JP2018087864A - 焦点調節装置及び焦点調節装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、適切なオートフォーカス（ＡＦ）エリアを選択してＡＦできる焦点調節装置を提供する。
【解決手段】焦点調節装置１は、複数のＡＦエリアを備え、前記ＡＦエリアについて繰り返しデフォーカス量を検出し、前記デフォーカス量に基づきＡＦエリアを選択して焦点調節を行う焦点調節装置１において、繰り返し検出される複数の前記デフォーカス量の履歴に基づいて動体予測式を算出する動体予測部２１６ａと、前記動体予測式が成立するか否かの第１の判定と、前記動体予測式から求まるフォーカスレンズ１０２１の駆動方向が至近方向であるか無限方向であるかの第２の判定とを行う判定部２１６ｂと、前記第１の判定において前記動体予測式が成立すると判定され、かつ、前記第２の判定において至近方向であると判定された場合に、前記動体予測式に最も近いデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択するＣＰＵ２１６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、焦点調節装置及び焦点調節装置の制御方法に関する。

特許文献１及び特許文献２には、オートフォーカス（ＡＦ）動作中におけるデフォーカス量に基づくＡＦエリア選択に係る技術が提案されている。例えば、特許文献１では、デフォーカス量に基づいて主要被写体の存在するＡＦエリアを検出する技術が開示されており、また、特許文献２では、デフォーカス量の偏差が大きいＡＦエリアが主要被写体の存在しないＡＦエリアとして選択され難くなるようにする技術が開示されている。

しかしながら、特に遠近混在の被写体において、これらの技術では適切にＡＦエリアを選択できるとは限らない。例えば至近側の被写体を撮影したいときに、無限側の背景に対してＡＦしてしまうことも十分に起こり得る。このような中、主要被写体に対して確実にＡＦできる技術には需要がある。

特開２００７−１９９２６１号公報 特開２０１５−０８７７０６号公報

本発明は、適切なオートフォーカス（ＡＦ）エリアを選択してＡＦできる焦点調節装置及び焦点調節装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、焦点調節装置は、複数のＡＦエリアを備え、前記ＡＦエリアについて繰り返しデフォーカス量を検出し、前記デフォーカス量に基づきＡＦエリアを選択して焦点調節を行う焦点調節装置において、繰り返し検出される複数の前記デフォーカス量の履歴に基づいて動体予測式を算出する動体予測部と、前記動体予測式が成立するか否かの第１の判定と、前記動体予測式から求まるフォーカスレンズの駆動方向が至近方向であるか無限方向であるかの第２の判定とを行う判定部と、前記第１の判定において前記動体予測式が成立すると判定され、かつ、前記第２の判定において至近方向であると判定された場合に、前記動体予測式に最も近いデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択する制御部とを備える。

本発明の一態様によれば、焦点調節装置の制御方法は、複数のＡＦエリアを備え、前記ＡＦエリアについて繰り返しデフォーカス量を検出し、前記デフォーカス量に基づきＡＦエリアを選択して焦点調節を行う焦点調節装置において、繰り返し検出される複数の前記デフォーカス量の履歴に基づいて動体予測式を算出することと、前記動体予測式が成立するか否かの第１の判定と、前記動体予測式から求まるフォーカスレンズの駆動方向が至近方向であるか無限方向であるかの第２の判定とを行うことと、前記第１の判定において前記動体予測式が成立すると判定され、かつ、前記第２の判定において至近方向であると判定された場合に、前記動体予測式に最も近いデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択することとを含む。

本発明によれば、適切なオートフォーカス（ＡＦ）エリアを選択してＡＦできる焦点調節装置及び焦点調節装置の制御方法を提供できる。

図１は、一実施形態に係る焦点調節装置１の構成の一例を示すブロック図である。 図２Ａは、一実施形態に係る焦点調節装置制御処理の一例を示すフローチャートである。 図２Ｂは、一実施形態に係る焦点調節装置制御処理の一例を示すフローチャートである。 図３は、一実施形態に係る複数のＡＦエリアの一例を示す模式図である。 図４は、一実施形態に係るオールターゲットの場合における補正量の算出単位の一例を示す模式図である。 図５は、一実施形態に係る第１のエリア選択処理におけるグループターゲットの場合のＡＦ演算実施範囲の一例を示す模式図である。 図６は、一実施形態に係る第１のエリア選択処理におけるグループターゲットの場合のＡＦ演算実施範囲の一例を示す模式図である。 図７は、一実施形態に係る第１のエリア選択処理におけるオールターゲットの場合のＡＦ演算実施範囲の一例を示す模式図である。 図８は、一実施形態に係る第１のエリア選択処理における顔ＡＦの場合の顔検出範囲及びＡＦ演算実施範囲の一例を示す模式図である。 図９は、一実施形態に係る第１のエリア選択処理における顔ＡＦの場合のＡＦ演算実施範囲に含まれるＡＦエリアの選択の優先順位の一例を示す模式図である。 図１０は、一実施形態に係る第２のエリア選択処理における追尾ＡＦ時のＡＦ演算実施範囲の一例を示す模式図である。 図１１は、一実施形態に係る第１のケースにおけるＡＦエリアの選択の一例を示す模式図である。 図１２は、一実施形態に係る第２のケースにおけるＡＦエリアの選択の一例を示す模式図である。 図１３は、一実施形態に係る第３のケースにおけるＡＦエリアの選択の一例を示す模式図である。 図１４は、一実施形態に係るデフォーカス量＝０を狙いとした制御が行われる場合のＡＦエリアに対するデフォーカス量分布と現在のレンズ位置及び真の合焦位置との関係の一例を示す模式図である。 図１５は、一実施形態に係るデフォーカス量＝＋１Ｆδを狙いとした制御が行われる場合のＡＦエリアに対するデフォーカス量分布と現在のレンズ位置及び真の合焦位置との関係の一例を示す模式図である。

［第１の実施形態］
＜焦点調節装置の構成＞
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。本発明の一実施形態に係る焦点調節装置１の構成の一例をブロック図として図１に示す。なお、当該焦点調節装置１は撮像装置の一例であって、また、カメラシステムの一例でもある。なお、図１中において、矢印付き実線はデータの流れを、矢印付き破線は制御信号の流れをそれぞれ示している。

図１に示すように、本実施形態に係る焦点調節装置１は、交換式レンズ１００と、カメラ本体２００とを有する。交換式レンズ１００は、カメラ本体２００に着脱できるように構成されている。交換式レンズ１００とカメラ本体２００とは、交換式レンズ１００がカメラ本体２００に装着されたときに、互いに通信できるように接続される。なお、焦点調節装置１は、必ずしもレンズ交換式のカメラシステムでなくてもよい。例えば、焦点調節装置１は、レンズ一体型のカメラシステムであってもよい。

レンズユニットとしての交換式レンズ１００は、撮影レンズ１０２と、駆動部１０４と、レンズＣＰＵ１０６と、レンズ側記憶部１０８とを備える。

撮影レンズ１０２は、被写体光束をカメラ本体２００の撮像素子２０８に結像させるための光学系である。撮影レンズ１０２は、フォーカスレンズ１０２１と、絞り１０２２とを備える。フォーカスレンズ１０２１は、光軸方向に移動することによって、撮影レンズ１０２の焦点位置を調節できるように構成されている。絞り１０２２は、フォーカスレンズ１０２１の光軸上に配置される。絞り１０２２の口径は可変である。絞り１０２２は、フォーカスレンズ１０２１を通過して撮像素子２０８に入射する被写体光束を調節する。駆動部１０４は、レンズＣＰＵ１０６の出力する制御信号に基づいて、フォーカスレンズ１０２１、絞り１０２２を駆動する。ここで、撮影レンズ１０２は、ズームレンズとして構成されていてもよい。この場合、駆動部１０４はズーム駆動も行う。

レンズＣＰＵ１０６は、レンズ通信部としてのインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１０を介してカメラ本体２００のＣＰＵ２１６との間で通信自在となるように構成されている。レンズＣＰＵ１０６は、フォーカス制御部としての機能を有する。駆動部１０４は、ＣＰＵ２１６の制御に従ってフォーカスの動作を行う。また、レンズＣＰＵ１０６は、Ｉ／Ｆ１１０を介して絞り１０２２の絞り値（Ｆ値）やレンズ側記憶部１０８に記憶されているレンズ情報といった情報をＣＰＵ２１６に送信する。レンズ側記憶部１０８は、交換式レンズ１００に関するレンズ情報を記憶している。レンズ情報は、例えば撮影レンズ１０２の焦点距離の情報や収差の情報を含む。

カメラ本体２００は、メカシャッタ２０２と、駆動部２０４と、操作部２０６と、撮像素子２０８と、撮像制御回路２１０と、アナログ処理部２１２と、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）２１４と、ＣＰＵ２１６と、画像処理部２１８と、画像圧縮展開部２２０と、焦点検出回路２２２と、表示部２２４と、バス２２６と、ＤＲＡＭ２２８と、本体側記憶部２３０と、記録媒体２３２と、追尾回路２３４と、顔検出回路２３６とを備える。

