JP2005233985A - オートフォーカスカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】動体予測時により確実にフォーカスを調整することができる。
【解決手段】ＣＰＵ４６は、シャッタボタン５６が半押し状態のとき、最近位置に存在する特定被写体までの距離をパッシブセンサ４４の出力に基づいて繰り返し測定する。ＣＰＵ４６はまた、シャッタボタン５６が全押しされたとき、特定被写体の合焦点をイメージセンサ１８の出力に基づいて検出する。ＣＰＵ４６はさらに、パッシブセンサ４４を用いた被写体距離の測定結果とイメージセンサ１８を用いた合焦点の検出結果とに基づいて、シャッタボタン５６が全押しされる前後における被写界の変化が所定条件を満たすか否かを判断する。判断結果が肯定的であれば、被写体距離の測定結果に基づいてフォーカスが調整される。一方、判断結果が否定的であれば、合焦点の検出結果に基づいてフォーカスが調整される。
【選択図】図１

Description

この発明は、オートフォーカスカメラに関し、特にたとえば、外光ＡＦ方式およびコントラストＡＦ方式を併用してフォーカスを調整する、オートフォーカスカメラに関する。

従来のこの種のオートフォーカスカメラの一例が、特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、ＡＦ方式としてパッシブＡＦおよびアクティブＡＦが用意され、いわゆる動体予測を行うときはパッシブＡＦが選択される。これによって、移動する被写体に向けられた良好なフォーカス調整が実現される。
特開２００１−４９０９号公報［Ｇ０２Ｂ ７／２８ ７／３４ ７／３２ Ｇ０３Ｂ １３／３６］

しかし、動体予測は、撮影操作が行われるまでの被写体の動きを参照して、撮影時の被写体の位置を予測するものである。このため、撮影操作の前後で被写体が想定範囲外の動きをした場合、動体予測ではフォーカスを良好に調整することはできない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、動きのある被写体に対するより確実なフォーカス調整を実現できる、オートフォーカスカメラを提供することである。

この発明に従うオートフォーカスカメラは、撮影指令が発行されないとき最近位置に存在する特定被写体までの距離を第１センサの出力に基づいて繰り返し測定する測定手段、撮影指令が発行されたとき特定被写体の合焦点を第２センサの出力に基づいて検出する合焦点検出手段、測定手段の測定結果と合焦点検出手段の検出結果とに基づいて撮影指令が発行される前後における被写界の変化が所定条件を満たすか否かを判断する判断手段、判断手段の判断結果が肯定的であるとき測定手段の測定結果に基づいてフォーカスを調整する第１調整手段、および判断手段の判断結果が否定的であるとき合焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカスを調整する第２調整手段を備える。

測定手段は、撮影指令が発行されないとき、最近位置に存在する特定被写体までの距離を第１センサの出力に基づいて繰り返し測定する。合焦点検出手段は、撮影指令が発行されたとき、特定被写体の合焦点を第２センサの出力に基づいて検出する。判断手段は、測定手段の測定結果と合焦点検出手段の検出結果とに基づいて、撮影指令が発行される前後における被写界の変化が所定条件を満たすか否かを判断する。判断手段の判断結果が肯定的であれば、第１調整手段が、測定手段の測定結果に基づいてフォーカスを調整する。一方、判断手段の判断結果が否定的であれば、第２調整手段が、合焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカスを調整する。

撮影指令が発行される前後における被写界の変化が所定条件を満たせば、測定手段の測定結果の信頼性が高いとみなし、測定手段の測定結果に基づいてフォーカスが調整される。一方、撮影指令が発行される前後における被写界の変化が所定条件を満たさないときは、測定手段による測定結果の信頼性が低いとみなし、合焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカスが調整される。これによって、動体予測時により確実にフォーカスを調整することができる。

請求項２の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項１に従属し、被写界には複数のエリアが割り当てられ、所定条件は、特定被写体が存在するエリアが撮影指令が発される前後で一致するというエリア条件を含む。特定被写体が存在するエリアが撮影指令の前後で一致するか否かは、測定手段の測定結果の信頼性に大きく影響する。そこで、かかるエリア条件を課すようにしている。

請求項３の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項２に従属し、合焦点検出手段によって検出された合焦点に基づいて特定被写体までの距離を算出する算出手段をさらに備え、所定条件は、撮影指令が発行される直前に測定手段によって測定された距離と算出手段によって算出された距離との差分が閾値以下であるという距離条件をさらに含む。

