JP5772933B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関する。

撮影画面内に設定された複数の焦点検出エリアにおいて撮影レンズのデフォーカス量を求め、いずれかのエリアのデフォーカス量に基づいて撮影レンズの焦点調節を行う自動焦点調節（ＡＦ）機能と、撮影画像の中の追尾対象の被写体の画像をテンプレート画像（基準画像）として記憶し、繰り返し撮像される画像の中でテンプレート画像と同一または類似した画像の位置を検索しながら追尾対象の被写体を追尾する画像追尾機能とを備え、画像追尾結果の位置に相当する焦点検出エリアを選択してその焦点検出エリアのデフォーカス量により撮影レンズを焦点調節するオートフォーカスシステムが知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２１５０４０号公報

特許文献１に開示されるオートフォーカスシステムでは、被写体の追尾演算結果に基づいて撮影レンズの焦点検出演算を行うため、被写体の追尾演算に要する画像情報が得られるまでは焦点検出演算を開始することができない。したがって、たとえば連写時などのように個々の撮影に対する演算処理時間が限られる場合のように限られた演算処理時間内で効率的な制御を行うことができない。

請求項１の発明による撮像装置は、デフォーカス量を演算するデフォーカス量演算部と、複数の焦点検出エリアのうち焦点光学系の駆動制御に用いる前記焦点検出エリアの前記デフォーカス量を決定する決定部と、前記決定部に決定された前記デフォーカス量を用いて焦点光学系の駆動制御を行う制御部と、前記制御部による前記焦点光学系の駆動制御に用いられた前記焦点検出エリアの位置に関する第１情報を取得する取得部と、追尾対象の情報が含まれる基準情報と、撮像部により繰り返し取得される画像情報とを用いて前記追尾対象の位置に関する第２情報を取得する追尾部と、を含み、前記デフォーカス量演算部は、前記追尾部による演算が終了する前に、前記第１情報を用いて選択された少なくとも１つの前記焦点検出エリアについて第１デフォーカス量を演算し、前記追尾部による演算が終了した後に、前記第２情報を用いて選択された少なくとも１つの前記焦点検出エリアについて第２デフォーカス量を演算し、前記決定部は、前記第１デフォーカス量及び前記第２デフォーカス量の少なくとも一方と、前記制御部による前記焦点光学系の駆動制御に用いられたデフォーカス量である第３デフォーカス量とを比較することにより前記焦点光学系の駆動制御に用いる前記デフォーカス量を決定することを特徴とする。

請求項２の発明による撮像装置は、請求項１に記載された撮像装置であって、前記決定部は、前記第３デフォーカス量と前記第２デフォーカス量との差が第１所定値以内であるとき前記第２デフォーカス量を前記焦点光学系の駆動制御に用いる前記デフォーカス量として決定し、前記第３デフォーカス量と前記第２デフォーカス量との差が前記第１所定値より大きく、前記第３デフォーカス量と前記第１デフォーカス量との差が第２所定値より小さいとき前記第１デフォーカス量を前記焦点光学系の駆動制御に用いる前記デフォーカス量として決定することを特徴とする。

請求項３の発明による撮像装置は、請求項１又は請求項２に記載された撮像装置であって、前記デフォーカス量演算部は、連写撮影時の第１撮影と前記第１撮影後の第２撮影との間の期間に前記第１デフォーカス量及び前記第２デフォーカス量を演算し、前記第１デフォーカス量は前記追尾部による演算が終了する前に演算されることを特徴とする。

請求項４の発明による撮像装置は、請求項３に記載された撮像装置であって、前記デフォーカス量演算部は、前記第１撮影と前記第２撮影との間の期間において、前記第１デフォーカス量の演算でデフォーカス量を演算した前記焦点検出エリアについては、前記第２デフォーカス量の演算でデフォーカス量を演算しないことを特徴とする。

請求項５の発明による撮像装置は、請求項１乃至請求項４に記載された撮像装置であって、前記撮像部は、測光に用いられる測光センサであることを特徴とする。

本発明によれば、限られた演算処理時間内で効率的な制御を行うことができる。

一実施の形態による画像追尾装置を備えた撮像装置の構成を示す図である。 ボディ制御装置の詳細な構成を示す図である。 第２撮像素子の詳細な構成を示す図である。 第２撮像素子の画素を分割した様子を示す図である。 被写体像の例を示す図である。 テンプレート画像を取得する様子を示す図である。 追尾用画像内で追尾領域を特定する様子を示す図である。 一実施の形態の被写体追尾処理を示すフローチャートである。 被写体追尾処理で実行される採用デフォーカス量決定処理を示すフローチャートである。 図９に続く採用デフォーカス量決定処理を示すフローチャートである。 被写体追尾処理で実行される撮影処理を示すフローチャートである。 撮影処理で実行される選択エリア優先焦点検出演算処理を示すフローチャートである。 撮影処理で実行される後半焦点検出演算処理を示すフローチャートである。

本発明の一実施の形態による画像追尾装置について以下に説明する。本実施形態の画像追尾装置は、基準とする像に関する基準情報を記憶し、結像光学系による像を撮像して画像情報を出力する。そして、画像情報に対応する画像における基準情報に相当する画像を対象として、その対象画像の位置を撮影画面内で認識し、追尾する。このとき、対象画像の位置を認識する前に、結像光学系の焦点調節状態を検出すると共に、対象画像の位置を認識した後には、その位置に対して結像光学系の焦点調節状態を検出するようにしたものである。

図１は、一実施の形態の画像追尾装置を備えた撮像装置（一眼レフデジタルスチルカメラ）１の構成を示す。なお、図１では本願発明と直接関係のないカメラの機器および回路についての図示と説明を省略する。一実施の形態のカメラ１は、カメラ本体２に交換レンズ３が交換可能に装着される。交換レンズ３は、結像光学系である撮影レンズ８を有している。撮影レンズ８は、ズーミングレンズ８ａとフォーカシングレンズ８ｂによって構成される。

カメラ本体２には、被写体像を撮像して撮影画像を記録するための第１撮像素子４が設けられる。この第１撮像素子４は、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳなどにより構成することができる。撮影時にはクイックリターンミラー５およびサブミラー６が実線で示す撮影光路外の位置に退避してシャッター７が開放され、撮影レンズ８により、第１撮像素子４の受光面に被写体像が結像される。

カメラ本体２の底部には、撮影レンズ８の焦点調節状態を検出するための焦点検出光学
系９と測距素子１０が設けられている。この一実施の形態では、瞳分割型位相差検出方式による焦点検出方法を採用した例を示す。焦点検出光学系９は、撮影レンズ８を通過した対の焦点検出用光束を測距素子１０の受光面へ導き、対の光像を結像させる。測距素子１０は例えば対のＣＣＤラインセンサーを備え、対の光像に応じた焦点検出信号を出力する。撮影前にはクイックリターンミラー５およびサブミラー６が破線で示すような撮影光路内の位置に設定されており、撮影レンズ８からの対の焦点検出用光束はクイックリターンミラー５のハーフミラー部を透過し、サブミラー６により反射されて焦点検出光学系９および測距素子１０へ導かれる。

カメラ本体２の上部にはファインダー光学系が設けられている。撮影前にはクイックリターンミラー５およびサブミラー６が破線で示す位置にあり、撮影レンズ８からの被写体光はクイックリターンミラー５に反射されて焦点板１１へ導かれ、焦点板１１上に被写体像が結像する。液晶表示素子１２は、焦点板１１上に結像された被写体像に焦点検出エリアマークなどの情報を重畳表示するとともに、被写体像外の位置に露出値などの種々の撮影情報を表示する。焦点板１１上の被写体像はペンタダハプリズム１３および接眼レンズ１４を介して接眼窓１５へ導かれ、撮影者が被写体像を視認することができる。

また、カメラ本体２上部のファインダー光学系には、被写体追尾や測光のために被写体像を撮像する第２撮像素子１６が設けられる。撮影前に焦点板１１に結像した撮影レンズ８による被写体像は、ペンタダハプリズム１３、プリズム１７および結像レンズ１８を介して第２撮像素子１６の受光面に再結像される。第２撮像素子１６は、この被写体像を撮像し、画像情報を出力する。詳細を後述するが、この第２撮像素子１６から出力される画像情報に基づいて、画像追尾制御と露出制御が行われる。