メカシャッタ２０２は、開閉自在に構成され、撮像素子２０８への被写体からの被写体光束の入射時間（撮像素子２０８の露光時間）を調節する。メカシャッタ２０２としては、例えばフォーカルプレーンシャッタが採用される。駆動部２０４は、ＣＰＵ２１６からの制御信号に基づいてメカシャッタ２０２を駆動する。

操作部２０６は、焦点調節指示部２０６ａを備える。焦点調節指示部２０６ａは、例えばレリーズボタンを含み、１ｓｔレリーズ等のユーザによる操作に応じてフォーカシングを開始させる制御信号を出力する。すなわち、焦点調節指示部２０６ａは焦点調節の開始指示を行う。操作部２０６は、電源ボタン、動画ボタン、再生ボタン、メニューボタンといった各種の操作釦及びタッチパネル等の各種の操作部材を含む。この操作部２０６は、各種の操作部材の操作状態を検知し、検知結果を示す信号をＣＰＵ２１６に出力する。

撮像素子２０８は、撮影レンズ１０２の光軸上であって、メカシャッタ２０２の後方で、かつ、撮影レンズ１０２によって被写体光束が結像される位置に配置されている。撮像素子２０８は、画素を構成する受光部（例えばフォトダイオード）が二次元的に配置されて構成されている。撮像素子２０８を構成する受光部は、受光量に応じた電荷を生成する。受光部で発生した電荷は、各受光部に接続されているキャパシタに蓄積される。このキャパシタに蓄積された電荷は、撮像制御回路２１０からの制御信号に従って画素信号として読み出される。ここで、撮像素子２０８は、焦点検出画素を有していてもよい。

撮像制御回路２１０は、撮像素子２０８からの画素信号の読出しの設定に従って撮像素子２０８の露光及び撮像素子２０８からの画素信号の読出しを制御する。

アナログ処理部２１２は、撮像制御回路２１０の制御に従って撮像素子２０８から読み出された画素信号に対して増幅処理等のアナログ処理を行う。ＡＤＣ２１４は、アナログ処理部２１２から出力された画素信号を、デジタル形式の画素データに変換する。なお、以下の説明では、画素データの集まりを画像データと言うことにする。

ＣＰＵ２１６は、本体側記憶部２３０に記憶されているプログラムに従って焦点調節装置１の全体制御を行う制御部である。ＣＰＵ２１６は、動体予測部２１６ａと、判定部２１６ｂと、敏感度設定部２１６ｃとを備える。

動体予測部２１６ａは、繰り返し検出される複数のデフォーカス量の履歴に基づいて動体予測式を算出する。当該履歴は、例えばＤＲＡＭ２２８が記憶している過去の測距結果（デフォーカス量又はフォーカスレンズ１０２１の駆動位置）の履歴を含む。なお、複数の当該デフォーカス量は、例えば後述する焦点検出回路２２２によって繰り返し検出される。

判定部２１６ｂは、動体予測式が成立するか否かの判定（第１の判定）を行う。また、当該動体予測式から求まるフォーカスレンズの駆動方向が至近方向であるか無限方向であるかの判定（第２の判定）をさらに行う。第２の判定は、縦軸をレンズ位置と、横軸を時間としたときの当該動体予測式の傾きが正（駆動方向が至近方向）であるか負（駆動方向が無限方向）であるかとも表現できる。なお、本実施形態における説明では、デフォーカス量が正であるとは、あるピントずれ量があってピントずれ方向が至近方向側であることを表すものとする。ただし、デフォーカス量、動体予測式の傾き等が正であるか負であるかは、例えばレンズ駆動方向の何れを正の方向とするかで変化し得ることは言うまでもない。また、詳細は後述するが、判定部２１６ｂは、検出された複数のデフォーカス量のうち、正のデフォーカス量の絶対値の最小値であって、負のデフォーカス量の絶対値の最小値の所定係数倍よりも小さいデフォーカス量が存在するか、又は、正のデフォーカス量が十分小さいか否かの判定（第３の判定）をさらに行う。

なお、判定部２１６ｂは、後述の通り、算出された動体予測式が、どの程度デフォーカス量の履歴情報に沿っているか等、動体予測式の精度に係る評価を行ってもよい。また、このように評価される動体予測式の精度は、例えば動体予測式の信頼性、動体予測式の確からしさ等と表現することもできる。

敏感度設定部２１６ｃは、焦点調節の敏感度を設定する。例えばユーザは、急加速又は急減速するような、激しく動く被写体にＡＦを追従させたいときに、高い敏感度を設定することになる。当該敏感度は、例えば「高」、「標準」、「低」のような選択され得る区分等、複数の所定値が用意されているものでもよいし、ユーザが任意の値を設定できるようなものでもよい。

画像処理部２１８は、画像データに対して各種の画像処理を施す。例えば画像処理部２１８は、静止画像の記録の際には、静止画記録用の画像処理を施す。同様に、画像処理部２１８は、動画像の記録の際には、動画記録用の画像処理を施す。さらに、画像処理部２１８は、ライブビュー表示時には、表示用の画像処理を施す。

画像圧縮展開部２２０は、画像データの記録時には、画像処理部２１８で生成された画像データ（静止画像データ又は動画像データ）を圧縮する。また、画像データの再生時には、記録媒体２３２に圧縮状態で記録された画像データを伸張する。

焦点検出回路２２２は、フォーカスレンズ１０２１の合焦位置に対するデフォーカス量（ピントずれ方向及びピントずれ量）を算出するためのデフォーカス量演算を行う。撮像素子２０８に焦点検出画素が設けられている場合には、焦点検出画素からの画素データを取得し、取得した画素データに基づき、公知の位相差方式を用いてフォーカスレンズ１０２１の合焦位置に対するデフォーカス量を算出する。そして、焦点検出回路２２２は、当該デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０２１の駆動すべきレンズ位置を算出する。以下では焦点検出回路２２２は、焦点検出画素を用いた位相差方式でデフォーカス量を検出するものであるとして説明をする。しかしながら、焦点検出回路２２２は、焦点検出画素を用いた位相差方式以外の各種の方式でデフォーカス量を検出するものでよい。例えば、焦点検出回路２２２は、焦点検出画素とは別の測距センサから出力される一対の像データからデフォーカス量を検出するものであってもよい。焦点検出回路２２２は、信頼性判定部２２２ａを備える。信頼性判定部２２２ａは、デフォーカス量の検出に関する信頼性、すなわち２像間隔値の信頼性判定を行う。

表示部２２４は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといった表示部であって、例えばカメラ本体２００の背面に配置される。この表示部２２４は、ＣＰＵ２１６の制御に従って画像を表示する。表示部２２４は、ライブビュー表示や記録済み画像の表示等に使用される。

バス２２６は、ＡＤＣ２１４、ＣＰＵ２１６、画像処理部２１８、画像圧縮展開部２２０、焦点検出回路２２２、ＤＲＡＭ２２８、本体側記憶部２３０、記録媒体２３２に接続され、これらのブロックで発生した各種のデータを転送するための転送路として機能する。

ＤＲＡＭ２２８は、電気的に書き換えできるメモリであり、前述した画像データ（画素データ）、記録用の画像データ、表示用の画像データ、ＣＰＵ２１６における処理データといった各種データを一時的に記憶する。なお、一時記憶用としてＳＤＲＡＭが用いられてもよい。本体側記憶部２３０は、ＣＰＵ２１６で使用されるプログラム、カメラ本体２００の調整値等の各種データを記憶している。記録媒体２３２は、カメラ本体２００に内蔵されるか又は装填されるように構成されており、記録用の画像データを所定の形式の画像ファイルとして記録する。なお、ＤＲＡＭ２２８、本体側記憶部２３０及び記録媒体２３２は、それぞれ１つのメモリ等で構成されてもよいし、複数のメモリ等が組み合わされて構成されてもよい。

追尾回路２３４は、動きのある子供やペット等、動く被写体を追尾する。顔検出回路２３６は、被写体に顔が含まれているか否か、顔が含まれている場合は画角内の何れの位置にあるか等を検出する。以下、本実施形態では顔検出回路２３６が検出した顔が含まれる領域を顔検出範囲と記載する。また、顔検出回路２３６は瞳検出回路を備える。瞳検出回路は、例えば顔検出回路２３６の検出した顔検出範囲内で瞳の有無、瞳の位置等を検出する。

なお、レンズＣＰＵ１０６と、ＣＰＵ２１６と、ＣＰＵ２１６の備える各部とは、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）、Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Digital Signal Processor（ＤＳＰ）又はGraphics Processing Unit（ＧＰＵ）等の集積回路等を含む。ＣＰＵ２１６と、ＣＰＵ２１６の備える各部とは、それぞれ１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。これら集積回路等の動作は、例えばレンズ側記憶部１０８、本体側記憶部２３０又は集積回路等がその内部に備える記録領域に記録されたプログラムに従って行われる。