特定被写体までの距離が撮影指令の前後で大きく異なる場合、測定手段による測定結果の信頼性が低下する。そこで、かかる距離条件を課すようにしている。

請求項４の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項３に従属し、測定手段は、複数のエリアの各々に属する被写体までの距離を測定する測定実行手段、および測定実行手段によって測定された複数の距離の中から最短距離を検出する距離検出手段を含む。これによって、特定被写体までの距離を正確に測定することができる。

請求項５の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項４に従属し、距離検出手段によって検出された最短距離に対応するエリアを複数のエリアの中から特定する第１エリア特定手段、および合焦点検出手段によって検出された合焦点に対応するエリアを複数のエリアの中から特定する第２エリア特定手段をさらに備える。これによって、特定被写体が属するエリアを的確に特定することができる。

請求項６の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項１に従属し、合焦点検出手段によって検出された合焦点に基づいて特定被写体までの距離を算出する算出手段をさらに備え、所定条件は、撮影指令が発行される直前に測定手段によって測定された距離と算出手段によって算出された距離との差分が閾値以下であるという距離条件を含む。

請求項７の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項１ないし６のいずれかに従属し、測定手段による測定動作が行われる毎にフォーカスを調整する第３調整手段をさらに備え、合焦点検出手段は、フォーカスを変更できる最大範囲よりも狭い特定範囲でフォーカスを変更するフォーカス変更手段を含む。これによって、撮影指令が発行されたときに特定被写体の合焦点を短時間で検出することができる。

請求項８の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項１ないし９のいずれかに従属し、測定手段による測定時刻を検出する時刻検出手段をさらに備え、第１調整手段は時刻検出手段によって検出された測定時刻を参照して調整動作を行う。

請求項９の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項１ないし８のいずれかに従属し、測定手段は位相差検出方式によって特定被写体までの距離を測定し、合焦点検出手段はコントラスト検出方式によって合焦点を検出する。

請求項１０の発明に従うオートフォーカスカメラは、請求項１ないし９のいずれかに従属し、撮影指令に応答して撮影された被写界像を記録媒体に記録する記録手段をさらに備える。

請求項１１の発明に従うフォーカス制御プログラムは、オートフォーカスカメラのプロセサによって実行されるフォーカス制御プログラムであって、(a)撮影指令が発行されないとき最近位置に存在する特定被写体までの距離を第１センサの出力に基づいて繰り返し測定し、(b)撮影指令が発行されたとき特定被写体の合焦点を第２センサの出力に基づいて検出し、(c)ステップ(a)の測定結果とステップ(b)の検出結果とに基づいて撮影指令が発行される前後における被写界の変化が所定条件を満たすか否かを判断し、(d)ステップ(c)の判断結果が肯定的であるときステップ(a)の測定結果に基づいてフォーカスを調整し、そして(e)ステップ(c)の判断結果が否定的であるときステップ(b)の検出結果に基づいてフォーカスを調整する。請求項１と同様、動体予測時により確実にフォーカスを調整することができる。

この発明によれば、撮影指令が発行される前後における被写界の変化に応じて異なる方法でフォーカスを調整するようにしたため、動体予測時により確実にフォーカスを調整することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、ズームレンズ１２，フォーカスレンズ１４および絞りユニット１６を含む。被写界の光学像は、これらの部材を通してイメージセンサ１８の受光面つまり撮像面に照射される。撮像面では、光電変換によって被写体の光学像に対応する電荷つまり生画像信号が生成される。

被写界のリアルタイム動画像つまりスルー画像をＬＣＤモニタ３８に表示するとき、ＣＰＵ４６は、絞りの開放をドライバ２４に命令し、プリ露光および間引き読み出しの繰り返しをドライバ２６に命令する。ドライバ２４は、絞りユニット１６の絞りを開放し、ドライバ２６は、イメージセンサ１８のプリ露光とこれによって生成された生画像信号の間引き読み出しとを繰り返し実行する。プリ露光および間引き読み出しは、１／３０秒ごとに発生する垂直同期信号に応答して実行される。これによって、被写体の光学像に対応する低解像度の生画像信号が、３０ｆｐｓのフレームレートでイメージセンサ１８から出力される。

出力された各フレームの生画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路２８によってノイズ除去，レベル調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施される。これによって、ディジタル信号である生画像データが得られる。信号処理回路３０は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路２８から出力された生画像データに白バランス調整，色分離，ＹＵＶ変換などの処理を施し、ＹＵＶ形式の画像データを生成する。生成された画像データは、メモリ制御回路３２によってＳＤＲＡＭ３４に書き込まれ、その後同じメモリ制御回路３２によってＳＤＲＡＭ３４から読み出される。ビデオエンコーダ３６は、メモリ制御回路３２によって読み出された画像データをＮＴＳＣフォーマットに従うコンポジットビデオ信号に変換し、変換されたコンポジットビデオ信号をＬＣＤモニタ３８に与える。この結果、被写体のスルー画像がモニタ画面に表示される。