カメラ本体２にはまた、ボディ制御装置１９、操作部材２０などが設けられる。ボディ制御装置１９は、詳細を後述するマイクロコンピューターとメモリ、Ａ／Ｄ変換器などの周辺部品から構成され、カメラ１の種々の制御と演算を行う。操作部材２０には、シャッターボタン、焦点検出エリア選択スイッチ、撮影モード選択スイッチ、焦点調節モード選択スイッチなどのカメラ１を操作するためのスイッチやセレクターが含まれる。

交換レンズ３には、ズーミングレンズ８ａ、フォーカシングレンズ８ｂ、絞り２１、レンズ制御装置２２などが設けられる。なお、この一実施の形態では、撮影レンズ８をズーミングレンズ８ａおよびフォーカシングレンズ８ｂにより表しているが、撮影レンズ８の構成は図１に示す構成に限定されない。レンズ制御装置２２は図示しないマイクロコンピューターとメモリ、駆動回路、アクチュエーター、センサーなどの周辺部品から構成され、レンズ８ａ、８ｂおよび絞り２１の駆動制御とそれらの位置検出を行い、交換レンズ３の焦点距離や開放絞り値などの情報を出力する。

ボディ制御装置１９とレンズ制御装置２２は、レンズマウント部の接点２３を介して通信を行う。ボディ制御装置１９からレンズ制御装置２２へは、レンズ駆動量や制御絞り値などの情報を送信する。一方、レンズ制御装置２２からボディ制御装置１９へは、ズーミングレンズ８ａによる焦点距離、フォーカシングレンズ８ｂによる撮影距離、絞り値などの情報を送信する。モニター２４はカメラ本体２の背面に設けられ、スルー画や撮影画像の他に各種撮影情報を表示する。

図２はボディ制御装置１９の詳細な構成を示す。なお、本願発明と直接関係のない制御機能については図示と説明を省略する。ボディ制御装置１９は素子制御回路１９ａ、Ａ／Ｄ変換器１９ｂ、マイクロコンピューター１９ｃ、メモリ１９ｄなどを備えている。素子制御回路１９ａは第２撮像素子１６の電荷の蓄積と読み出しを制御する。Ａ／Ｄ変換器１９ｂは、第２撮像素子１６から画像情報として出力されるアナログ画像信号をデジタル画
像信号に変換する。マイクロコンピューター１９ｃは、ソフトウエア形態により追尾制御部１９ｅ、露出制御部１９ｆ、焦点検出演算部１９ｇおよびレンズ駆動量演算部１９ｈを構成する。メモリ１９ｄは、画像追尾時に基準とする像に関する基準情報として、画像追尾用のテンプレート画像（基準画像）の情報を記憶する。

追尾制御部１９ｅは、第２撮像素子１６により被写体像を撮像して得られた画像情報が表す画像のうち、指定された位置に対応する部分の画像をテンプレート画像として設定する。なお、追尾対象位置の設定方法については、後で詳しく説明する。このテンプレート画像の情報は、基準情報としてメモリ１９ｄにより記憶される。その後さらに追尾制御部１９ｅは、第２撮像素子１６から所定の時間間隔ごとに出力される画像情報と、メモリ１９ｄに記憶された基準情報とに基づいて、画像情報が表す画像において基準情報に相当する部分、すなわちテンプレート画像と一致または類似する画像部分の位置を認識し、追尾する。こうした画像追尾処理は、追尾制御部１９ｅにおいて繰り返し行われる。

露出制御部１９ｆは、第２撮像素子１６から出力される画像情報に基づいて、撮影時の露出値を演算する。露出制御部１９ｆにおいて求められた露出値は、レンズ制御装置２２へ出力されて絞り２１の駆動制御に用いられると共に、シャッター７の制御に用いられる。

焦点検出演算部１９ｇは、測距素子１０から出力される対の光像に応じた焦点検出信号に基づいて、周知の位相差検出方式などにより撮影レンズ８の焦点調節状態、ここではデフォーカス量を検出する。なお、詳細を後述するが、撮影レンズ８の像面内の複数の位置に対応して複数の焦点検出エリア（焦点検出位置）がそれぞれ設定されている。焦点検出演算部１９ｇは、この複数の焦点検出エリアに対して、測距素子１０から出力される対の光像に応じた焦点検出信号に基づいてデフォーカス量をそれぞれ検出する。

なお、この一実施の形態によるカメラ１では、ボディ制御装置１９の制御により、制御方法が異なる二つの焦点調節モードのいずれかをユーザの操作に応じて設定可能である。一つのモードは、画像追尾の結果を重視して焦点調節を行う追尾優先モードである。このモードが設定されている場合は、画像追尾によって認識された基準画像に相当する画像の位置に相当する焦点検出エリアで検出されたデフォーカス量を優先して採用し、撮影レンズ８の焦点調節を行う。カメラ１において設定可能なもう一つのモードは、ユーザが予め選択した焦点検出エリアを重視して焦点調節を行う選択エリア優先モードである。このモードが設定されている場合は、ユーザが予め選択した焦点検出エリアに対するデフォーカス量を優先して採用し、焦点調節を行う。

レンズ駆動量演算部１９ｈは、採用されたデフォーカス量をレンズ駆動量に変換し、レンズ制御装置２２へ出力する。このレンズ駆動量に基づいて、レンズ制御装置２２によりフォーカシングレンズ８ｂが駆動され、撮影レンズ８の焦点調節が行われる。

図３は第２撮像素子１６の概略的な構成を示す正面図である。第２撮像素子１６は、マトリクス状に配列された複数の画素（光電変換素子）２６（ここでは横８個×縦６個＝４８個）を備えている。各画素２６は図４に示すように３個の部分２６ａ、２６ｂ、２６ｃに分割され、これらの部分２６ａ、２６ｂ、２６ｃにはそれぞれ赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの原色フィルターが設けられている。これにより、各画素２６ごとに被写体像のＲＧＢ信号を出力することができる。なお、第２撮像素子１６の画素数はこの一実施の形態の画素数に限定されない。

次に、一実施の形態の被写体追尾動作を説明する。図５〜図７は一実施の形態の被写体追尾方法を説明するための図、図８〜図１３は一実施の形態の被写体追尾処理を示すフロ
ーチャートである。シャッターボタンを全押しして撮影を行うとき以外は、クイックリターンミラー５が図１に破線で示す撮影光路内に設定されており、撮影レンズ８から入射した被写体光は焦点板１１上に結像される。そして、焦点板１１上の被写体像はペンタダハプリズム１３、プリズム１７および結像レンズ１８を介して第２撮像素子１６へ導かれ、第２撮像素子１６から被写体像の画像情報が出力される。

図５は撮影者が接眼窓１５から視認する被写体像（ファインダー像）の例である。撮影レンズ８により焦点板１１上に結像された被写体像には、液晶表示素子１２により焦点検出エリアマークなどの撮影情報が重畳表示され、ペンタダハプリズム１３および接眼レンズ１４を介して接眼窓１５へ導かれ、撮影者が被写体像と撮影情報を視認することができる。この一実施の形態では、撮影レンズ８の撮影画面内に１１個の焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋが設定されており、液晶表示素子１２により焦点板１１上の被写体像にエリアマークを重畳し、各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋの位置を表示する。操作部材２０の焦点検出エリア選択スイッチにより任意のエリアを選択すると、そのエリアのマーク４５が点灯表示される。

操作部材２０のシャッターボタンが半押しされると、ボディ制御装置１９は図８に示す被写体追尾処理を開始する。ステップＳ１では、ボディ制御装置１９は、第２撮像素子１６から出力される画像情報を取得する。この画像情報には、画素ごとのＲＧＢ値が次の（１）のように表されている。式（１）において、ｘ，ｙは画素の座標値を表している。図３の例に示す第２撮像素子１６では、ｘ＝１〜８、ｙ＝１〜６である。