＜焦点調節装置の動作＞
本実施形態に係る焦点調節装置制御処理の一例をフローチャートとして図２Ａ及び図２Ｂに示し、これらを参照して焦点調節装置１の動作について説明をする。

ステップＳ１０１において、ＣＰＵ２１６は、例えば操作部２０６がユーザの操作に応じて出力する操作信号に基づいて、カメラの電源をオンとする。

ステップＳ１０２において、ＣＰＵ２１６は、例えば焦点調節指示部２０６ａがユーザの操作に応じて出力する操作信号に基づいて、１ｓｔレリーズスイッチがオンの状態であるか否かを判定する。１ｓｔレリーズスイッチは、例えばユーザによるレリーズボタンの半押し操作に応答してオンの状態となるスイッチである。焦点調節装置制御処理は、１ｓｔレリーズスイッチがオンの状態であると判定された場合はステップＳ１０４へ進み、判定されなかった場合はステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、ＣＰＵ２１６は、ライブビュー（ＬＶ）表示用の画像データを取り込む。まず、ＣＰＵ２１６は、メカシャッタ２０２を全開状態とするように駆動部２０４の制御信号を切換えさせるとともに、絞り１０２２を駆動するようにレンズＣＰＵ１０６に対して制御信号を出力する。ＣＰＵ２１６は、絞り１０２２が開放され、かつ、メカシャッタ２０２が全開状態となるだけの所定時間の経過後に、撮像素子２０８によるＬＶ表示用の露光動作を開始させる。このＬＶ表示用の露光動作のフレームレートは、例えば６０ｆｐｓである。また、画像処理部２１８は、焦点検出画素からの画素データに対して補正処理を行う。この補正処理により、焦点検出画素からの画素データを撮像画素からの画素データと同様にＬＶ表示に使用することができるようになる。この補正処理の後、画像処理部２１８は、ＬＶ表示用の画像データの生成に必要なその他の処理を行って表示用の画像データを生成する。ＣＰＵ２１６は、画像処理部２１８で生成された表示用の画像データに基づいて表示部２２４にＬＶ画像を表示させる。その後、焦点調節装置制御処理はステップＳ１０２へ戻る。このように、ステップＳ１０３におけるＬＶ表示に係る処理はステップＳ１０２において１ｓｔレリーズスイッチがオンの状態であると判定されるまで繰り返し行われることになる。

ステップＳ１０４において、ＣＰＵ２１６は、オートフォーカス（ＡＦ）用の画像データを取り込む。この際、ＣＰＵ２１６は、撮像素子２０８によるＡＦ用の露光動作を開始する。ＡＦ用の露光動作における露光時間は、ＬＶ表示用の露光動作における露光時間と異ならせてよい。また、ＡＦ用の露光動作においては、画素信号は、焦点検出画素のみから読み出されるものであってよい。

ステップＳ１０５において、信頼性判定部２２２ａは、２像間隔値の信頼性判定を行う。ここで、本実施形態に係る複数のＡＦエリアの一例を模式図として図３に示し、これを参照して本実施形態に係る２像間隔値の信頼性判定について説明する。なお、本実施形態では、図３に示すように、ＡＦエリアＡ１が縦と横とにそれぞれ１１点ずつ配置され、全ＡＦエリアＡ０が１２１点のＡＦエリアから成る場合を例として説明する。本実施形態に係る信頼性判定は、例えば全ＡＦエリアＡ０に含まれる各々のＡＦエリアにおいて行われる。また、焦点検出画素の配置の仕方によっては、１つのＡＦエリアについて縦方向と横方向の２つの位相差検出方向のそれぞれで２像間隔値を得ることができる。この場合、本実施形態に係る信頼性判定は、１２１点の各々のＡＦエリアにおいて縦方向と横方向とに対して行われる。本実施形態に係る信頼性判定では、焦点検出画素出力のコントラスト量が十分にあるか否か、相関演算結果における極小値が十分に小さいか否か、相関演算結果における極小値と当該極小値をとる位置の両隣の位置における相関演算結果のうち大きい方の相関演算結果の値との傾きＦＳが十分であるか否か（Ｖ字にエッジが立っているか否か）が判定される。本実施形態に係る焦点調節装置制御処理におけるステップＳ１０５以降の処理は、信頼性判定が行われた結果、上述した３つの判定条件が全て満たされていると判定されたＡＦエリアに対してのみ実施されるものとする。なお、ここでの記載は、上述した３つの条件の全てが満たされないＡＦエリアに対して以降の処理が行われることを除外するものではない。また、信頼性判定の閾値は、エリア選択時の値と単なる合焦判断用の値とを分けて設定することもある。エリア選択時は、閾値を厳しく設定することで安定したエリア選択を実施し、合焦判断実施時などは、精度が確保できるぎりぎりのレベルの閾値とする。

ただし、信頼性判定における判定条件は上述した３つの条件に限定されず、他の条件が加わったり、３つの条件のうち何れかの条件が省かれたりし得る。また、各々のＡＦエリアが諸条件を満たすか否かの判定は、当該諸条件をどの程度満たしているかの程度を数値として算出し、当該数値に基づいて信頼性を評価する形態であってもよい。

再び図２Ａ及び図２Ｂを参照して、焦点調節装置１の動作について説明を続ける。ステップＳ１０６において、焦点検出回路２２２は、焦点検出画素から取得された画素データを用いた公知の位相差方式によってフォーカスレンズ１０２１の合焦位置に対するデフォーカス量（ピントずれ方向及びピントずれ量）を算出する。本ステップでは、各々のＡＦエリアの２像間隔値（最少となる相関演算結果を示す像ずれ量）に対してＡＦエリア毎に異なる感度値を乗算して、デフォーカス量を例えばｍｍ単位の値として算出する。また、ＡＦエリア毎に異なる補正量である、撮影レンズのコントラストベストずれ補正量（概ね撮影レンズの周波数ずれ量）をデフォーカス量に加算する。当該補正量は光学補正量とも表現できる。なお、当該光学補正量は、例えば本体側記憶部２３０に記憶される。また、本ステップでは、焦点検出回路２２２は、動体予測を行うために、当該デフォーカス量をフォーカスレンズ位置（レンズパルス位置）に変換する処理をさらに行う。本実施形態に係る焦点検出回路２２２は、当該変換において、現在のレンズ位置に対するデフォーカス量毎の近似式を用いて、デフォーカス量をパルス位置に変換する。当該近似式は、例えば、交換レンズ毎に決まる３次式等である。このとき、合焦レンズ位置である合焦パルス位置は、合焦パルス位置＝現在のレンズ位置（レンズパルス位置）＋ａ×デフォーカス量の３乗＋ｂ×デフォーカス量の２乗＋ｃ×デフォーカス量、と表される式によって算出される。なお、式中のａと、ｂと、ｃとの各々の係数は、撮影レンズのズーム値、現在のレンズ位置によって撮影レンズ毎に一意に決まる値である。

なお、補正量の加算に係る演算時間を減らしたい場合は、焦点検出回路２２２は、例えば以下のように処理を行う。例えばＡＦエリア設定が１２１点中の５点、９点等を用いるグループターゲットである場合には、当該グループに含まれる１点のＡＦエリアにおける補正量のみを算出し、当該グループに含まれるＡＦエリアに対して、すべて同一の当該補正量を仮の補正量として適用する。

また、例えばＡＦエリア設定が１２１点のＡＦエリアすべてを用いるオールターゲットである場合には、上述したグループターゲットの場合と同様に、まとまった領域毎に同一の補正量を仮の補正量として適用する。オールターゲットの場合における補正量の算出単位の一例を模式図として図４に示す。例えば図４中に太枠線で示すような複数のＡＦエリアＡ１から成る補正量演算実施範囲Ａ２毎に補正量の計算が行われる。なお、補正量演算実施範囲Ａ２は、例えば中央は３×３の９点、中央の上下は３×２の６点、中央の左右は２×３の６点、その他は２×２の４点の複数のＡＦエリアを含む。このとき、例えば補正量演算実施範囲Ａ２に含まれるＡＦエリアの補正量は、補正量演算実施範囲Ａ２に含まれるＡＦエリアＡ３における補正量が仮の補正量として適用されることになる。当該ＡＦエリアＡ３として、例えば図４中においてハッチングが付されて示されているＡＦエリアＡ１が選択される。当該ＡＦエリアＡ３は、例えば図４中に示すように、各々の補正量演算実施範囲Ａ２に含まれるＡＦエリアＡ１のうち、撮像素子２０８の中央に最も近い位置に配置されているが、これに限定されない。当該ＡＦエリアＡ３として、各々の補正量演算実施範囲Ａ２に含まれるＡＦエリアＡ１のうち、何れのＡＦエリアＡ１が選択されてもよい。