信号処理回路３０によって生成された画像データのうちＹデータは、露光制御のために輝度評価回路４０に与えられる。輝度評価回路４０は、Ｙデータを１フレーム毎に積分して、輝度評価値を求める。ＣＰＵ４６は、輝度評価回路４０によって求められた輝度評価値を垂直同期信号に応答して取り込み、ドライバ２６に設定された露光時間をこの輝度評価値に基づいて更新する。これによって、スルー画像の明るさが調整される。

スルー画像が表示されている状態でズームキー６０が操作されると、ＣＰＵ４６は、ズームレンズ１２の駆動をドライバ２０に命令する。ズームレンズ１２は、ドライバ２０によって光軸方向に移動する。ＬＣＤモニタ３８に表示されるスルー画像の画角は、ズームキー６０の操作に応答して変化する。

シャッタボタン５６が半押しされると、輝度評価回路４０から出力された輝度評価値に基づいて、記録用の露光制御が行われる。このときは、ドライバ２６に設定された露光時間だけでなく、ドライバ２４に設定された絞り量も調整される。

かかる露光制御が完了すると、パッシブＡＦ方式およびコントラストＡＦ方式に従ってフォーカスが調整される。なお、フォーカス調整にあたって、ＣＰＵ４６はドライバ２２に移動命令を与える。フォーカスレンズ１４は、ドライバ２２によって光軸方向に移動される。

パッシブＡＦに関して、被写界の光学像は、光学レンズ４４ａを通してリニアセンサ４４ｃに照射され、光学レンズ４４ｂを通してリニアセンサ４４ｄに照射される。リニアセンサ４４ｃおよび４４ｄから出力された画像信号はＣＰＵ４６に与えられる。リニアセンサ４４ｃによって捉えられる画像とリニアセンサ４４ｄによって捉えられる画像との間には、ずれ（位相差）がある。ＣＰＵ４６は、この位相差を用いた三角測量によって被写体までの距離を測定し、測定された距離に基づいて合焦点を検出する。

コントラストＡＦに関して、ＡＦ評価回路４２は、信号処理回路３０から出力されたＹデータを１フレーム期間毎に積分して、ＡＦ評価値を求める。ＣＰＵ４６は、求められたＡＦ評価値を垂直同期信号に応答して取り込み、取り込まれたＡＦ評価値に基づいて合焦点を検出する。

パッシブＡＦでは、高速のフォーカス調整が可能であるが、精度が低い。コントラストＡＦでは、高精度のフォーカス調整が可能であるが、調整に時間がかかる。そこで、この実施例では、パッシブＡＦによって検出された合焦点の近傍までフォーカスレンズ１４を移動させ、その後にコントラストＡＦによってフォーカスレンズ１４を合焦点に設定するようにしている。これによって、高速かつ高精度のフォーカス制御が実現される。

なお、ズーム倍率が高いとき、注目する被写体までの距離が近いとき、被写界の明るさが不十分なとき、あるいはモードキー５８によってマクロモードが選択されているときは、コントラストＡＦのみによってフォーカスが調整される。詳しくは、後段で説明する。

シャッタボタン５６が全押しされると、撮影処理が実行される。ＣＰＵ４６は、１回の本露光および１回の全画素読み出しをドライバ２６に命令し、画像圧縮をＪＰＥＧコーデック４８に命令する。ドライバ２６は、イメージセンサ１８に本露光を施し、これによって得られた生画像信号をイメージセンサ１８から読み出す。読み出された生画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路２８および信号処理回路３０によって上述と同様の処理を施される。これによって得られたＹＵＶ形式の画像データは、メモリ制御回路３２によってＳＤＲＡＭ３４に書き込まれる。

ＪＰＥＧコーデック４８は、メモリ制御回路３２を通してＳＤＲＡＭ３４から画像データを読み出し、読み出された画像データにＪＰＥＧ圧縮を施し、そして圧縮画像データつまりＪＰＥＧデータをメモリ制御回路３２を通してＳＤＲＡＭ３４に書き込む。ＣＰＵ４６は、こうして得られたＪＰＥＧデータをメモリ制御回路３２を通してＳＤＲＡＭ３４から読み出し、読み出されたＪＰＥＧデータを含むＪＰＥＧファイルをＩ／Ｆ回路５０を通して記録媒体５２に記録する。