Ｒ[ｘ,ｙ]、Ｇ[ｘ,ｙ]、Ｂ[ｘ,ｙ] ・・・（１）
ステップＳ２では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１で取得した画像情報に基づいて、各画素の色情報（ここでは色の偏り）ＲＧ、ＢＧを演算するとともに、画像を取得したときの露光時間Ｔ、ゲインＧainおよび色合成係数Ｋｒ、Ｋｇ、Ｋｂに基づいて、輝度
情報Ｌを下記の式（２）により演算する。

ＲＧ[ｘ,ｙ]＝Log_２（Ｒ[ｘ,ｙ]）−Log_２（Ｇ[ｘ,ｙ]），
ＢＧ[ｘ,ｙ]＝Log_２（Ｂ[ｘ,ｙ]）−Log_２（Ｇ[ｘ,ｙ]），
Ｌ[ｘ,ｙ]＝Log_２（Ｋｒ×Ｒ[ｘ,ｙ]＋Ｋｇ×Ｇ[ｘ,ｙ]＋Ｋｂ×Ｂ[ｘ,ｙ]）−Log_２（Ｔ）−Log_２（Ｇain） ・・・（２）
ボディ制御装置１９は、これらの色情報ＲＧ、ＢＧ、輝度情報Ｌをテンプレート画像として用いるためにメモリ１９ｄに記憶する。

ステップＳ３では、ボディ制御装置１９は、測距素子１０によって各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋごとに検出された焦点検出用の対の光像に応じた焦点検出信号を取得する。

ステップＳ４では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ３で取得した焦点検出信号に基づいて、各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋの撮影レンズ８の焦点調節状態を示すデフォーカス量Ｄ[Ｎ]（Ｎ＝ａ〜ｋ）を算出する。なお、Ｎに入る文字は対応する焦点検出エリアを表している。すなわち、たとえば焦点検出エリア４５ａについて求められたデフォーカス量は、Ｄ[ａ]と表される。こうしてボディ制御装置１９がデフォーカス量を算出することにより、撮影レンズ８の焦点調節状態が検出される。

ステップＳ５では、ボディ制御装置１９は、画像追尾を行う対象とする追尾対象位置を設定する。ここでは、たとえば焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのいずれかをユーザに選択させ、選択された焦点検出エリアを追尾対象位置に設定する。あるいは、カメラ１により自動的に追尾対象位置を設定してもよい。たとえば、最至近のデフォーカス量を示す焦点検出エリアなどを自動的に追尾対象位置に設定する。これ以外の方法によりいずれかの焦
点検出エリアを選択し、追尾対象位置として設定してもよい。

ステップＳ６では、ボディ制御装置１９は、基準情報すなわち画像追尾用のテンプレート画像の情報を取得し、メモリ１９ｄに記憶させる。ここでは、ステップＳ２で算出した色情報および輝度情報のうち、ステップＳ５で設定した追尾対象位置の周囲の所定範囲内に対応する画像部分の色情報と輝度情報を、基準情報としてメモリ１９ｄにより記憶する。

たとえば図６（ａ）に示すように、画面中央に位置する焦点検出エリア４５ｆが追尾対象位置に設定されている場合は、その周囲の符号４７に示す点線部分の領域を追尾被写体領域として、その領域に対応する部分の色情報と輝度情報を基準情報として記憶する。すなわち、前述の式（２）によって表されるＲＧ[ｘ,ｙ]、ＢＧ[ｘ,ｙ]およびＬ[ｘ,ｙ]を
、ｘ＝４〜５、ｙ＝３〜４の範囲について基準情報としてメモリ１９ｄに記憶する。これにより、図６（ｂ）に示すテンプレート画像情報４８が基準情報として記憶される。こうして記憶されるテンプレート画像４８の色情報（ここでは色の偏り）をＴＲＧおよびＴＢＧと表し、輝度情報をＴＬと表すと、これらは次の式（３）のように表される。なお、ここでは基準情報として縦２画素、横２画素分のテンプレート画像情報４８を記憶することとしたが、テンプレート画像の大きさはこれに限定されない。

ＴＲＧ[ＴＸ,ＴＹ]＝ＲＧ[ｘ,ｙ]、
ＴＢＧ[ＴＸ,ＴＹ]＝ＢＧ[ｘ,ｙ]、
ＴＬ[ＴＸ,ＴＹ]＝Ｌ[ｘ,ｙ] （ＴＸ,ＴＹ＝１〜２、ｘ＝４〜５、ｙ＝３〜４） ・
・・（３）
ステップＳ７では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１と同様にして、第２撮像素子１６から出力される画像情報を取得する。次のステップＳ８では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ２と同様にして、ステップＳ７で取得した画像情報に基づいて、各画素の色情報ＲＧ、ＢＧおよび輝度情報Ｌを演算する。

ステップＳ９では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ８で算出した色情報および輝度情報に基づいて、追尾対象画像の位置を撮影画面内で認識するための画像追尾演算を実行する。ここでは、ステップＳ８で算出した色情報および輝度情報と、ステップＳ６で記憶した基準情報とを比較することにより、基準情報に相当する画像を検出してその位置を特定する。その方法を以下に説明する。

画像追尾演算を行う際、まずボディ制御装置１９は、ステップＳ８で取得した色情報と輝度情報によって表される画像（追尾用画像）の中から、テンプレート画像４８と同じサイズの領域を順次切り出し、切り出した画像とテンプレート画像４８の対応する画素ごとに色情報の差Ｄiffを算出する。たとえば、図７（ａ）に示すような追尾用画像が取得さ
れたとすると、図中に太い破線で示すように、追尾用画像内で１画素ずつ領域をずらしながらテンプレート画像４８との色情報の差Ｄiffを算出する。

今、図７（ａ）に示すように切り出した画像の始点位置が(ＨＸ,ＨＹ)＝(３,２)であるとすると、差Ｄiffの演算は次の式（４）によって求められる。

Ｄiff[ＨＸ,ＨＹ]＝ΣΣ｛Ｋｒｇ×ＡＢＳ（ＲＧ[ＨＸ−１＋ＴＸ，ＨＹ−１＋ＴＹ]−ＴＲＧ[ＴＸ,ＴＹ]）＋Ｋｂｇ×ＡＢＳ（ＢＧ[ＨＸ−１＋ＴＸ，ＨＹ−１＋ＴＹ]−ＴＢ
Ｇ[ＴＸ,ＴＹ]）＋Ｋｌ×ＡＢＳ（Ｌ[ＨＸ−１＋ＴＸ，ＨＹ−１＋ＴＹ]−ＴＬ[ＴＸ,Ｔ
Ｙ]）｝ ・・・（４）
上記式（４）において、Ｋｒｇ、ＫｂｇおよびＫｌは、各色情報と輝度情報の影響度の差を考慮して予め設定される重み付け係数である。また、ＴＸ，ＴＹ＝１〜２、ＨＸ＝３
、ＨＹ＝２であり、ΣΣはＴＸ＝１〜２およびＴＹ＝１〜２の総和演算である。

次にボディ制御装置１９は、差Ｄiff[ＨＸ,ＨＹ]の中の最小の差を検索し、追尾用画像内で最小の差を算出したときの上記切り出し領域を追尾領域として特定する。ここでは、たとえば図７（ｂ）に示すように、始点位置が(ｘ,ｙ)＝(６,３)の符合４９に示す切り出し領域を追尾領域とする。こうして追尾用画像内で追尾領域４９を特定することにより、追尾用画像におけるテンプレート画像４８に相当する画像の位置が認識される。

ここで、特定された追尾領域４９の画像情報を用いてテンプレート画像４８の画像情報を更新する処理を加えてもよい。その場合、例えば元のテンプレート画像４８の画像情報８０％に対して追尾領域４９の画像情報２０％を加えることによって、テンプレート画像の情報に対して最新の画像情報が少しずつ更新され、追尾被写体の変化に追従しやすくなる。この場合、追尾演算のたびに毎回更新を行うのではなく、追尾領域４９として決定した位置の差Ｄiffの大きさに基づいて、あるしきい値より小さいときのみ更新するように
してもよい。また、式（４）以外によりテンプレート画像４８との差を示す画像の特徴量を求めてもよい。