したがって、補正量の演算は、１２１回×２方向分ではなく、２５×２方向分の算出時間で済ますことが出来る。そして、レンズ駆動を行うための最終的なデフォーカス量を算出するときには、焦点検出回路２２２は、後述するエリア選択処理にて選択したＡＦエリアに対して、最終的に、正しい補正量を算出すればよい。

ステップＳ１０７において、ＣＰＵ２１６は、第１のエリア選択処理を行う。第１のエリア選択処理の詳細は後述するが、当該処理においては、ステップＳ１０６で算出されたデフォーカス量の値に基づいて最至近のデフォーカス量を示すＡＦエリアが選択される。また、第１のエリア選択処理は、１ｓｔレリーズが押下された後、一旦合焦判断が行われるまでの間に実施されることになる。

ステップＳ１０８において、ＣＰＵ２１６は、フォーカスレンズ１０２１が合焦状態であるか否かを判定する。当該判定は、例えばデフォーカス量が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定することによって行われる。当該判定の詳細は後述する。焦点調節装置制御処理は、フォーカスレンズ１０２１が合焦状態であると判定されていない場合はステップＳ１０９に進み、フォーカスレンズ１０２１が合焦状態であると判定された場合はステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１０９において、ＣＰＵ２１６は、フォーカスレンズ位置（レンズパルス位置）に応じてフォーカスレンズ１０２１が駆動されるよう、レンズＣＰＵ１０６に対して制御信号を出力する。当該レンズパルス位置は、例えばステップＳ１０６においてデフォーカス量に基づいて焦点検出回路２２２が算出した合焦パルス位置である。レンズＣＰＵ１０６は、当該制御信号を取得して、駆動部１０４を介してフォーカスレンズ１０２１を駆動する。その後、焦点調節装置制御処理は、ステップＳ１０２へ戻る。

ステップＳ１１０において、ＣＰＵ２１６は、ステップＳ１０４における処理と同様にして、ＡＦ及びＬＶ用の露光動作を開始し、また、画素信号を読み出す。ステップＳ１１１において、信頼性判定部２２２ａは、ステップＳ１０５における処理と同様にして、２像間隔値の信頼性判定を行う。

ステップＳ１１２において、焦点検出回路２２２は、ステップＳ１０６における処理と同様にして、デフォーカス量を算出する。また、焦点検出回路２２２は、当該デフォーカス量をフォーカスレンズ位置（合焦パルス位置）に変換する処理をさらに行う。

ステップＳ１１３において、ＣＰＵ２１６は、第２のエリア選択処理を行う。第２のエリア選択処理の詳細は後述するが、当該処理は、一旦主要被写体にピントが合った後（つまり１ｓｔレリーズ保持中）に実施されることになる。

ステップＳ１１４において、ＣＰＵ２１６は、動体予測演算に用いられる履歴情報を例えばＤＲＡＭ２２８へ記憶させる処理を行う。当該履歴情報は、例えば第２のエリア選択処理において選択されたＡＦエリアに対応するデフォーカス量に基づくレンズパルス位置を含む。

ステップＳ１１５において、動体予測部２１６ａは、動体予測演算を開始する。動体予測演算は、過去の測距結果（フォーカスレンズ１０２１の駆動位置）の履歴から今回のフォーカスレンズ１０２１の駆動すべき位置を予測する処理である。

ステップＳ１１６において、ＣＰＵ２１６は、２ｎｄレリーズスイッチがオンされているか否かを判定する。２ｎｄレリーズスイッチは、例えばユーザによるレリーズボタンの全押し操作に応答してオンするスイッチである。焦点調節装置制御処理は、２ｎｄレリーズスイッチがオンされていないと判定された場合はステップＳ１１７へ進み、２ｎｄレリーズスイッチがオンされていると判定されたときには、処理はステップＳ１１８へ進む。

ステップＳ１１７において、ＣＰＵ２１６は、ステップＳ１０８と同様にして、フォーカスレンズ１０２１が合焦状態であるか否かを判定する。当該判定の詳細は後述する。焦点調節装置制御処理は、フォーカスレンズ１０２１が合焦状態であると判定されていない場合はステップＳ１１８に進み、フォーカスレンズ１０２１が合焦状態であると判定された場合はステップＳ１１０へ戻る。

ステップＳ１１８において、ＣＰＵ２１６は、ステップＳ１０９と同様にして、フォーカスレンズを駆動させる。その後、焦点調節装置制御処理は、ステップＳ１１０へ戻る。

ステップＳ１１９において、ＣＰＵ２１６は、静止画連写撮影の本露光を行うために、メカシャッタ２０２の動作を開始させる。このメカシャッタ２０２の動作は、本露光の前後のメカシャッタ２０２の開閉動作と、本露光の後でライブビュー用及びＡＦ用の露光動作を開始するためのメカシャッタ２０２の全開動作とを含む。ＣＰＵ２１６は、まず、メカシャッタ２０２を全閉状態とするように駆動部２０４の制御信号を切り替える。そして、ステップＳ１２１で本露光を行った後に、ＣＰＵ２１６は、メカシャッタ２０２を全開状態とするように駆動部２０４を制御する。

ステップＳ１２０において、ＣＰＵ２１６は、レンズＣＰＵ１０６に対してフォーカスレンズ１０２１及び絞り１０２２を同時駆動させるように指示して動作を開始させる。ここで、本ステップにおいては、Automatic Exposure（ＡＥ）用の露光量演算等で予め決定された静止画連写撮影に必要な開口量まで絞り１０２２を絞り込む駆動を行うように指示が行われる。

ステップＳ１２１において、ＣＰＵ２１６は、本露光を開始させる。本露光は、記録用の画像データを取得するための露光動作である。本露光において、ＣＰＵ２１６は、予め決定された静止画連写撮影に必要な露光期間だけメカシャッタ２０２を開閉させるように駆動部２０４を制御する。そして、ＣＰＵ２１６は、露光期間中に撮像素子２０８の撮像動作を開始する。露光期間の終了後、撮像制御回路２１０は、撮像素子２０８の各画素からの画素信号を読み出す。画素信号の読出し後、画像処理部２１８は、焦点検出画素の画素出力の補正及びその他の記録用の画像データを生成するための処理を行う。画像処理の完了後に画像圧縮展開部２２０は、記録用画像データを圧縮する。圧縮の完了後、ＣＰＵ２１６は、圧縮された記録用画像データを画像ファイルとして記録媒体２３２に記録する。

ステップＳ１２２において、ＣＰＵ２１６は、レンズＣＰＵ１０６に対して絞り１０２２を駆動させるように指示する。ここで、本ステップにおいては、ライブビュー用の露光及びＡＦ用の露光に必要な開口量（例えば開放絞り）まで絞り１０２２を開放する駆動を行うように指示が行われる。なお、本ステップの処理は、ステップＳ１２１の本露光後の画素信号の読出しと並列に行われてもよい。このような並列処理により、本露光の間のライブビュー画像の表示時間を延ばすことができる。

ステップＳ１２３において、ＣＰＵ２１６は、ステップＳ１０４と同様にして、１ｓｔレリーズスイッチがオンの状態であるか否かを判定する。焦点調節装置制御処理は、１ｓｔレリーズの状態であると判定された場合はステップＳ１１０へ戻り、判定されなかった場合はステップＳ１２４へ進む。

ステップＳ１２４において、ＣＰＵ２１６は、カメラ本体２００の電源をオフするか否かを判定する。例えば、ユーザの操作部２０６の操作によって電源のオフが指示された場合又は所定時間のユーザの操作部２０６の操作がない場合には電源をオフすると判定される。焦点調節装置制御処理は、カメラ本体２００の電源をオフしないと判定された場合はステップＳ１０２へ戻り、電源をオフすると判定された場合は終了する。

＜第１のエリア選択処理＞
ここで、ステップＳ１０７における第１のエリア選択処理について、より詳細に説明をする。第１のエリア選択処理では、ステップＳ１０２において１ｓｔレリーズスイッチが押下されたと判定された場合のように、焦点調節指示部２０６ａから焦点調節の開始指示がなされてから、ステップＳ１０８において一旦合焦状態か否かの判定（合焦判断）がなされるまでの間に実施される。第１のエリア選択処理では、複数の前記デフォーカス量のうち正のデフォーカス量の最大値（最至近）を示すＡＦエリアが選択される。

（シングルターゲットの場合）
シングルターゲットの場合には、例えばユーザによって指定された１つのＡＦエリア内の縦方向と横方向とにおける位相差検出及び２像間隔値の信頼性判定の結果、信頼性を有すると判定された位相差検出方向のうち、デフォーカス量の最大値を示す位相差検出方向が選択され、当該位相差検出方向の示すデフォーカス量が採用される。なお、当該位相差検出演算が行われるＡＦエリアをＡＦ演算実施範囲と称してもよい。