モードキー５８によって動体予測モードが選択された場合は、シャッタボタン５６が半押し状態のときに、パッシブＡＦによる測距が繰り返し実行される。測定された距離および測定時刻は履歴テーブル４６ｔに登録される。シャッタボタン５６が半押し状態から全押し状態に移行すると、履歴テーブル４６ｔを参照して本露光時の被写体の距離が予測される。フォーカスレンズ１４は予測された距離に対応する位置に設定され、設定が完了すると上述と同様の撮影処理が実行される。なお、シャッタボタン５６が全押しされる前後で被写界に予想以上の変化が生じたときは、動体予測に代えてコントラストＡＦによるフォーカス調整が実行される。詳しくは、後述する。

ＣＰＵ４６は、具体的には、図９〜図１２に示すフロー図に従う処理を実行する。なお、これらのフロー図に対応する制御プログラムは、フラッシュメモリ５４に記憶されている。

まず、図９のステップＳ１でスルー画像処理系を起動する。具体的には、プリ露光および間引き読み出しの繰り返しをドライバ２６に命令する。これによってスルー画像がＬＣＤモニタ３８に出力される。

ステップＳ３ではシャッタボタン５６が半押しされたか否かを判断し、ステップＳ５ではズームキー６０が操作されたか否かを判断する。シャッタボタン５６およびズームキー６０のいずれも操作されないときは、ステップＳ９でスルー画像用ＡＥ処理を実行する。これによって、露光時間が調整される。ＡＥ処理が完了すると、ステップＳ３に戻る。ズームキー６０が操作されたときはステップＳ５でＹＥＳと判断し、ステップＳ７でズーム処理を行う。これによって、ズームレンズ１２が光軸方向に移動する。ズーム処理が完了すると、ステップＳ３に戻る。

シャッタボタン５６が半押しされると、ステップＳ３でＹＥＳと判断し、ステップＳ１１で記録用ＡＥ処理を実行する。これによって、最適露光量が得られるように露光時間および絞り量が調整される。ステップＳ１３では、撮影条件がパッシブＡＦに適した条件であるか否かを判定し、判定結果に応じて判定フラグｆｌｇ１を“０”または“１”に設定する。つまり、撮影条件がパッシブＡＦに適していなければ判定フラグｆｌｇ１を“０”に設定し、撮影条件がパッシブＡＦに適していれば判定フラグｆｌｇ１を“１”に設定する。

判定フラグｆｌｇ１が“０”であれば、ステップＳ１５でＮＯと判断し、ステップＳ１７でコントラストＡＦを実行する。判定フラグｆｌｇ１がセット状態であれば、ステップＳ１５からステップＳ１９に進み、動体予測モードが選択されているか否かを判断する。動体予測モードが選択されていなければ、ステップＳ２１およびＳ２３でパッシブＡＦおよびコントラストＡＦをそれぞれ実行する。

パッシブＡＦおよびコントラストＡＦを併用する場合、フォーカスレンズ１４は、パッシブＡＦによって合焦点近傍に高速に移動し、コントラストＡＦによって合焦点に設定される。コントラストＡＦのみを行う場合、フォーカスレンズ１４は、所定速度で合焦点に設定される。

ステップＳ１７またはＳ２３の処理が完了すると、ステップＳ２５およびＳ２７でシャッタボタン５６の操作状態を判断する。シャッタボタン５６の半押しが継続されている限り、ステップＳ２５およびＳ２７の処理を繰り返す。シャッタボタン５６の操作が解除されたときは、ステップＳ２７でＹＥＳと判断し、ステップＳ３に戻る。シャッタボタン５６が全押しされたときは、ステップＳ２５でＹＥＳと判断し、ステップＳ２９で撮影処理を実行する。撮影処理によって、被写体像に対応するＪＰＥＧデータが格納されたＪＰＥＧファイルが、記録媒体５２に記録される。撮影処理が完了すると、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ１９でＹＥＳと判断されると、ステップＳ３１で動体予測処理を実行する。動体予測処理の途中でシャッタボタン５６の操作が解除されると、実行フラグｆｌｇ２が“０”に設定される。動体予測処理の途中でシャッタボタン５６が全押しされると、フォーカス制御が実行され、実行フラグｆｌｇ２が“１”に設定される。