ステップＳ１０では、ボディ制御装置１９は、測距素子１０によって各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋごとに検出された焦点検出用の対の光像に応じた焦点検出信号を取得する。ステップＳ１１では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１０で取得した焦点検出信号に基づいて、各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋの撮影レンズ８の焦点調節状態を示すデフォーカス量Ｄ[Ｎ]（Ｎ＝ａ〜ｋ）を算出する。

ステップＳ１２では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１で算出したデフォーカス量のうちいずれのデフォーカス量を焦点調節に採用するかを決定するための採用デフォーカス量決定処理を実行する。この採用デフォーカス量決定処理の詳細な内容については、後で図９および１０のフローチャートにより説明する。ステップＳ１２において採用デフォーカス量決定処理を実行することにより、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１で算出したデフォーカス量のいずれかを今回の焦点調節に用いる採用デフォーカス量として決定する。

ステップＳ１３では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１２で決定された採用デフォーカス量をレンズ駆動量に変換し、レンズ制御装置２２によりフォーカシングレンズ８ｂを駆動することにより、撮影レンズ８の焦点調節を行う。

ステップＳ１４では、ボディ制御装置１９は、操作部材２０のシャッターボタンの全押し操作がユーザによってなされたか否かを確認する。シャッターボタンが全押しされた場合はステップＳ１５へ進み、ステップＳ１５において撮影処理を実行する。この撮影処理の詳細な内容については、後で図１１、１２および１３のフローチャートにより説明する。ステップＳ１５を実行したら、ボディ制御装置１９は図８のフローチャートを終了して被写体追尾処理を完了する。

一方、ステップＳ１４でシャッターボタンの全押し操作がなされていない場合、ボディ制御装置１９はステップＳ１６へ進み、シャッターボタンの半押し操作が行われているか否かを確認する。シャッターボタンの半押し操作が継続されている場合はステップＳ７へ戻り、上述した処理を繰り返す。一方、シャッターボタンの半押し操作がなされていない場合は、図８のフローチャートを終了して被写体追尾処理を完了する。

次に、ステップＳ１２で実行する採用デフォーカス量決定処理について説明する。図９および１０は、採用デフォーカス量決定処理のフローチャートである。ステップＳ２１で
は、ボディ制御装置１９は、設定されているモードが前述の選択エリア優先モードと追尾優先モードのいずれであるかを判定する。選択エリア優先モードが設定されている場合はステップＳ２２へ進み、追尾優先モードが設定されている場合は図１０のステップＳ３１へ進む。

ステップＳ２２では、ボディ制御装置１９は、図８のステップＳ１１で各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋについて算出したデフォーカス量のうち、ユーザが予め選択した焦点検出エリア（ユーザ選択エリア）のデフォーカス量を取得する。たとえば図７（ｂ）において、焦点検出エリア４５ｆがユーザ選択エリアに設定されている場合は、この焦点検出エリア４５ｆのデフォーカス量Ｄ[ｆ]を取得する。

ステップＳ２３では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ２２で取得したユーザ選択エリアのデフォーカス量を、前回実行したステップＳ１２において決定された採用デフォーカス量と比較する。すなわち上記の例では、ユーザ選択エリアのデフォーカス量として取得したデフォーカス量Ｄ[ｆ]を前回の採用デフォーカス量と比較する。なお、シャッターボタンが半押し操作された後で最初にステップＳ１２の採用デフォーカス量決定処理を実行するときには、ステップＳ５で追尾対象位置に設定された焦点検出エリアのデフォーカス量を前回の採用デフォーカス量とすればよい。

ステップＳ２４では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ２３で比較したユーザ選択エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらのデフォーカス量の差が所定値以内である場合はステップＳ２５へ進み、ステップＳ２５において、ステップＳ２２で取得したユーザ選択エリアのデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｆ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ２５を実行したら、ボディ制御装置１９は採用デフォーカス量決定処理を終了して図８のステップＳ１３へ進む。一方、ステップＳ２３で比較したユーザ選択エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ステップＳ２６へ進む。

ステップＳ２６では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１で各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋについて算出したデフォーカス量のうち、ユーザ選択エリアの周辺エリア、すなわちユーザ選択エリアの周辺にある焦点検出エリアのデフォーカス量を取得する。たとえば前述のように、図７（ｂ）において焦点検出エリア４５ｆがユーザ選択エリアに設定されている場合は、その上下左右に隣接する焦点検出エリア４５ｂ、４５ｅ、４５ｇおよび４５ｊの各デフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｅ]、Ｄ[ｇ]およびＤ[ｊ]を取得する。

ステップＳ２７では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ２６で取得したユーザ選択エリアの周辺エリアの各デフォーカス量のうち、前回の採用デフォーカス量との差が最も小さいデフォーカス量を選択する。たとえば上記の例において、取得したデフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｅ]、Ｄ[ｇ]およびＤ[ｊ]のうち、デフォーカス量Ｄ[ｇ]が前回の採用デフォーカス量との差が最も小さい場合には、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を選択する。

ステップＳ２８では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ２７で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらのデフォーカス量の差が所定値以内である場合はステップＳ２９へ進み、ステップＳ２９において、ステップＳ２７で選択したデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ２９を実行したら、ボディ制御装置１９は採用デフォーカス量決定処理を終了して図８のステップＳ１３へ進む。

一方、ステップＳ２７で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ボディ制御装置１９はステップＳ３０へ進む。ステップＳ３０では、ボディ制御装置１９は、今回は有効なデフォーカス量が検出されなかったとして、ステップＳ１１で算出したいずれのデフォーカス量も採用デフォーカス量に決定せずにデフォーカス量を不採用とする。ステップＳ３０を実行したら、ボディ制御装置１９は採用デフォーカス量決定処理を終了して図８のステップＳ１３へ進む。この場合、ステップＳ１３の焦点調節制御においてフォーカシングレンズ８ｂの駆動制御が行われず、したがって撮影レンズ８の焦点調節状態は変化しない。

ステップＳ２１において追尾優先モードが設定されていると判定し、図１０のステップＳ３１へ進んだ場合、ステップＳ３１では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１で各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋについて算出したデフォーカス量のうち、ステップＳ９の画像追尾演算によって特定された追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量を取得する。ここでは、追尾領域の中心に最も近い焦点検出エリアを中心エリアとして、そのデフォーカス量を取得する。すなわち図７（ｂ）の例では、追尾領域４９の中心に最も近い位置にある焦点検出エリア４５ｇのデフォーカス量Ｄ[ｇ]を取得する。

ステップＳ３２では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ３１で取得した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量を、前回実行したステップＳ１２において決定された採用デフォーカス量と比較する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を前回の採用デフォーカス量と比較する。

ステップＳ３３では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ３２で比較した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらの差が所定値以内である場合はステップＳ３４へ進み、ステップＳ３４において、ステップＳ３１で取得した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量を今回の採用デフォーカス量として採用する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ３４を実行したら、ボディ制御装置１９は採用デフォーカス量決定処理を終了して図８のステップＳ１３へ進む。一方、ステップＳ３２で比較した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ステップＳ３５へ進む。

ステップＳ３５では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１で各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋについて算出したデフォーカス量のうち、ステップＳ９の画像追尾演算によって特定された追尾領域内およびその周辺に位置する焦点検出エリアのデフォーカス量を取得する。たとえば、図７（ｂ）の追尾領域４９に対して、隣接する焦点検出エリア４５ｃ、４５ｈおよび４５ｋの各デフォーカス量Ｄ[ｃ]、Ｄ[ｈ]およびＤ[ｋ]を取得する。なお、この際にステップＳ３１で取得した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量、すなわち焦点検出エリア４５ｇのデフォーカス量Ｄ[ｇ]は取得対象から除かれる。

ステップＳ３６では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ３５で取得した各デフォーカス量のうち、前回の採用デフォーカス量との差が最も小さいデフォーカス量を選択する。たとえば上記の例において、取得したデフォーカス量Ｄ[ｃ]、Ｄ[ｈ]およびＤ[ｋ]のうち、デフォーカス量Ｄ[ｋ]が前回の採用デフォーカス量との差が最も小さい場合には、デフォーカス量Ｄ[ｋ]を選択する。