（グループターゲットの場合）
グループターゲットの場合には、例えばユーザによって指定されたグループ５点、グループ９点等の複数のＡＦエリアを含む領域でデフォーカス量が算出される。本実施形態に係る第１のエリア選択処理におけるグループターゲットの場合のＡＦ演算実施範囲の一例を図５及び図６にそれぞれ示す。なお、グループ５点のＡＦ演算実施範囲Ａ４と、グループ９点のＡＦ演算実施範囲Ａ５とは、それぞれ図５又は図６中において、それぞれ十字形又は矩形の太枠線で囲まれて示されている領域である。これらグループターゲットの場合には、グループに属するＡＦエリアのうち、かつ、信頼性を有すると判定されたＡＦエリアのうち、デフォーカス量の最大値を示すＡＦエリアが選択され、当該ＡＦエリアの示すデフォーカス量が採用される。

なお、エリア選択は、デフォーカス量の最大値を示すＡＦエリアが選択された後に、シングルターゲットの場合と同様にして、デフォーカス量の最大値を示す位相差検出方向がさらに選択されて、当該位相差検出方向が示すデフォーカス量が採用されるものであってもよい。また、エリア選択は、グループに属するＡＦエリアに含まれる位相差検出方向のうち、かつ、信頼性を有すると判定された位相差検出方向のうち、デフォーカス量の最大値を示す位相差検出方向が選択され、当該位相差検出方向の示すデフォーカス量が採用されるものであってもよい。

（オールターゲットの場合）
オールターゲットの場合には、中央優先の正のデフォーカス量を示すＡＦエリアが選択される。本実施形態に係る第１のエリア選択処理におけるオールターゲットの場合において優先的に選択されるＡＦエリア（優先演算範囲）の一例を図７に示す。図７中において太線枠で囲まれている中央２５点のＡＦエリア（第１の優先演算範囲Ａ６）が最優先で選択される。続いて、図７中において太線枠で囲まれている中央４９点のＡＦエリア（第２の優先演算範囲Ａ７）が選択される。なお、オールターゲットの場合におけるＡＦ演算実施範囲は１２１点の全ＡＦエリアＡ０であり、第１の優先演算範囲Ａ６及び第２の優先演算範囲Ａ７は当該ＡＦ演算実施範囲に含まれる。

まず、図７に示すような１２１点の全ＡＦエリア０（ＡＦ演算実施範囲）のうちの中央２５点のＡＦエリア（第１の優先演算範囲Ａ６）が考慮される。第１の優先演算範囲Ａ６のうち、信頼性を有すると判定されたＡＦエリアが存在する場合には、その中から正のデフォーカス量を示すＡＦエリアのデフォーカス量が採用される。

一方で、第１の優先演算範囲Ａ６のうち、信頼性を有すると判定されたＡＦエリアが存在しない場合には、図７に示すような中央４９点のＡＦエリア（第２の優先演算範囲Ａ７）が考慮される。第２の優先演算範囲Ａ７のうち、信頼性を有すると判定されたＡＦエリアが存在する場合には、その中から最至近のデフォーカス量を示すＡＦエリアのデフォーカス量が採用される。

また、第１の優先演算範囲Ａ６又は第２の優先演算範囲Ａ７の何れの領域にも、信頼性を有すると判定されたＡＦエリアが存在しない場合もあり得る。このようなときには、１２１点の全ＡＦエリア０（ＡＦ演算実施範囲）内で信頼性を有すると判定されたＡＦエリアのうち、最至近のデフォーカス量を示すＡＦエリアのデフォーカス量が採用されることになる。

なお、エリア選択は、オールターゲットの場合もグループターゲットの場合と同様に、位相差検出方向の示すデフォーカス量について選択されるものであってもよい。

（追尾ＡＦの場合）
追尾ＡＦの場合には、まずは、上述したシングルターゲット、グループターゲット、又はオールターゲットのＡＦエリア設定に基づいて、ＡＦエリアが選択されてデフォーカス量が取得される。ただし、追尾ＡＦの場合には、ＡＦエリアは、被写体の動き（追尾結果）に基づいて随時更新されていくことになる。

（顔ＡＦの場合）
本実施形態に係る第１のエリア選択処理における顔ＡＦの場合の顔検出範囲及びＡＦ演算実施範囲の一例を図８に示す。顔ＡＦの場合には、顔Ｆ０が存在する範囲である顔検出範囲Ａ８に基づいてＡＦ演算実施範囲Ａ９が決定される。そして、当該ＡＦ演算実施範囲Ａ９内の信頼性を有すると判定されたＡＦエリアのうち、瞳の位置（瞳位置Ｆ１又は瞳位置Ｆ２）に最も近いＡＦエリアが優先して選択されることになる。なお、瞳位置近傍のＡＦエリアが信頼性を有していない場合には、顔中心のＡＦエリアが優先して選択されることになる。

ここで、図８に示す場合におけるＡＦ演算実施範囲Ａ９に含まれるＡＦエリアの選択の優先順位を図９に示す。図９中に示されている数字はＡＦ演算実施範囲Ａ９に含まれる各々のＡＦエリアが選択される優先順位を表しており、数字が小さいほど優先順位が高いことを示している。

本実施形態に係る顔ＡＦの場合には、瞳の位置（瞳位置Ｆ１又は瞳位置Ｆ２）に最も近いＡＦエリアが優先して選択されることになるため、図９中の１又は２の箇所のＡＦエリアが選択されることになる。ここで、１及び２の箇所のＡＦエリアの何れも信頼性を有すると判定された場合には、これらのうち、より信頼性の高いＡＦエリアが選択される。

一方で、ここで、１及び２の箇所のＡＦエリアの何れも信頼性を有していないと判定された場合には、信頼性を有しているＡＦエリアのうち、図９中の優先順位が最も高いＡＦエリアが優先的に選択されることになる。このように、第１のエリア選択処理における顔ＡＦでは、焦点検出回路２２２が各々のＡＦエリアにおいて繰り返し検出する複数のデフォーカス量のうち、顔検出範囲内の瞳の位置に対応するＡＦエリア又は信頼性の高いと判定されたＡＦエリアが選択されることになる。

なお、本実施形態では、顔検出範囲Ａ８が４×４点のＡＦエリアである場合について説明をしたが、これに限定されない。顔検出範囲Ａ８は、顔Ｆ０のサイズによって３×３点、５×５点のＡＦエリアを含み得る。また、ＡＦ演算実施範囲Ａ９は、当該顔検出範囲Ａ８のサイズによって変化し得る。

なお、ＣＰＵ２１６は、焦点調節指示部２０６ａから焦点調節の開始指示がなされてから一旦合焦判断がなされるまでの間に第１のエリア選択処理を実施すると説明したが、これに限定されない。例えば、ＣＰＵ２１６は、１ｓｔレリーズスイッチがオンの状態であると判定されるまで繰り返し行われるＬＶ表示用の露光動作を行う際に第１のエリア選択処理と同様の処理を行ってもよい。すなわち、焦点調節指示部２０６ａから焦点調節の開始の指示がなされるまで、焦点検出回路２２２が各々のＡＦエリアにおいて繰り返し検出する複数のデフォーカス量のうち、最至近を示すＡＦエリアが選択される処理が行われてもよい。また、例えば顔ＡＦにおいても、焦点調節指示部２０６ａから焦点調節の開始の指示がなされるまで、当該複数のデフォーカス量のうち、顔検出範囲内の瞳の位置に対応するＡＦエリア又は信頼性の高いと判定されたＡＦエリアが選択される処理が行われてもよい。

＜第２のエリア選択処理＞
ここで、ステップＳ１１３における第２のエリア選択処理について説明をする。第２のエリア選択処理では、一旦主要被写体にピントが合った後（つまり１ｓｔレリーズ保持中）に実施され、以下のようにしてＡＦエリアが選択される。

１ｓｔレリーズ保持中には主要被写体を捉え続ける必要がある。このような、主要被写体にピントを合わせた状態のときは、主要被写体が移動しない限り、デフォーカス量はゼロの値が正しいことになる。また、露光時間の短さを考慮すると、主要被写体が移動する場合には、通常は当該主要被写体が等速で、かつ、短距離を移動するとみなせるため、動体予測式に則っているデフォーカス量を示すＡＦエリアが正しいデフォーカス量を示すと言える。