ステップＳ３３では、かかる実行フラグｆｌｇ２の状態を判別する。実行フラグｆｌｇ２が“０”であればステップＳ３に戻り、実行フラグｆｌｇ２が“１”であればステップＳ３５で撮影処理を実行する。撮影処理が完了すると、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ１３のパッシブＡＦ判定処理は、図１０に示すサブルーチンに従って実行される。説明に先立って、被写界Ｈには、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように３つのフォーカスエリアＦ０〜Ｆ２が割り当てられる。ＡＦ評価値は、フォーカスエリアＦ０〜Ｆ２の各々について求められる。フォーカスエリアＦ０〜Ｆ２とパッシブセンサ４４の検知エリアＭとの位置関係は、ズーム倍率に応じて変化する。

図１０のステップＳ４１では、ズーム倍率を閾値ＴＨ１と比較する。ズーム倍率が閾値ＴＨ１以上であれば、検知エリアＭは図２（Ａ）に示すようにフォーカスエリアＦ１のみを跨いでいるとみなし、パッシブＡＦを禁止するべくステップＳ５７で判定フラグｆｌｇ１を“０”に設定する。なお、図２（Ａ）に示す位置関係のときにパッシブＡＦを禁止するのは、注目する被写体がフォーカスエリアＦ０またはＦ２に属する場合にパッシブＡＦが誤調整を引き起こす可能性があるからである。

一方、ズーム倍率が閾値ＴＨ１未満であれば、検知エリアＭは図２（Ｂ）または図２（Ｃ）に示すようにフォーカスエリアＦ０〜Ｆ２を跨いでいるとみなし、ステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では、検知エリアＭのうちフォーカスエリアＦ０，Ｆ１およびＦ２とそれぞれ重複しているエリアＭ０，Ｍ１およびＭ２を有効エリアとして特定する。フラッシュメモリ５４には、図３に示すようにズーム倍率と有効エリアＭ０〜Ｍ２との関係が記述された有効エリアテーブル５４ｔが格納されている。ステップＳ４３では、この有効エリアテーブル５４ｔを参照して現時点のズーム倍率に対応する有効エリアＭ０〜Ｍ２を特定する。

ステップＳ４５では、特定された有効エリアＭ０〜Ｍ２の各々に属する被写体までの距離をパッシブセンサ４４の出力に基づいて測定し、続くステップＳ４７では、求められた３つの距離の中から最短距離を特定する。

ステップＳ４９では特定された最短距離が閾値ＴＨ２未満であるか否かを判断し、ステップＳ５１ではマクロモードが選択されているか否かを判断し、そしてステップＳ５３では被写界の明るさが閾値ＴＨ３未満であるか否かを輝度評価回路４０の出力に基づいて判断する。ステップＳ４９，Ｓ５１およびＳ５３の少なくとも１つでＹＥＳと判断されると、パッシブＡＦを許可するべくステップＳ５５で判定フラグｆｌｇ１を“１”に設定する。これに対して、ステップＳ４７，Ｓ４９およびＳ５１の全てでＮＯと判断されると、パッシブＡＦを禁止するべくステップＳ５７で判定フラグｆｌｇ１を“０”に設定する。

被写体までの距離が短い場合およびマクロモードが選択されている場合にパッシブＡＦを禁止するのは、被写体までの距離が短いほどパッシブセンサ４４およびイメージセンサ１８の位置ずれの影響を無視できなくなるからである。また、被写界の明るさが不十分なときにパッシブＡＦを禁止するのは、被写界が暗いほどパッシブセンサ４４の精度が低下するからである。ステップＳ５３またはＳ５５の処理が完了すると、上階層のルーチンに復帰する。

ステップＳ３１の動体予測処理は、図１１および図１２に示すサブルーチンに従って実行される。

まずステップＳ６１〜Ｓ６５で、上述のステップＳ４３〜Ｓ４７と同様の処理を行う。ステップＳ６７では、タイマ（図示せず）を参照して、ステップＳ６３の処理を行った時刻を取得する。ステップＳ６９では、ステップＳ６５で特定した最短距離とステップＳ６７で取得した時刻とを図４に示す履歴テーブル４６ｔに登録する。ステップＳ７１では、フォーカスエリアＦ０〜Ｆ２のうち最短距離の被写体が属するフォーカスエリアをエリアＦＰとして特定し、ステップＳ７３では、最短距離に対応する位置にフォーカスレンズ１４を移動させる。

シャッタボタン５６が半押し状態であれば、ステップＳ７５でＹＥＳと判断し、ステップＳ６１に戻る。したがって、半押し状態が継続する間は、パッシブセンサ４４を用いた測距が繰り返し実行され、測定された最短距離および測定時刻が履歴テーブル４６ｔに順次登録される。

シャッタボタン５６の操作が解除されると、ステップＳ７５およびＳ７７でＮＯと判断し、ステップＳ７９で実行フラグｆｌｇ２を“０”に設定してから上階層のルーチンに復帰する。