ステップＳ３７では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ３６で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらの差が所定値以内である場合はステップＳ３８へ進み、ステップＳ３８において、ステップＳ３６で選択したデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわ
ち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｋ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ３８を実行したら、ボディ制御装置１９は採用デフォーカス量決定処理を終了して図８のステップＳ１３へ進む。一方、ステップＳ３６で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ステップＳ３９へ進む。

ステップＳ３９では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１で各焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋについて算出したデフォーカス量のうち、前回の採用エリア、すなわち前回の採用デフォーカス量を検出した焦点検出エリアについて今回検出されたデフォーカス量と、その周辺に位置する焦点検出エリアのデフォーカス量とを取得する。たとえば、前回の採用エリアが図７（ｂ）の焦点検出エリア４５ａであったとすると、そのデフォーカス量Ｄ[ａ]と、焦点検出エリア４５ａに隣接する焦点検出エリア４５ｂ、４５ｄ、４５ｅおよび４５ｆの各デフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｄ]、Ｄ[ｅ]およびＤ[ｆ]とを取得する。

ステップＳ４０では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ３９で取得した各デフォーカス量のうち、前回の採用デフォーカス量との差が最も小さいデフォーカス量を選択する。たとえば上記の例において、取得したデフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｄ]、Ｄ[ｅ]およびＤ[
ｆ]のうち、デフォーカス量Ｄ[ｆ]が前回の採用デフォーカス量との差が最も小さい場合
には、デフォーカス量Ｄ[ｆ]を選択する。

ステップＳ４１では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ４０で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらの差が所定値以内である場合はステップＳ４２へ進み、ステップＳ４２において、ステップＳ４０で選択したデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｆ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ４２を実行したら、ボディ制御装置１９は採用デフォーカス量決定処理を終了して図８のステップＳ１３へ進む。

一方、ステップＳ４０で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ボディ制御装置１９はステップＳ４３へ進む。ステップＳ４３では、ボディ制御装置１９は、今回は有効なデフォーカス量が検出されなかったとして、ステップＳ１１で算出したいずれのデフォーカス量も採用デフォーカス量に決定せずにデフォーカス量を不採用とする。ステップＳ４３を実行したら、ボディ制御装置１９は採用デフォーカス量決定処理を終了して図８のステップＳ１３へ進む。この場合、ステップＳ１３の焦点調節制御においてフォーカシングレンズ８ｂの駆動制御が行われず、したがって撮影レンズ８の焦点調節状態は変化しない。

以上説明したような採用デフォーカス量決定処理が図８のステップＳ１２で実行されることにより、ステップＳ１１で算出したデフォーカス量のいずれかが今回の焦点調節に用いる採用デフォーカス量として決定される。この採用デフォーカス量に基づいて、ステップＳ１３において焦点調節制御が行われることにより、撮影レンズ８の焦点調節状態が被写体の動きに応じて適切に変化する。

次に、ステップＳ１５で実行する撮影処理について説明する。図１１は、撮影処理のフローチャートである。ステップＳ５１では、ボディ制御装置１９は、連写中であるか否かを判定する。所定の連写操作、たとえばカメラ１において連写モードが設定されており、シャッターボタンの全押し操作が継続中である場合には、連写中であると判定してステップＳ５５へ進む。一方、このような連写操作が行われていない場合は、連写中でないと判定してステップＳ５２へ進む。

ステップＳ５２では、ボディ制御装置１９は、クイックリターンミラー５およびサブミ
ラー６を撮影光路から退避させるためのミラーアップを開始する。ミラーアップが終了したら次のステップＳ５３を実行する。ステップＳ５３では、ボディ制御装置１９は、シャッター７を開放して撮影レンズ８により結像された被写体像を第１撮像素子４により撮像することにより、撮影画像データを取得する。この撮像画像データは、必要な画像処理が施された後、メモリカードなどの画像記録媒体（不図示）に記録される。ステップＳ５４では、撮影光路から退避されたクイックリターンミラー５およびサブミラー６を撮影光路に戻すためのミラーダウンを開始する。ステップＳ５４を実行したら、ボディ制御装置１９は撮影処理を終了する。

一方、ステップＳ５１で連写中であると判定してステップＳ５５へ進んだ場合、ステップＳ５５では、ボディ制御装置１９は、設定されているモードが前述の選択エリア優先モードと追尾優先モードのいずれであるかを判定する。選択エリア優先モードが設定されている場合はステップＳ５６へ進み、追尾優先モードが設定されている場合はステップＳ６５へ進む。

ステップＳ５６では、ボディ制御装置１９は、測距素子１０と第２撮像素子１６に対する露光制御を行う。この露光制御において、測距素子１０および第２撮像素子１６に対して適切な露光時間がそれぞれ設定される。設定された露光時間を経過することにより、測距素子１０からは焦点検出信号が出力され、第２撮像素子１６からは画像情報が出力される。ステップＳ５６の露光制御において設定された露光時間が経過した後、ステップＳ５７では、ボディ制御装置１９は、クイックリターンミラー５およびサブミラー６を撮影光路から退避させるためのミラーアップを開始する。

ミラーアップ開始後のステップＳ５８では、ボディ制御装置１９は、ユーザ選択エリアを優先してデフォーカス量を検出し、撮影レンズ８の焦点調節を行うための選択エリア優先焦点検出演算処理を実行する。この選択エリア優先焦点検出演算処理の詳細な内容については、後で図１２のフローチャートにより説明する。ステップＳ５８において選択エリア優先焦点検出演算処理を実行することにより、ボディ制御装置１９は、いずれかの焦点検出エリアについてデフォーカス量を求め、今回の焦点調節に用いる採用デフォーカス量を決定する。

ステップＳ５９では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ５８で決定された採用デフォーカス量をレンズ駆動量に変換し、レンズ制御装置２２によりフォーカシングレンズ８ｂを駆動することにより、撮影レンズ８の焦点調節を行う。なお、ステップＳ５８の選択エリア優先焦点検出演算処理とステップＳ５９の焦点調節制御は、ミラーアップ中に行うこととしてよい。

ミラーアップが終了したら、ボディ制御装置１９はステップＳ６０を実行する。ステップＳ６０では、ボディ制御装置１９は、シャッター７を開放して撮影レンズ８により結像された被写体像を第１撮像素子４により撮像して、撮影画像データを取得する。その後、取得した撮影画像データを前述のように画像記録媒体に記録する。ステップＳ６１では、撮影光路から退避されたクイックリターンミラー５およびサブミラー６を撮影光路に戻すためのミラーダウンを開始する。

ステップＳ６２〜Ｓ６４では、ボディ制御装置１９は、図８のステップＳ７〜Ｓ９と同様の処理をそれぞれ行う。すなわち、ステップＳ６２では、第２撮像素子１６から出力される画像情報を取得し、次のステップＳ６３では、ステップＳ６２で取得した画像情報に基づいて各画素の色情報ＲＧ、ＢＧおよび輝度情報Ｌを演算し、続くステップＳ６４では、ステップＳ６３で算出した色情報および輝度情報に基づいて画像追尾演算を実行する。これにより、取得した画像情報に対応する追尾用画像における基準情報に相当する画像、
すなわちテンプレート画像４８相当の画像の位置が認識される。

ステップＳ６４を実行したら、ボディ制御装置１９は、ステップＳ５１へ戻って前述のような処理を繰り返す。これにより、選択エリア優先モードが設定されている場合は、連写中にステップＳ５６〜Ｓ６４の処理が繰り返される。その結果、ステップＳ６０が繰り返し実行され、第１撮像素子４による撮像が複数回繰り返し行われる。

ステップＳ５５において追尾優先モードが設定されていると判定しステップＳ６５へ進んだ場合、ステップＳ６５では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ５６と同様に測距素子１０と第２撮像素子１６に対する露光制御を行う。設定された露光時間が経過した後、ステップＳ６６では、ボディ制御装置１９は、クイックリターンミラー５およびサブミラー６を撮影光路から退避させるためのミラーアップを開始する。