ここで、第２のエリア選択処理において、デフォーカス量を算出するＡＦ演算実施範囲について説明をする。シングルターゲットの場合は、選択されたＡＦエリア（ＡＦ演算実施範囲）における縦方向と横方向との各々についてデフォーカス量が算出される。グループ５点やグループ９点等のグループターゲットの場合は、選択されたグループターゲット（ＡＦ演算実施範囲）内における縦方向と横方向との各々についてデフォーカス量が算出される。オールターゲット（１２１点）の場合は、前回選択されたＡＦエリアを中心として、例えば５×５点のＡＦ演算実施範囲内についてデフォーカス量が算出される。追尾ＡＦ時のＡＦ演算実施範囲の一例を模式図として図１０に示し、これを参照して説明する。追尾ＡＦ時には、追尾座標Ｃ０を中心に、例えば図１０に示すように３×３点のＡＦ演算実施範囲内のデフォーカス量が算出され、当該デフォーカス量に基づいてＡＦエリアが選択される。顔ＡＦ時は、顔検出回路が検出する顔が存在する範囲（顔検出範囲）内のデフォーカス量が算出され、当該デフォーカス量に基づいてＡＦエリアが選択される。なお、第２のエリア選択処理における顔ＡＦ時には、第１のエリア選択処理とは異なり、顔ＡＦ特有の処理は行われないものとする。第２のエリア選択処理における顔ＡＦ時には、例えば上述したグループターゲットの場合のように、顔検出範囲内における縦方向と横方向との各々についてデフォーカス量が算出される。なお、この記載は、第２のエリア選択処理において、顔ＡＦ特有の処理が行われることを除外するものではない。

まず、本実施形態に係る第２のエリア選択処理において、判定部２１６ｂは、動体予測式が成立するか否かの判定（第１の判定）を行う。ここで、動体予測式が成立する条件とは、以下の２つの条件（第１の条件及び第２の条件）がともに成立する場合を言う。第１の条件は、デフォーカス量に係る履歴情報が一定ポイント数以上存在すること（例えば、現在時刻から過去１秒以内の履歴情報が５ポイント以上等）である。第２の条件は、第１の条件が満たされた状態で、算出した一次予測式との乖離量が一定量（例えば１０Ｆδ）以下に収まっているポイント数が、５ポイント以上あることである。なお、動体予測式としては、図２Ａ及び図２Ｂのフローチャートを参照して説明した通り、１つ前までの測距結果に基づいて算出した予測式の結果が使用される。なお、Ｆδとの記載において、Ｆは、ＦＮＯ（Ｆ値、絞り値ともいう）を示し、δは許容錯乱円を示し、一般的に、Ｆδは許容深度を示すものである。また、Ｆδを１Ｆδと記す場合もある。

次に、判定部２１６ｂは、当該動体予測式から求まるフォーカスレンズ１０２１の駆動方向が至近方向であるか無限方向であるかの判定（第２の判定）を行う。なお、本実施形態における説明では、フォーカスレンズ１０２１が無限側から至近側へ向かって駆動される方向（至近方向）を正とし、また、ピントずれ方向が至近側である場合をデフォーカス量が正である場合としている。このとき、被写体が無限側から至近側に向かっていれば、縦軸をレンズパルス位置、横軸を時間としたときの動体予測式の傾きは正となる。もちろん、何れを正とするかによって、他の値の正負、動体予測式の傾き等が変わり得ることは言うまでもない。

本実施形態に係る第２のエリア選択処理では、第１の判定において動体予測式が成立すると判定され、かつ、第２の判定において当該動体予測式が正の傾きを有すると判定された場合（以下、第１のケースという。）には、当該動体予測式に最も近いデフォーカス量を示すＡＦエリアが選択されることになる。上述したように、第１のケースは例えば無限側から至近側に向かってレンズ駆動が為されている場合である。なお、第１のケースでは、当該動体予測式の傾きがゼロである場合を含んでいてもよい。

第１のケースにおけるＡＦエリアの選択の一例について模式図として図１１に示し、これを参照してより具体的に説明をする。図１１中のグラフにおいて、縦軸がＳ１１２における処理で算出されるレンズパルス位置を、横軸が時間を、それぞれ示している。図１１中のグラフにおいて、塗りつぶされた丸で示されたプロットは例えば時間δｔ毎の各タイミングで算出されたレンズパルス位置を、実線は当該レンズパルス位置の履歴に基づいて算出された動体予測式Ｅｑ１を、それぞれ示している。当該履歴は、例えばタイミング０からタイミングｎ−１までに取得されたレンズパルス位置を含む。また、図１１中のグラフに示された複数の塗りつぶされていない丸（二重丸ｐｎを含む）のプロットは、今回の第２のエリア選択処理が行われるタイミングｎにおいて、信頼性を有すると判定された複数のＡＦエリアで取得された各々のデフォーカス量に基づいて算出された各々のレンズパルス位置を示している。

第１のケースでは、これら複数のレンズパルス位置のうち、動体予測式Ｅｑ１に最も近い図１１中で二重丸ｐｎによって示されているレンズパルス位置が選択される。したがって、第１のケースでは、複数のＡＦエリアのうち、当該レンズパルス位置の算出に用いられたデフォーカス量を示すＡＦエリアが選択されることになる。なお、第１のケースでは、デフォーカス量の正負は問わない。

次に、第１のケースに該当しない場合について説明する。ここでは、第１のケースに該当しない場合のうち、動体予測式は成立して（第１の判定は満たされて）いるが、動体予測式の傾きが負である（第２の判定でフォーカスレンズの駆動方向が無限方向と判定された）場合を例として説明する。以下、このような場合を第２のケースという。第２のケースは例えば至近側から無限側に向かってレンズ駆動が為されている場合である。そのため、例えば第２のケースでは、主要被写体と比べて無限側にある背景にピントを合わせんとするデフォーカス量を算出したＡＦエリアが選択されないようにして、ＡＦエリアの選択が行われる。なお、第１のケースに該当しない場合のうち、動体予測式が成立しない（第１の判定が満たされていない）場合も、以下で説明する第２のケースで行われるＡＦエリア選択に係る処理と同様の処理が行われる。なお、第１の判定について説明した際に上述したとおり、動体予測式が成立しない場合には、当該動体予測式の精度が低い（確からしさが不十分な）場合も含まれる。

第２のケースにおけるＡＦエリアの選択の一例について模式図として図１２に示し、これを参照してより具体的に説明をする。図１２中のグラフの縦軸及び横軸の各々が示す事項と、各々のプロットの種別が示す事項と、破線が示す事項とは図１１中のグラフと同様である。また、図１２中の実線は当該レンズパルス位置の履歴に基づいて算出された動体予測式Ｅｑ２を示している。なお、図１２中のグラフの縦軸とデフォーカス量を示す軸とは同一平面上に記載されているが、互いに別次元の軸である。

第２のケースでは、図１２中のグラフに示すように、動体予測式Ｅｑ２は成立しているが、当該動体予測式Ｅｑ２の傾きは負である。第２のケースでは、図１２中のグラフで、タイミングｎの位置に塗りつぶされていない丸のプロットで示されている複数の合焦パルス位置の算出に用いられた各々のデフォーカス量を示すＡＦエリアのうち、以下の２つの判定（第３の判定、第４の判定）のうち何れかの判定を満たすデフォーカス量を示すＡＦエリアが選択される。第２のケースでは判定部２１６ｂは、信頼性を有すると判定されたＡＦエリアの示すデフォーカス量について、（正の値を有するデフォーカス量の絶対値のうち最小値）≦（負の値を有するデフォーカス量の絶対値のうち最小値）×定数、の関係を満たす正の値を有するデフォーカス量が存在するか否かの判定（第３の判定）を行う。また、第２のケースでは判定部２１６ｂは、顔ＡＦではなく敏感度設定部２１６ｃにより設定される敏感度が所定値より高い設定である場合か否かの判定（第４の判定）を行う。ＣＰＵ２１６は、第３の判定又は第４の判定が満たされると判定された場合には、正のデフォーカス量の最小値を示すＡＦエリアを選択する。ここで、敏感度設定はユーザが設定できるパラメータである。敏感度設定のための表示、操作画面等は、例えばカメラシステムの通常メニュー画面内に存在する。なお、例えばデフォーカス量＝０を示すＡＦエリアが存在する場合には、当該デフォーカス量は第３の判定を満たすと言える。このように、第２のケースに該当する場合には正のデフォーカス量が優先的に採用されることになる。

さらに、第１のケース及び第２のケースに該当しない場合、例えば動体予測式が成立せず、正の値を有するデフォーカス量の値が大きい場合（以下、第３のケースという。）を説明する。第３のケースにおけるＡＦエリアの選択の一例について模式図として図１３に示し、これを参照してより具体的に説明をする。図１３中のグラフの縦軸、横軸及びデフォーカス量を示す軸の各々が示す事項と、各々のプロットの種別が示す事項とは図１２中の記載と同様である。このような第３のケースでは、負のデフォーカス量の絶対値の最小値を示すＡＦエリアが選択されることになる。

本実施形態に係る第２のエリア選択では、第１のケース、第２のケース及び第３のケースの順に各々の場合を満たすデフォーカス量が存在するか否かが判定され、正の値を有するデフォーカス量が採用されやすくなっている。このように、正の値を有するデフォーカス量が採用されやすくしている理由は、例えば遠近混在被写体において被写体よりも遠方に存在することの多い背景にピントを合わせてしまわない様にするためである。したがって、正のデフォーカス量が採用されやすくする観点から行う上述した判定の順序等の変更は、本技術と同様の趣旨であり、同様の効果が得られ得ることは言うまでもない。

