JP6664177B2 - 焦点検出装置、予測方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は焦点検出装置に関し、特に移動する被写体の動きの予測を行う焦点検出装置に関するものである。

近年、移動している被写体の動きを予測するための手段が多く提案されている。例えば、特許文献１では、過去複数回の焦点検出結果を記憶しておき、将来の被写体像面位置の変化を予測するために最も適した関数を選択する焦点調節装置を開示している。

また、いわゆる撮像面位相差ＡＦ（記録用画像を取得するための撮像素子で取得した信号を用いて行うＡＦ）において検出した像ズレ量（視差がある２つの像信号のずれ量）を、デフォーカス量に変換するための換算係数に、誤差が生じ得ることが知られている。換算係数の誤差によりデフォーカス量に誤差が生じてしまうと、ピントがずれてしまう。特許文献２では、ｎ回目の焦点検出（デフォーカス量検出）結果に基づく換算係数とｎ−１回目の焦点検出結果に基づく換算係数とを比較し、重みづけを行うことで換算係数を補正している。

特開２００１−２１７９４号公報 特開２０１０−０２５９９７号公報

撮像面位相差ＡＦにおいて移動している被写体の動きを予測する場合に、ケラレが生じることにより換算係数の誤差が生じると、誤差が生じなかった場合と比較して、被写体の動きの予測精度が低下してしまう。このとき、特許文献２の換算係数の補正を被写体が移動している場合に適用し、被写体の光軸方向の動きを予測しようとしても、被写体の動きの正確な予測が困難な場合があった。

このことから、移動している被写体の動きに対する予測精度の更なる向上が求められていた。

そこで、本発明は、移動している被写体の動きをより精度良く予測することができる焦点検出装置を提供することを目的とする。

また、このような焦点検出装置における予測方法、そのプログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、移動する被写体の将来の像面位置を予測する焦点検出装置、その予測方法、プログラム又は記憶媒体において、記録用画像を取得するための撮像素子から取得した一対の像信号の像ずれ量を検出する像ずれ量検出手段と、前記像ずれ量検出手段が検出した前記像ずれ量を、換算係数を用いてデフォーカス量へと換算する換算手段と、レンズ位置に関する情報であるレンズ位置情報を取得する位置取得手段と、前記デフォーカス量、前記レンズ位置情報及び時刻、のデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した複数の前記データと被写体の動きに関する関数とに基づいて被写体の将来の像面位置を予測する予測手段と、前記換算係数を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記記憶手段に記憶した前記レンズ位置情報のデータと、前記関数とに基づいて、前記換算係数を補正し、前記補正手段が補正した換算係数を用いて前記換算手段が換算したデフォーカス量に基づいて、前記予測手段が被写体の像面位置を予測するよう構成したことを特徴とする。

本発明によれば、移動している被写体の動きをより精度良く予測することができる。

カメラ本体１００及び撮影レンズ１２０の機能ブロック図である。 カメラ本体１００及び撮影レンズ１２０の断面図である。 撮像素子１０３の画素配列である。 撮像素子が有する画素部の瞳分割機能である。 絞り１２５を考慮しない場合の瞳強度分布および線像の説明図である。 絞り値が小さい場合の瞳強度分布および線像の説明図である。 絞り値が大きい場合の瞳強度分布および線像の説明図である。 サーボ撮影モードにおけるフローチャートである。 焦点検出処理のフローチャートである。 予測処理のフローチャートである。 換算係数の補正処理のフローチャートである。 換算係数の補正値算出処理のフローチャートである。 換算係数の補正値更新判別処理のフローチャートである。 換算係数誤差倍率の選択に関する説明図である。 予測処理への影響に関する説明図である。

［第１実施形態］
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。

［撮像システム］
図１及び図２を用いて、第１実施形態におけるカメラ本体１００及び、カメラ本体１００に着脱可能な撮影レンズ１２０について説明する。図１は、カメラ本体１００及び撮影レンズ１２０の機能ブロック図である。図２は、カメラ本体１００及び撮影レンズ１２０の断面図である。