ミラーアップ開始後のステップＳ６７では、ボディ制御装置１９は、前半焦点検出演算処理を実行する。この前半焦点検出演算では、前回の採用エリア、すなわち前回実行したステップＳ７１の後半焦点検出演算処理で決定された採用デフォーカス量を検出した焦点検出エリアと、その周辺に位置する焦点検出エリアとについて、測距素子１０からの焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を算出する。たとえば、前回の採用エリアが図７（ｂ）の焦点検出エリア４５ａであったとすると、その焦点検出エリア４５ａにおける今回のデフォーカス量Ｄ[ａ]と、焦点検出エリア４５ａに隣接する焦点検出エリア４５ｂ、４５ｄ、４５ｅおよび４５ｆにおける今回の各デフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｄ]、Ｄ[ｅ]およびＤ[ｆ]とを求める。これにより、ステップＳ７０で画像追尾演算を行う前に、複数の焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち前回の採用エリアおよびその周辺エリアとして予め選択された焦点検出エリアに対して、撮影レンズ８の焦点調節状態が求められる。なお、第２撮像素子１６よりも先に測距素子１０の露光時間が経過した場合は、ステップＳ６６のミラーアップ開始前にステップＳ６７を実行してもよい。

ステップＳ６８〜Ｓ７０では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ６２〜Ｓ６４と同じく、図８のステップＳ７〜Ｓ９と同様の処理をそれぞれ行う。すなわち、ステップＳ６８では、第２撮像素子１６から出力される画像情報を取得し、次のステップＳ６９では、ステップＳ６８で取得した画像情報に基づいて各画素の色情報ＲＧ、ＢＧおよび輝度情報Ｌを演算し、続くステップＳ７０では、ステップＳ６９で算出した色情報および輝度情報に基づいて画像追尾演算を実行する。これにより、取得した画像情報に対応する追尾用画像における基準情報に相当する画像、すなわちテンプレート画像４８相当の画像の位置が認識される。

ステップＳ７１では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ７０の画像追尾演算によって認識された基準情報に相当する画像の位置に対してデフォーカス量を検出し、撮影レンズ８の焦点調節を行うための後半焦点検出演算処理を実行する。この後半焦点検出演算処理の詳細な内容については、後で図１３のフローチャートにより説明する。ステップＳ７１において後半焦点検出演算処理を実行することにより、ボディ制御装置１９は、いずれかの焦点検出エリアについてデフォーカス量を求め、今回の焦点調節に用いる採用デフォーカス量を決定する。

ステップＳ７２では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ７１で決定された採用デフォーカス量をレンズ駆動量に変換し、レンズ制御装置２２によりフォーカシングレンズ８ｂを駆動することにより、撮影レンズ８の焦点調節を行う。なお、ステップＳ６７〜Ｓ７２の各処理は、いずれもミラーアップ中に行うこととしてよい。

ミラーアップが終了したら、ボディ制御装置１９はステップＳ７３を実行する。ステッ
プＳ７３では、ボディ制御装置１９は、シャッター７を開放して撮影レンズ８により結像された被写体像を第１撮像素子４により撮像して、撮影画像データを取得する。その後、取得した撮影画像データを前述のように画像記録媒体に記録する。ステップＳ７４では、撮影光路から退避されたクイックリターンミラー５およびサブミラー６を撮影光路に戻すためのミラーダウンを開始する。

ステップＳ７４を実行したら、ボディ制御装置１９は、ステップＳ５１へ戻って前述のような処理を繰り返す。これにより、追尾優先モードが設定されている場合は、連写中にステップＳ６５〜Ｓ７４の処理が繰り返される。その結果、ステップＳ７３が繰り返し実行され、第１撮像素子４による撮像が複数回繰り返し行われる。この複数回の撮像の間隔に、ステップＳ６７の前半焦点検出演算処理およびステップＳ７１の後半焦点検出演算処理が行われる。

尚、上記ステップＳ６５〜Ｓ７４は、第１撮像素子４による撮影時間が所定時間よりも長い場合に行うようにしても良い。つまり、被写体輝度が暗い場合などにより露出時間が所定秒時よりも長くなったり、第１撮像素子４の蓄積時間が所定の蓄積時間よりも長くなったりする場合には、ステップＳ７０に示すような画像追尾演算の前にステップＳ６７に示すような前半焦点検出演算処理を行い、画像追尾演算の後にステップＳ７１に示すような後半焦点検出演算処理を行う。一方、露出時間が所定秒時よりも短い場合や蓄積時間が所定の蓄積時間よりも短い場合は、画像追尾演算を行ってから焦点検出演算処理を行うようにすれば良い。

これにより、追尾のための画像を得るまでに時間を要するような場合でも、同様に、効率的に焦点検出演算処理を行うことができる。

ここで、ステップＳ５８で実行する選択エリア優先焦点検出演算処理について説明する。図１２は、選択エリア優先焦点検出演算処理のフローチャートである。ステップＳ８１では、ボディ制御装置１９は、焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、ユーザが予め選択した焦点検出エリアであるユーザ選択エリアについて、測距素子１０からの焦点検出信号を取得してデフォーカス量を算出する。たとえば図７（ｂ）において、前述のように焦点検出エリア４５ｆがユーザ選択エリアに設定されている場合は、この焦点検出エリア４５ｆについて焦点検出信号を取得し、デフォーカス量Ｄ[ｆ]を算出する。

ステップＳ８２では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ８１で算出したユーザ選択エリアのデフォーカス量を、前回の選択エリア優先焦点検出演算処理において決定された採用デフォーカス量と比較する。すなわち上記の例では、ユーザ選択エリアのデフォーカス量として算出したデフォーカス量Ｄ[ｆ]を前回の採用デフォーカス量と比較する。なお、最初に選択エリア優先焦点検出演算処理を実行するときには、図８のステップＳ１２で最後に決定された採用デフォーカス量を前回の採用デフォーカス量とすればよい。

ステップＳ８３では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ８２で比較したユーザ選択エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらのデフォーカス量の差が所定値以内である場合はステップＳ８４へ進み、ステップＳ８４において、ステップＳ８１で算出したユーザ選択エリアのデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｆ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ８４を実行したら、ボディ制御装置１９は選択エリア優先焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ５９へ進む。一方、ステップＳ８２で比較したユーザ選択エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ステップＳ８５へ進む。

ステップＳ８５では、ボディ制御装置１９は、焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、ユーザ選択エリアの周辺エリア、すなわちユーザ選択エリアの周辺にある焦点検出エリアについて、測距素子１０からの焦点検出信号を取得してデフォーカス量を算出する。たとえば前述のように、図７（ｂ）において焦点検出エリア４５ｆがユーザ選択エリアに設定されている場合は、その上下左右に隣接する焦点検出エリア４５ｂ、４５ｅ、４５ｇおよび４５ｊについて焦点検出信号を取得し、デフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｅ]、Ｄ[ｇ]およびＤ[ｊ]を算出する。

ステップＳ８６では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ８５で算出したユーザ選択エリアの周辺エリアの各デフォーカス量のうち、前回の採用デフォーカス量との差が最も小さいデフォーカス量を選択する。たとえば上記の例において、算出したデフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｅ]、Ｄ[ｇ]およびＤ[ｊ]のうち、デフォーカス量Ｄ[ｇ]が前回の採用デフォーカス量との差が最も小さい場合には、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を選択する。

ステップＳ８７では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ８６で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらのデフォーカス量の差が所定値以内である場合はステップＳ８８へ進み、ステップＳ８８において、ステップＳ８６で選択したデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ８８を実行したら、ボディ制御装置１９は選択エリア優先焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ５９へ進む。一方、ステップＳ８６で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ステップＳ８９へ進む。

ステップＳ８９では、ボディ制御装置１９は、焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、前回のステップＳ６４で実行した画像追尾演算によって特定された追尾領域内およびその周辺に位置する焦点検出エリアについて、測距素子１０からの焦点検出信号を取得してデフォーカス量を算出する。たとえば、図７（ｂ）の追尾領域４９に対して、隣接する焦点検出エリア４５ｃ、４５ｈおよび４５ｋの各デフォーカス量Ｄ[ｃ]、Ｄ[ｈ]およびＤ[ｋ]を算出する。なお、焦点検出エリア４５ｇのデフォーカス量Ｄ[ｇ]は既にステップＳ８５で算出済みであるため、ここでは算出対象から除かれる。