また、第２のケースにおいて上述した定数は、１０倍程度とする。このようにする理由は、極端に大きな正のデフォーカス量でなければ、なるべく正のデフォーカス量を採用するためである。また、第２のケースで記述した「敏感度＝高」の状態は、被写体に敏感に追従するように設定された状態を指し、例えば急加速する被写体等にも追従することを狙っている状態である。当該敏感度設定は、特に、遠方から手前へと近づいてくる被写体に追従しやすい様に、正のデフォーカス量の値そのものが大きくても積極的に採用することを目的として考慮されている。

＜合焦状態（合焦範囲内）か否かの判定＞
ここで、ステップＳ１０８又はステップＳ１１７における合焦状態（合焦範囲内）か否かの判定について、より詳細に説明をする。まず、本実施形態に係る焦点調節装置１が要求される状況の一例について、デフォーカス量＝０を狙いとした制御が行われる場合のＡＦエリアに対するデフォーカス量分布と現在のレンズ位置及び真の合焦位置との関係の一例を模式図として図１４に示し、これを参照して説明を行う。なお、上述したように、顔ＡＦ時は、最至近優先ではなく顔中心優先としたＡＦエリア選択が行われる。また、以下の説明では、各々のＡＦエリアの示すデフォーカス量について考慮されるとして記載をするが、各々のＡＦエリアに含まれる各々の位相差検出方向について考慮される場合も同様に実施でき、また、同様の効果が得られることは言うまでもない。

図１４中のグラフは、縦軸がデフォーカス量を、横軸がＡＦエリアを、それぞれ示している。図１４中の各々のプロット（ｄｅｆ０、ｄｅｆ１、ｄｅｆ２、ｄｅｆ３）は、各々のＡＦエリアにおいて算出されたデフォーカス量をそれぞれ表している。当該プロットのうち、二重丸のプロットｄｅｆ０は本来選択したいＡＦエリアで算出されるデフォーカス量を、塗りつぶされた丸のプロットｄｅｆ１は選択されるデフォーカス量を、丸の中に×のプロットｄｅｆ２は背景の雑被写体に対して算出されたデフォーカス量を、塗りつぶされていない丸のプロットｄｅｆ３はその他のデフォーカス量をそれぞれ示している。また、図１４中のグラフにおいて、実線は現デフォーカス量がゼロである現在のレンズ位置を、破線は真の合焦位置を、矢印付き実線Ｄ１は現在のレンズ位置に対する許容深度を、矢印付き破線Ｄ０は真の合焦位置に対する許容深度を、それぞれ示している。なお、当該破線の示す真の合焦位置及び矢印付き破線Ｄ０の示す当該真の合焦位置に対する許容深度は、焦点調節装置１が焦点調節時に目指すべき値であるが、同時に焦点調節装置１が焦点調節時に把握していない未知の情報であることは言うまでもない。

一般に、合焦判断における許容深度の設定は、例えば−１Ｆδ〜＋１Ｆδとされている。しかしながら、図１４に示すような遠近混在の被写体に対してＡＦを実施する状況では、プロットｄｅｆ０、プロットｄｅｆ１、プロットｄｅｆ３等のデフォーカス量に加えて、プロットｄｅｆ２のような背景の雑被写体に合わせて算出されたデフォーカス量もまた許容深度（矢印付き実線Ｄ１）の範囲内に含まれる。そのため、現在のレンズ位置が真の合焦位置から−１Ｆδの位置に存在するとき等では、検出したデフォーカス量のばらつきにより、プロットｄｅｆ１のように、本来選択したいプロットｄｅｆ０のＡＦエリアから若干ずれたＡＦエリアのデフォーカス量が選択されてしまう。また、この選択の結果に基づいて、さらに負側にデフォーカス駆動してしまうと、少しずつ背景の雑被写体に合わせてレンズ駆動してピントを合わせてしまうこととなり、適切に主要被写体に合わせたＡＦ動作が実現しない可能性がある。

例えば、移動する被写体に合わせてＡＦと合焦とを繰り返すコンティニュアスＡＦ（Ｃ−ＡＦ）においては、通常手前に移動する被写体に追従し続けることが重要である。また、本実施形態に係る焦点調節装置１の制御処理では、図２Ａ及び図２Ｂを参照して上述した通り、本露光（ステップＳ１２１）の直前に動体予測演算の結果に基づいてレンズ駆動（ＬＤ）を実施する（ステップＳ１２０）。

したがって、本実施形態に係る焦点調節装置１は、１ｓｔレリーズ保持中に必ずしも許容深度内にフォーカスレンズ位置を合わせる必要はない。また、特にＣ−ＡＦにおいては背景にピントを合わせてしまわないことが重要であり、第２のエリア選択処理に示すように、本実施形態に係る焦点調節装置１は、正の値を有するデフォーカス量を優先して選択する。

そこで、本実施形態に係る焦点調節装置１は、ステップＳ１１８のフォーカスレンズ駆動では、例えばデフォーカス量＝＋１Ｆδを狙いとした制御を行う。このときのＡＦエリアに対するデフォーカス量分布と現在のレンズ位置及び真の合焦位置との関係の一例を模式図として図１５に示し、これを参照して以下の説明を行う。図１５中のグラフの縦軸、横軸、実線、破線、矢印付き実線Ｄ１及び矢印付き破線Ｄ０の各々が示す事項と、各々のプロットの種別が示す事項とは図１４中のグラフと同様である。また、矢印付き一点鎖線Ｄ２は、デフォーカス量＝＋１Ｆδを狙いとした場合の現在のレンズ位置に対する許容深度を示す。

図１４を参照して上述したように、特に遠近混在の被写体において背景の雑被写体に合ったデフォーカス量が採用されてしまう場合等、真の合焦位置よりも無限側にレンズ駆動してしまう。そのため、図１５中に示すように、本実施形態に係る焦点調節装置１は、あえて実線で示されるように、フォーカスレンズを、破線で示される真の合焦位置より正のデフォーカス量の値を取り得るように例えば「＋１Ｆδ」分のオフセットを加算して駆動する。これは、本実施形態に係る焦点調節装置１は、選択されたＡＦエリアの示すデフォーカス量を所定量だけ正側に補正して焦点調節を行う、とも表現できる。これにより、本実施形態に係る焦点調節装置１は、検出されたデフォーカス量のばらつきによって真の合焦位置から＋１Ｆδ程度ずれたデフォーカス量ｄｅｆ１を採用することになる。したがって、本技術は、デフォーカス量＝０を狙いとしてレンズ駆動（ＬＤ）したときの様に、背景側の雑被写体に合ったデフォーカス量を検出してしまうことを避けることができる。すなわち、雑被写体のデフォーカス量を採用しない様にすることができる。

このように、本実施形態に係る焦点調節装置１は、例えばデフォーカス量＝＋１Ｆδを狙いとした制御を行うなど、第２のエリア選択処理において正の値を有するデフォーカス量を優先して選択し、また、ステップＳ１１７の合焦判断の合焦範囲の設定を例えば−２Ｆδ〜＋１Ｆδ等のように負側に広げて設定する。これは、本実施形態に係る焦点調節装置１は、合焦判断における閾値を負側に補正して合焦判断を行う、とも表現できる。すなわち、遠近混在の被写体において、真の合焦位置に対する許容深度（矢印付き破線Ｄ０）に相当すると考えられる許容深度と、オフセット駆動された現在のレンズ位置に対する許容深度（矢印付き実線Ｄ１）とを合わせたような許容深度（矢印付き一点鎖線Ｄ２）内を合焦範囲として設定する。現在のレンズ位置（ＥＦデフォーカス量＝０）に対して−２Ｆδ〜＋１Ｆδの範囲ではレンズ駆動が行われない。これにより、本技術は、背景に向かう負方向のレンズ駆動を抑制しつつ、背景の雑被写体に合わせたデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択しにくくして、主要被写体に合わせたデフォーカス量を算出する適切なＡＦエリアを選択しやすくすることができる。

＜焦点調節装置の利点＞
本実施形態に係る焦点調節装置１は、例えばＣ−ＡＦを実行する時等、１ｓｔレリーズ押下直後から合焦判断できるまでは、ＡＦエリアのうち最至近を示すデフォーカス量を選択する。また、本実施形態に係る焦点調節装置１は、１ｓｔレリーズ押下中や連写中等には、第１の判定乃至第４の判定によってデフォーカス量が最も小さいＡＦエリア又は動体予測演算結果に最も近いデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択する。さらに、本実施形態に係る焦点調節装置１は、合焦判断において、例えばデフォーカス量＝＋１Ｆδを狙いとした制御を行う。