シャッタボタン５６が全押しされると、ステップＳ７７でＹＥＳと判断し、ステップＳ８１で微小コントラストＡＦ処理を実行する。ここでは、フォーカスレンズ１４の現在位置を中心とする“２α”の範囲でコントラストＡＦが実行される。

フォーカスエリアＦ０，Ｆ１およびＦ２のＡＦ評価値特性が図５に示す曲線ＣＲＶ０，ＣＲＶ１およびＣＲＶ２に沿って変化し、フォーカスレンズ１４がレンズ位置Ｐｃを中心とする“２α”の範囲で移動する場合、微小コントラストＡＦでは合焦点ＦＰ０〜ＦＰ２のうち合焦点ＦＰ１のみが検出される。一方、フォーカスエリアＦ０，Ｆ１およびＦ２のＡＦ評価値特性が図６に示す曲線ＣＲＶ０´，ＣＲＶ１´およびＣＲＶ２´に従って変化し、フォーカスレンズ１４がレンズ位置Ｐｃ´を中心とする“２α”の範囲で移動する場合、微小コントラストＡＦでは合焦点ＦＰ０´〜ＦＰ２´のうち合焦点ＦＰ０´およびＦＰ１´が検出される。

ステップＳ８３では、微小コントラストＡＦによって複数の合焦点が検出されたか否かを判断する。ここでＮＯであればそのままステップＳ８７に進むが、ＹＥＳであればステップＳ８５で至近端側の合焦点を特定してからステップＳ８７に進む。ステップＳ８７では、注目合焦点（微小コントラストＡＦによって検出された唯一の合焦点、またはステップＳ８５で特定された合焦点）に対応するフォーカスエリアをエリアＦＣとして特定し、ステップＳ８９では、注目合焦点に対応する被写体までの距離を算出する。

ステップＳ９１では、フォーカスエリアＦＰおよびＦＣが互いに一致するか否かを判断する。ステップＳ９３では、直前のステップＳ６５の処理によって特定された最短距離とステップＳ８９で算出された距離との差分が閾値ＴＨ４以下であるか否かを判断する。なお、閾値ＴＨ４は、シャッタボタン５６が半押し状態のときの被写体の移動速度に応じて変化させるようにしてもよい。

ステップＳ９１およびＳ９３の両方でＹＥＳと判断されるとステップＳ９５に進み、撮影処理（本露光）を行うときの被写体までの距離を履歴テーブル４６ｔを参照して予測する。ステップＳ９７では、予測された距離に対応する位置にフォーカスレンズ１４を移動させる。移動が完了すると、ステップＳ１０１で実行フラグｆｌｇ２を“１”に設定してから上階層のルーチンに復帰する。

これに対して、ステップＳ９１およびＳ９３のいずれか一方でもＮＯと判断されたときは、ステップＳ９９でフォーカスレンズ１４を注目合焦点に設定し、ステップＳ１０１で実行フラグｆｌｇ２を“１”に設定し、その後、上階層のルーチンに復帰する。つまり、フォーカスエリアＦＰおよびＦＣが互いに一致しないとき、あるいは一致しても距離の差分が閾値ＴＨ４よりも大きいときは、動体予測が中止され、コントラストＡＦ（微小コントラストＡＦ）に従うフォーカス調整が実行される。

図７（Ａ）に示すように被写界Ｈ内で動きベクトルＡＸ１に従って移動する子供ＣＬを動体予測モードで撮影する場合、シャッタボタン５６が半押しされている状態では、パッシブＡＦの繰り返しによってフォーカスが子供ＣＬに追従する。履歴テーブル４６ｔには、測定された距離と測定時刻とが蓄積される。

図７（Ｂ）に示すように、シャッタボタン５６が全押しされる前後における子供ＣＬの動きを表す動きベクトルＡＸ２が動きベクトルＡＸ１と等しく、この結果、子供ＣＬが属するフォーカスエリアがシャッタボタン５６が全押しされる前後で一致し、かつパッシブＡＦによって最後に測定された距離と微小コントラストＡＦによって測定された距離との差分が閾値ＴＨ４以下である場合、ステップＳ９１およびＳ９３でＹＥＳと判断される。フォーカスは、履歴テーブル４６ｔを参照して調整される。

