と、
   取得した移動距離に応じてフォーカスレンズの位置を補正する工程と
   を含むことを特徴とするフォーカス制御方法。
10. カメラ装置が有するコンピュータに、
    所定の操作に応答しフォーカスレンズを合焦位置へ自動制御する手順と、
    フォーカスレンズを合焦位置へ制御した後における装置本体の移動距離を取得する手順と、
    取得した移動距離に応じてフォーカスレンズの位置を補正する手順と
    を実行させることを特徴とするフォーカス制御プログラム。

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