このようにして、本実施形態に係る焦点調節装置１は、背景の雑被写体に合わせたデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択しないようにできる。したがって、本技術を適用すれば、遠近混在の被写体に対して撮影を行う場合であっても、１ｓｔレリーズの押下直後に最至近のデフォーカス量を示す主要被写体を捉え、また、背景の雑被写体ではなく主要被写体に合ったデフォーカス量を示すＡＦエリアを適切に選択できる。

［変形例］
ここまで、１つのＡＦエリアのデフォーカス量は縦方向と横方向との２つの測距結果を示すとして説明をしてきたが、これに限定されない。デフォーカス量は、当該縦方向と横方向とが、それぞれさらに細かく分割されてもよく、例えば、縦方向で３つのデフォーカス量が、横方向で３つのデフォーカス量が算出される場合もあり得る。このように縦方向と横方向とをさらに３分割する場合には、例えば１つのＡＦエリアが３つの位置に分けられて、各々のＡＦエリア内でＬ・Ｃ・Ｒの３つのブロックに分けてデフォーカス量を算出する場合があり得る。この場合も、ＡＦエリアを１２１×２（縦横）×３ブロックとして扱って本技術によって実現できることは言うまでもない。

しかしながら、このようにＡＦエリアをさらに分割してデフォーカス量を算出する場合には、当該デフォーカス量の演算量が増加し、演算時間もまた増加する。演算時間を短縮するために、例えばブロック選択が実施される時は、デフォーカス量への変換や各種補正値を適用する前の、２像間隔値の状態でブロック選択が実施されるようにすればよい。ただし、このときは動体予測結果も得られないため、以下の判定処理が行われることとする。

このとき、判定部２１６ｂは、（正の２像間隔値の絶対値の最小値）≦（負の２像間隔値の絶対値の最小値×定数）の関係を満たす正の値を有する２像間隔値が存在するか否かの判定（第５の判定）を行う。第５の判定を満たす２像間隔値が存在する場合は、当該２像間隔値を示すブロックが選択される。一方で、第５の判定を満たす２像間隔値が存在しない場合、負の２像間隔値の絶対値の最小値を示すブロックが選択される。

なお、フローチャートで示した各々の処理及び各々の処理内の各ステップは、その順序を変更でき、また、追加及び削除もできる。これら各々の処理は、交換式レンズ１００又はカメラ本体２００の内部に記録された各々のプログラムによって実行される。各々のプログラムは、予め交換式レンズ１００又はカメラ本体２００の内部に記録されていても、別の記録媒体に記録されていてもよい。これら記録の方法は様々であり、製品出荷時に記録されるものでもよく、配布された記録媒体が利用されて記録されるものでもよく、インターネット等通信回線が利用されて記録されるものでもよい。

１…焦点調節装置、１００…交換式レンズ、１０２…撮影レンズ、１０２１…フォーカスレンズ、１０２２…絞り、１０４…駆動部、１０６…レンズＣＰＵ、１０８…レンズ側記憶部、１１０…インターフェイス（Ｉ／Ｆ）、２００…カメラ本体、２０２…メカシャッタ、２０４…駆動部、２０６…操作部、２０８…撮像素子、２１０…撮像制御回路、２１２…アナログ処理部、２１４…アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）、２１６…ＣＰＵ、２１６ａ…動体予測部、２１６ｂ…判定部、２１６ｃ…敏感度設定部、２１８…画像処理部、２２０…画像圧縮展開部、２２２…焦点検出回路、２２４…表示部、２２６…バス、２２８…ＤＲＡＭ、２３０…本体側記憶部、２３２…記録媒体、２３４…追尾回路、２３６…顔検出回路。

Claims (13)

1. 複数のＡＦエリアを備え、前記ＡＦエリアについて繰り返しデフォーカス量を検出し、前記デフォーカス量に基づきＡＦエリアを選択して焦点調節を行う焦点調節装置において、
   繰り返し検出される複数の前記デフォーカス量の履歴に基づいて動体予測式を算出する動体予測部と、
   前記動体予測式が成立するか否かの第１の判定と、前記動体予測式から求まるフォーカスレンズの駆動方向が至近方向であるか無限方向であるかの第２の判定とを行う判定部と、
   前記第１の判定において前記動体予測式が成立すると判定され、かつ、前記第２の判定において至近方向であると判定された場合に、前記動体予測式に最も近いデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択する制御部と
   を備える焦点調節装置。
2. 前記判定部は、検出された複数の前記デフォーカス量のうち、正のデフォーカス量の絶対値の最小値であって、負のデフォーカス量の絶対値の最小値の所定係数倍よりも小さいデフォーカス量が存在するか、又は、正のデフォーカス量が十分小さいか否かの第３の判定をさらに行い、
   前記制御部は、動体予測式の確からしさが不十分な場合、又は、前記第２の判定において無限方向であると判定された場合に、前記第３の判定を満たす前記デフォーカス量を示すＡＦエリアを選択する、
   請求項１に記載の焦点調節装置。
3. 前記制御部は、前記第１の判定において前記動体予測式が成立しないと判定された場合又は前記第２の判定において無限方向であると判定された場合であって前記第３の判定を満たすデフォーカス量が存在しない場合に、前記負のデフォーカス量の絶対値の最小値を示すＡＦエリアを選択する、請求項２に記載の焦点調節装置。
4. 焦点調節の開始を指示する焦点調節指示部をさらに備え、
   前記制御部は、前記焦点調節指示部から焦点調節の開始の指示がなされるまで又は開始指示がなされてから一旦合焦判断がなされるまでは、複数の前記デフォーカス量のうち正のデフォーカス量の最大値を示すＡＦエリアを選択する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の焦点調節装置。
5. 焦点調節の敏感度を設定する敏感度設定部をさらに備え、
   前記敏感度設定部により設定される敏感度が所定値より高い場合は、複数の前記デフォーカス量のうち正のデフォーカス量を示すＡＦエリアを優先して選択する、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載の焦点調節装置。
6. 被写体を追尾する追尾回路をさらに備え、
   前記制御部は、前記追尾回路の追尾位置を中心とする所定範囲内の前記ＡＦエリアの示すデフォーカス量に基づいてＡＦエリアを選択する、
   請求項１乃至５の何れか１項に記載の焦点調節装置。
7. 顔を検出する顔検出回路を有し、
   前記制御部は、前記顔検出回路の検出する顔の範囲内の前記ＡＦエリアの示すデフォーカス量に基づいてＡＦエリアを選択する、
   請求項１乃至３の何れか１項に記載の焦点調節装置。
8. 焦点調節の開始を指示する焦点調節指示部と、
   前記デフォーカス量の検出に関する信頼性を判定する信頼性判定部と、
   前記顔検出回路の検出した顔の範囲内で瞳を検出する瞳検出回路と
   をさらに備え、
   前記制御部は、前記焦点調節指示部から焦点調節の開始の指示がなされるまで又は開始指示がなされてから一旦合焦判断がなされるまでは、複数の前記デフォーカス量のうち前記顔の範囲内の瞳の位置に対応するＡＦエリア又は前記信頼性が高いＡＦエリアを選択する、
   請求項７に記載の焦点調節装置。
9. 焦点調節の開始を指示する焦点調節指示部をさらに備え、
   前記制御部は、選択された前記ＡＦエリアの示すデフォーカス量を所定量だけ正側に補正して焦点調節を行う、請求項１乃至３の何れか１項に記載の焦点調節装置。
10. 焦点調節の開始を指示する焦点調節指示部をさらに備え、
    前記制御部は、合焦判断における閾値を負側に補正して合焦判断を行う、請求項１乃至３の何れか１項に記載の焦点調節装置。
11. デフォーカス量に関する光学補正量を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記動体予測部は、検出された前記デフォーカス量を前記光学補正量により補正したデフォーカス量の履歴に基づいて動体予測式を算出し、
    前記制御部は、前記補正したデフォーカス量に基づいてＡＦエリアを選択する、
    請求項１乃至３の何れか１項に記載の焦点調節装置。
12. 前記判定部は、前記第１の判定に加えて前記動体予測式の精度の評価をさらに行う、請求項１に記載の焦点調節装置。
13. 複数のＡＦエリアを備え、前記ＡＦエリアについて繰り返しデフォーカス量を検出し、前記デフォーカス量に基づきＡＦエリアを選択して焦点調節を行う焦点調節装置において、
    繰り返し検出される複数の前記デフォーカス量の履歴に基づいて動体予測式を算出することと、
    前記動体予測式が成立するか否かの第１の判定と、前記動体予測式から求まるフォーカスレンズの駆動方向が至近方向であるか無限方向であるかの第２の判定とを行うことと、
    前記第１の判定において前記動体予測式が成立すると判定され、かつ、前記第２の判定において至近方向であると判定された場合に、前記動体予測式に最も近いデフォーカス量を示すＡＦエリアを選択することと
    を含む焦点調節装置の制御方法。