しかし、動きベクトルＡＸ２が図８（Ａ）に示すように変化し、この結果、子供ＣＬが属するフォーカスエリアがシャッタボタン５６が全押しされる前後で異なる場合、ステップＳ９１でＮＯと判断される。フォーカスは、微小コントラストＡＦによって特定された合焦点に設定される。また、動きベクトルＡＸ２が図８（Ｂ）に示すように変化し、この結果、パッシブＡＦによって最後に測定された距離と微小コントラストＡＦによって測定された距離との差分が閾値ＴＨ４を上回る場合、ステップＳ９３でＮＯと判断される。フォーカスは、微小コントラストＡＦによって特定された合焦点に設定される。

パッシブＡＦに代えてコントラストＡＦによってフォーカスを調整するのは、図８（Ａ）および図８（Ｂ）における子供ＣＬの動きが動体予測の想定外の動きであり、動体予測よりもむしろコントラストＡＦの方が良好にフォーカスを調整できるからである。

また、図８（Ｂ）のように子供ＣＬが突然カメラ前方に迫って来た場合、シャッタボタン５６が半押しされた当初は子供ＣＬまでの距離が閾値ＴＨ２を上回っていたにも拘わらず、シャッタボタン５６が全押しされた時点では子供ＣＬまでの距離が閾値ＴＨ２以下となっていることがある。閾値ＴＨ２以下では、パッシブセンサ４４とイメージセンサ１８との位置ずれの影響が無視できない。図８（Ｂ）でコントラストＡＦに従うフォーカス調整を行う理由は、ここにもある。

以上の説明から分かるように、ＣＰＵ４６は、シャッタボタン５６が半押し状態のとき、最近位置に存在する特定被写体までの距離をパッシブセンサ４４の出力に基づいて繰り返し測定する(S61~S65)。ＣＰＵ４６はまた、シャッタボタン５６が全押しされたとき、特定被写体の合焦点をイメージセンサ１８の出力に基づいて検出する(S81~S83)。ＣＰＵ４６はさらに、パッシブセンサ４４を用いた被写体距離の測定結果とイメージセンサ１８を用いた合焦点の検出結果とに基づいて、シャッタボタン５６が全押しされる前後における被写界の変化が所定条件を満たすか否かを判断する(S91, S93)。判断結果が肯定的であれば、被写体距離の測定結果に基づいてフォーカスが調整される。一方、判断結果が否定的であれば、合焦点の検出結果に基づいてフォーカスが調整される。

つまり、シャッタボタン５６が全押しされる前後における被写界の変化が所定条件を満たせば、パッシブセンサ４４を用いた被写体距離の測定結果の信頼性が高いとみなし、この測定結果に基づいてフォーカスが調整される。一方、シャッタボタン５６が全押しされる前後における被写界の変化が所定条件を満たさないときは、パッシブセンサ４４による測定結果の信頼性が低いとみなし、イメージセンサ１８を用いた合焦点の検出結果に基づいてフォーカスが調整される。これによって、動体予測時により確実にフォーカスを調整することができる。

なお、この実施例では、フォーカスを調整するときにフォーカスレンズ１４のみを光軸方向に移動させるようにしているが、フォーカスレンズ１４に代えてあるいはフォーカスレンズ１４とともに、イメージセンサ１８を光軸方向に移動させるようにしてもよい。また、この実施例では、ＡＦ方式の１つとしてパッシブＡＦを採用しているが、パッシブＡＦに代えてアクティブＡＦを採用するようにしてもよい。

この発明の一実施例の構成を示す図解図である。 （Ａ）はズーム倍率を望遠側に設定したときの被写界とパッシブセンサの検知エリアとの位置関係を示す図解図であり、（Ｂ）はズーム倍率を中間値に設定したときの被写界とパッシブセンサの検知エリアとの位置関係を示す図解図であり、（Ｃ）はズーム倍率を広角側に設定したときの被写界とパッシブセンサの検知エリアとの位置関係を示す図解図である。 図１実施例に適用される有効エリアテーブルの一例を示す図解図である。 図１実施例に適用される履歴テーブルの一例を示す図解図である。 レンズ位置に対するＡＦ評価値の変化の一例を示すグラフである。 レンズ位置に対するＡＦ評価値の変化の他の一例を示すグラフである。 （Ａ）はシャッタボタンが全押しされる直前の被写界の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はシャッタボタンが全押しされた直後の被写界の一例を示す図解図である。 （Ａ）はシャッタボタンが全押しされた直後の被写界の他の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はシャッタボタンが全押しされた直後の被写界のその他の一例を示す図解図である。 図１実施例に適応されるＣＰＵの動作の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適応されるＣＰＵの動作の他の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適応されるＣＰＵの動作のその他の一部を示すフロー図である。 図１実施例に適応されるＣＰＵの動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。