ステップＳ９０では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ８９で算出した各デフォーカス量のうち、前回の採用デフォーカス量との差が最も小さいデフォーカス量を選択する。たとえば上記の例において、算出したデフォーカス量Ｄ[ｃ]、Ｄ[ｈ]およびＤ[ｋ]のうち、デフォーカス量Ｄ[ｋ]が前回の採用デフォーカス量との差が最も小さい場合には、デフォーカス量Ｄ[ｋ]を選択する。

ステップＳ９１では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ９０で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらの差が所定値以内である場合はステップＳ９２へ進み、ステップＳ９２において、ステップＳ９０で選択したデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｋ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ９２を実行したら、ボディ制御装置１９は選択エリア優先焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ５９へ進む。

一方、ステップＳ９０で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ボディ制御装置１９はステップＳ９３へ進む。ステップＳ９３では、ボディ制御装置１９は、今回は有効なデフォーカス量が検出されなかったとして、算出したいずれのデフォーカス量も採用デフォーカス量に決定せずにデフォーカス量を不
採用とする。ステップＳ９３を実行したら、ボディ制御装置１９は選択エリア優先焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ５９へ進む。この場合、ステップＳ５９の焦点調節制御においてフォーカシングレンズ８ｂの駆動制御が行われず、したがって撮影レンズ８の焦点調節状態は変化しない。

以上説明したような選択エリア優先焦点検出演算処理が図１１のステップＳ５８で実行されることにより、ユーザ選択エリアを優先してデフォーカス量が検出され、今回の焦点調節に用いる採用デフォーカス量が決定される。この採用デフォーカス量に基づいて、ステップＳ５９において焦点調節制御が行われることにより、撮影レンズ８の焦点調節状態が被写体の動きに応じて連写中に適切に変化する。

続いて、図１１のステップＳ７１で実行する後半焦点検出演算処理について説明する。図１３は、後半焦点検出演算処理のフローチャートである。ステップＳ１０１では、ボディ制御装置１９は、直前のステップＳ７０で実行した今回の画像追尾演算において、追尾領域を特定できたか否かを判定する。追尾領域を特定できた場合、すなわち追尾用画像においてテンプレート画像４８を表す基準情報の位置が認識できた場合は、ステップＳ１０２へ進む。一方、追尾領域を特定できなかった場合、すなわち追尾用画像においてテンプレート画像４８を表す基準情報の位置が認識できなかった場合は、ボディ制御装置１９は後半焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ７２へ進む。これにより、追尾領域を特定できなかった場合には、ボディ制御装置１９は、後半焦点検出演算処理を実行して撮影レンズ８の焦点調節状態を検出することを禁止する。

ステップＳ１０２では、ボディ制御装置１９は、焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、ステップＳ７０の画像追尾演算によって特定された追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量、すなわち追尾領域の中心に最も近い焦点検出エリアについて、測距素子１０からの焦点検出信号を取得してデフォーカス量を算出する。すなわち図７（ｂ）の例では、追尾領域４９の中心に最も近い位置にある焦点検出エリア４５ｇについて焦点検出信号を取得し、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を算出する。

ステップＳ１０３では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１０２で算出した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量を、前回実行した後半焦点検出演算処理において決定された採用デフォーカス量と比較する。すなわち上記の例では、算出したデフォーカス量Ｄ[ｇ]を前回の採用デフォーカス量と比較する。なお、最初に後半焦点検出演算処理を実行するときには、図８のステップＳ１２で最後に決定された採用デフォーカス量を前回の採用デフォーカス量とすればよい。

ステップＳ１０４では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１０３で比較した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらのデフォーカス量の差が所定値以内である場合はステップＳ１０５へ進み、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０２で算出した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｇ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ１０５を実行したら、ボディ制御装置１９は後半焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ７２へ進む。一方、ステップＳ１０３で比較した追尾領域内の中心エリアのデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では、ボディ制御装置１９は、焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、ステップＳ７０の画像追尾演算によって特定された追尾領域内およびその周辺に位置する焦点検出エリアについて、測距素子１０からの焦点検出信号を取得してデフォーカス量
を算出する。たとえば、図７（ｂ）の追尾領域４９に対して、隣接する焦点検出エリア４５ｃ、４５ｈおよび４５ｋについて、測距素子１０からの焦点検出信号を取得して各デフォーカス量Ｄ[ｃ]、Ｄ[ｈ]およびＤ[ｋ]を算出する。なお、追尾領域の中心に最も近い焦点検出エリア４５ｇのデフォーカス量Ｄ[ｇ]は既にステップＳ１０２で算出済みであるため、ここでは算出対象から除かれる。

ステップＳ１０７では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１０６で算出した各デフォーカス量のうち、前回の採用デフォーカス量との差が最も小さいデフォーカス量を選択する。たとえば上記の例において、算出したデフォーカス量Ｄ[ｃ]、Ｄ[ｈ]およびＤ[ｋ]のうち、デフォーカス量Ｄ[ｋ]が前回の採用デフォーカス量との差が最も小さい場合には、デフォーカス量Ｄ[ｋ]を選択する。

ステップＳ１０８では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１０７で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらのデフォーカス量の差が所定値以内である場合はステップＳ１０９へ進み、ステップＳ１０９において、ステップＳ１０７で選択したデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｋ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ１０９を実行したら、ボディ制御装置１９は後半焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ７２へ進む。一方、ステップＳ１０７で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、ボディ制御装置１９は、焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、前回の採用エリア、すなわち前回の採用デフォーカス量を検出した焦点検出エリアと、その周辺に位置する焦点検出エリアとについて、測距素子１０からの焦点検出信号を取得してデフォーカス量を算出する。たとえば、前回の採用エリアが図７（ｂ）の焦点検出エリア４５ａであったとすると、そのデフォーカス量Ｄ[ａ]と、焦点検出エリア４５ａに隣接する焦点検出エリア４５ｂ、４５ｄ、４５ｅおよび４５ｆの各デフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｄ]、Ｄ[ｅ]およびＤ[ｆ]とを算出する。

ステップＳ１１１では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１０で算出した各デフォーカス量のうち、前回の採用デフォーカス量との差が最も小さいデフォーカス量を選択する。たとえば上記の例において、算出したデフォーカス量Ｄ[ｂ]、Ｄ[ｄ]、Ｄ[ｅ]およびＤ[ｆ]のうち、デフォーカス量Ｄ[ｆ]が前回の採用デフォーカス量との差が最も小さい場合には、デフォーカス量Ｄ[ｆ]を選択する。

ステップＳ１１２では、ボディ制御装置１９は、ステップＳ１１１で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以内であるか否かを判定する。これらの差が所定値以内である場合はステップＳ１１３へ進み、ステップＳ１１３において、ステップＳ１１１で選択したデフォーカス量を採用して今回の採用デフォーカス量に決定する。すなわち上記の例では、デフォーカス量Ｄ[ｆ]を今回の採用デフォーカス量とする。ステップＳ１１３を実行したら、ボディ制御装置１９は後半焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ７２へ進む。

一方、ステップＳ１１１で選択したデフォーカス量と前回の採用デフォーカス量との差が所定値以上である場合は、ボディ制御装置１９はステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、ボディ制御装置１９は、今回は有効なデフォーカス量が検出されなかったとして、算出したいずれのデフォーカス量も採用デフォーカス量に決定せずにデフォーカス量を不採用とする。ステップＳ１１４を実行したら、ボディ制御装置１９は後半焦点検出演算処理を終了して図１１のステップＳ７２へ進む。この場合、ステップＳ７２の焦点調
節制御においてフォーカシングレンズ８ｂの駆動制御が行われず、したがって撮影レンズ８の焦点調節状態は変化しない。

なお、図１１のステップＳ６７で実行した前半焦点検出演算処理において、上記のステップＳ１０２、Ｓ１０６またはＳ１１０で算出対象とされたデフォーカス量を既に算出済みである場合は、そのデフォーカス量の算出を省略する。これにより、前半焦点検出演算処理の際にデフォーカス量を求めた焦点検出エリアに対しては、ボディ制御装置１９は、後半焦点検出演算処理を実行して撮影レンズ８の焦点調節状態を検出することを禁止する。