符号の説明

１０ …ディジタルカメラ
１２ …ズームレンズ
１４ …フォーカスレンズ
１６ …絞りユニット
１８ …イメージセンサ
４０ …輝度評価回路
４２ …ＡＦ評価回路
４４ …パッシブセンサ
４６ …ＣＰＵ

Claims (11)

1. 撮影指令が発行されないとき最近位置に存在する特定被写体までの距離を第１センサの出力に基づいて繰り返し測定する測定手段、
   前記撮影指令が発行されたとき前記特定被写体の合焦点を第２センサの出力に基づいて検出する合焦点検出手段、
   前記測定手段の測定結果と前記合焦点検出手段の検出結果とに基づいて前記撮影指令が発行される前後における前記被写界の変化が所定条件を満たすか否かを判断する判断手段、
   前記判断手段の判断結果が肯定的であるとき前記測定手段の測定結果に基づいてフォーカスを調整する第１調整手段、および
   前記判断手段の判断結果が否定的であるとき前記合焦点検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスを調整する第２調整手段を備える、オートフォーカスカメラ。
2. 被写界には複数のエリアが割り当てられ、
   前記所定条件は、前記特定被写体が存在するエリアが前記撮影指令が発行される前後で一致するというエリア条件を含む、請求項１記載のオートフォーカスカメラ。
3. 前記合焦点検出手段によって検出された合焦点に基づいて前記特定被写体までの距離を算出する算出手段をさらに備え、
   前記所定条件は、前記撮影指令が発行される直前に前記測定手段によって測定された距離と前記算出手段によって算出された距離との差分が閾値以下であるという距離条件をさらに含む、請求項２記載のオートフォーカスカメラ。
4. 前記測定手段は、前記複数のエリアの各々に属する被写体までの距離を測定する測定実行手段、および前記測定実行手段によって測定された複数の距離の中から最短距離を検出する距離検出手段を含む、請求項３記載のオートフォーカスカメラ。
5. 前記距離検出手段によって検出された最短距離に対応するエリアを前記複数のエリアの中から特定する第１エリア特定手段、および
   前記合焦点検出手段によって検出された合焦点に対応するエリアを前記複数のエリアの中から特定する第２エリア特定手段をさらに備える、請求項４記載のオートフォーカスカメラ。
6. 前記合焦点検出手段によって検出された合焦点に基づいて前記特定被写体までの距離を算出する算出手段をさらに備え、
   前記所定条件は、前記撮影指令が発行される直前に前記測定手段によって測定された距離と前記算出手段によって算出された距離との差分が閾値以下であるという距離条件を含む、請求項１記載のオートフォーカスカメラ。
7. 前記測定手段による測定動作が行われる毎に前記フォーカスを調整する第３調整手段をさらに備え、
   前記合焦点検出手段は、前記フォーカスを変更できる最大範囲よりも狭い特定範囲で前記フォーカスを変更するフォーカス変更手段を含む、請求項１ないし６のいずれかに記載のオートフォーカスカメラ。
8. 前記測定手段による測定時刻を検出する時刻検出手段をさらに備え、
   前記第１調整手段は前記時刻検出手段によって検出された測定時刻を参照して調整動作を行う、請求項１ないし９のいずれかに記載のオートフォーカスカメラ。
9. 前記測定手段は位相差検出方式によって前記特定被写体までの距離を測定し、
   前記合焦点検出手段はコントラスト検出方式によって前記合焦点を検出する、請求項１ないし８のいずれかに記載のオートフォーカスカメラ。
10. 前記撮影指令に応答して撮影された被写界像を記録媒体に記録する記録手段をさらに備える、請求項１ないし９のいずれかに記載のオートフォーカスカメラ。
11. オートフォーカスカメラのプロセサによって実行されるフォーカス制御プログラムであって、
    (a) 撮影指令が発行されないとき最近位置に存在する特定被写体までの距離を第１センサの出力に基づいて繰り返し測定し、
    (b) 前記撮影指令が発行されたとき前記特定被写体の合焦点を第２センサの出力に基づいて検出し、
    (c) 前記ステップ(a)の測定結果と前記ステップ(b)の検出結果とに基づいて前記撮影指令が発行される前後における前記被写界の変化が所定条件を満たすか否かを判断し、
    (d) 前記ステップ(c)の判断結果が肯定的であるとき前記ステップ(a)の測定結果に基づいてフォーカスを調整し、そして
    (e) 前記ステップ(c)の判断結果が否定的であるとき前記ステップ(b)の検出結果に基づいて前記フォーカスを調整する、フォーカス制御プログラム。

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