以上説明したような後半焦点検出演算処理が図１１のステップＳ７１で実行されることにより、ステップＳ７０の画像追尾演算によって認識された基準情報に相当する画像の位置に対応する焦点検出エリアに対してデフォーカス量が検出され、今回の焦点調節に用いる採用デフォーカス量が決定される。この採用デフォーカス量に基づいて、ステップＳ７２において焦点調節制御が行われることにより、撮影レンズ８の焦点調節状態が被写体の動きに応じて連写中に適切に変化する。

以上説明した実施の形態によれば、次のような作用効果を奏する。
（１）本実施形態のカメラ１において、第２撮像素子１６は、撮影レンズ８による像を撮像し、画像情報を出力する。ボディ制御装置１９は、測距素子１０からの焦点検出信号に基づいて、撮影レンズ８の焦点調節状態を示すデフォーカス量を求める。またボディ制御装置１９は、テンプレート画像情報４８の情報を基準とする像に関する基準情報として記憶するとともに、画像追尾演算を実行することにより、第２撮像素子１６から出力される画像情報に対応する追尾用画像における基準情報に相当する画像の位置を認識する。さらにボディ制御装置１９は、ステップＳ７０で画像追尾演算を実行して上記画像の位置を認識する前に、ステップＳ６７においてデフォーカス量を求める前半焦点検出演算処理を行うとともに、ステップＳ７０で画像追尾演算を実行して認識された上記画像の位置に対して、ステップＳ７１においてデフォーカス量を求める後半焦点検出演算処理を行うこととした。このようにしたので、画像追尾演算を実行する前にできるだけデフォーカス量の演算を行っておき、画像追尾演算の実行後に行うデフォーカス量の演算を少なくすることができる。したがって、限られた演算処理時間内で効率的な制御を行うことができる。
（２）ボディ制御装置１９は、撮影レンズ８の像面内の複数位置に対して設定された複数の焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋに対してデフォーカス量を検出する。またボディ制御装置１９は、ステップＳ７１で行う後半焦点検出演算処理においては、複数の焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうちステップＳ７０の画像追尾演算によって認識された画像の位置に対応する範囲に属する焦点検出エリアに対して、デフォーカス量を求めることとした（ステップＳ１０２、Ｓ１０６）。このようにしたので、追尾対象とされた被写体の動きに応じて焦点調節を行うためのデフォーカス量を素早く検出することができる。
（３）ボディ制御装置１９は、ステップＳ６７で行う前半焦点検出演算処理においては、複数の焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、前回の採用エリアおよびその周辺エリアとして予め選択された焦点検出エリアに対して、デフォーカス量を求めることとした。このようにしたので、追尾対象演算を行う前であっても、追尾対象とされた被写体が存在する可能性の高い範囲についてデフォーカス量を検出することができる。
（４）ボディ制御装置１９は、複数の焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、ステップＳ６７の前半焦点検出演算処理の際にデフォーカス量を求めた焦点検出エリアに対しては、ステップＳ１０２またはＳ１０６でデフォーカス量を求めるのを禁止することとした。このようにしたので、不要なデフォーカス量の演算を省略して演算処理時間を短縮することができる。
（５）ボディ制御装置１９は、ステップＳ７０の画像追尾演算によって基準情報に相当する追尾領域を特定できたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。追尾領域を特定できず
、基準情報の位置が追尾用画像において認識できなかった場合は、ステップＳ１０１以降の後半焦点検出演算処理を実行して撮影レンズ８の焦点調節状態を検出するのを禁止することとした。このようにしたので、画像追尾に失敗した場合に不要となるデフォーカス量の演算を省略して演算処理時間を短縮することができる。
（６）ボディ制御装置１９は、追尾優先モードと選択エリア優先モードとを選択的に設定することができる。追尾優先モードでは、ステップＳ７１で後半焦点検出演算処理を実行することにより、ステップＳ７０の画像追尾演算によって認識された対象画像の位置に対応するデフォーカス量を、ステップＳ６７の前半焦点検出演算処理によって検出されたデフォーカス量に優先して採用する（ステップＳ１０５、Ｓ１０９）。一方、選択エリア優先モードでは、ステップＳ５８で選択エリア優先焦点検出演算処理を実行することにより、複数の焦点検出エリア４５ａ〜４５ｋのうち、ユーザ選択エリアまたはその周辺エリアに対するデフォーカス量を採用する（ステップＳ８４、Ｓ８８）。このとき、ステップＳ６４の画像追尾演算後にはデフォーカス量を算出しないこととした。このようにしたので、ユーザの使用形態に応じていずれかのモードを設定し、適切に焦点調節制御を行うことができる。
（７）ボディ制御装置１９は、測距素子１０からの焦点検出信号に基づいて求められたデフォーカス量に基づいて、撮影レンズ８の焦点調節を行う。特に、第１撮像素子４による撮像を複数回繰り返し行う連写中には、その複数回の撮像の間隔に、ステップＳ６７の前半焦点検出演算処理およびステップＳ７１の後半焦点検出演算を行うこととした。このようにしたので、限られた演算処理時間内で適切に撮影レンズ８の焦点調節を行うことができる。

尚、上記実施の形態では焦点検出を独立した測距素子１０を用いて行う例を示したが、第１撮像素子４の撮像画素配列中に撮影レンズの瞳の異なる部分を通過した一対の光束を受光する焦点検出用画素を混在して配置するようにし、この焦点検出用画素の出力を用いて焦点調節状態を求めるようにしてもよい。また第２撮像素子に代えて、この第１撮像素子の出力を用いて追尾や測光を行ってもよい。

１ カメラ
２ カメラ本体
４ 第１撮像素子
８ 撮影レンズ
１０ 測距素子
１６ 第２撮像素子
１９ ボディ制御装置

Claims (5)

1. デフォーカス量を演算するデフォーカス量演算部と、
   複数の焦点検出エリアのうち焦点光学系の駆動制御に用いる前記焦点検出エリアの前記デフォーカス量を決定する決定部と、
   前記決定部に決定された前記デフォーカス量を用いて焦点光学系の駆動制御を行う制御部と、
   前記制御部による前記焦点光学系の駆動制御に用いられた前記焦点検出エリアの位置に関する第１情報を取得する取得部と、
   追尾対象の情報が含まれる基準情報と、撮像部により繰り返し取得される画像情報とを用いて前記追尾対象の位置に関する第２情報を取得する追尾部と、を含み、
   前記デフォーカス量演算部は、前記追尾部による演算が終了する前に、前記第１情報を用いて選択された少なくとも１つの前記焦点検出エリアについて第１デフォーカス量を演算し、
   前記追尾部による演算が終了した後に、前記第２情報を用いて選択された少なくとも１つの前記焦点検出エリアについて第２デフォーカス量を演算し、
   前記決定部は、前記第１デフォーカス量及び前記第２デフォーカス量の少なくとも一方と、前記制御部による前記焦点光学系の駆動制御に用いられたデフォーカス量である第３デフォーカス量とを比較することにより前記焦点光学系の駆動制御に用いる前記デフォーカス量を決定することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載された撮像装置であって、
   前記決定部は、前記第３デフォーカス量と前記第２デフォーカス量との差が第１所定値以内であるとき前記第２デフォーカス量を前記焦点光学系の駆動制御に用いる前記デフォーカス量として決定し、前記第３デフォーカス量と前記第２デフォーカス量との差が前記第１所定値より大きく、前記第３デフォーカス量と前記第１デフォーカス量との差が第２所定値より小さいとき前記第１デフォーカス量を前記焦点光学系の駆動制御に用いる前記デフォーカス量として決定することを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された撮像装置であって、
   前記デフォーカス量演算部は、連写撮影時の第１撮影と前記第１撮影後の第２撮影との間の期間に前記第１デフォーカス量及び前記第２デフォーカス量を演算し、前記第１デフォーカス量は前記追尾部による演算が終了する前に演算されることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項３に記載された撮像装置であって、
   前記デフォーカス量演算部は、前記第１撮影と前記第２撮影との間の期間において、前記第１デフォーカス量の演算でデフォーカス量を演算した前記焦点検出エリアについては、前記第２デフォーカス量の演算でデフォーカス量を演算しないことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１乃至請求項４に記載された撮像装置であって、
   前記撮像部は、測光に用いられる測光センサであることを特徴とする撮像装置。