本実施形態のカメラは、ファインダ１０４、撮像素子１０３を有するカメラ本体１００と、撮影光学系を有する撮像レンズ１２０とを組み合わせて使用するレンズ交換式のデジタルスチルカメラである。

カメラ本体１００は、ファインダ１０４、撮像素子１０３、表示器１０５、ＣＰＵ１１０、撮像素子制御回路１０２、メモリ回路１０１、インターフェース回路１０６、画像処理手段１０７、電気接点１０８、クイックリターンミラー１０９を備えている。

ファインダ１０４は、カメラ本体１００の＋Ｙ側に配置され、クイックリターンミラー１０９が反射する被写体像を操作者が観察可能にする。

撮像素子１０３は、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等により形成されており、カメラ本体１００の撮影レンズ１２０の予定結像面に配置されている。撮像素子１０３の詳細については後述する。

表示器１０５は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）パネル等により形成され、撮影画像の表示や撮影情報等の情報表示を行う。また表示器１０５は、ライブビューモード時には、撮影予定の領域をリアルタイム動画表示する。ここで、ライブビューモードとは、撮影レンズ１２０からの被写体像を撮像素子１０３による撮像して、プレビュー用の低画素動画像を表示器１０５にリアルタイムで表示するモードである。このライブビューモード時には、撮像素子１０３から取得した像信号を用いて位相差方式の焦点検出（後述）を実行することができる。さらに、連写撮影中には各連写時の低画素静止画像を表示器１０５に表示する。

ＣＰＵ１１０は、カメラ全体を統括的に制御する。ＣＰＵ１１０は、例えば像ずれ量検出手段１１１、換算手段１１２、記憶指示手段１１３、焦点調節手段１１４、予測手段１１９、補正値算出手段１１５、式算出手段１１６、偏差算出手段１１１０、補正値更新判別手段１１７、補正値適用手段１１８である。

像ずれ量検出手段１１１は、撮像素子１０３から得た、視差を有する一対の像信号の像ずれ量を検出する。

換算手段１１２は、像ずれ量検出手段１１１が検出する像ずれ量を、後述の換算係数を用いてデフォーカス量へ換算する。

記憶指示手段１１３は、換算手段１１２で換算係数を用いて換算したデフォーカス量と、撮影レンズの像面位置と、デフォーカス量の算出時刻と、換算したデフォーカス量と、撮影レンズの像面位置から算出した被写体像面位置とを記憶するメモリ回路１０１（記憶手段）に記憶させる。なお、本実施例ではデフォーカス量の算出時刻をメモリ回路１０１に記憶するものとして説明するが、デフォーカス量の算出時刻の代わりに像ずれ量検出検出時刻や被写体像面位置の算出時刻を記憶し、用いても良い。

なお、本実施形態において像面位置とは、撮影レンズ１２０に対応する焦点の位置である（撮影レンズの像面位置、レンズ像面位置とも称する）。また、被写体の像面位置とは、被写体に対して焦点の合う位置に撮影レンズ２０１がある場合の焦点の位置である。

また、記憶指示手段１１３がメモリ回路１０１に記憶させるデフォーカス量と、撮影レンズの像面位置と、被写体像面位置は像面換算したものでもよいし、レンズ位置換算したものでもよい。すなわち、デフォーカス量と、撮影レンズの像面位置と、被写体像面位置に相当する情報であれば良く、どのような単位の情報として記憶しても良い。また、複数の単位ごとにデフォーカス量と、撮影レンズの像面位置と、被写体像面位置の情報を記憶しても良い。

焦点調節手段１１４は、換算したデフォーカス量に基づいて焦点位置を移動させるようにレンズＣＰＵ１２２に指示を行う。さらに焦点調節手段１１４は、将来における被写体の像面位置を予測手段１１９によって予測し、撮影レンズ１２０が予測した被写体の像面位置に来るために必要なレンズ駆動量を算出し、レンズＣＰＵ１２２に指示を行う。

補正値算出手段１１５は、記憶指示手段１１３でメモリ回路１０１に記憶させた結果に基づいて換算係数に対する補正値を算出する。

式算出手段１１６は、補正値算出手段１１５で補正値を算出する際に、被写体の像面位置軌跡を近似する近似式を算出する。

偏差算出手段１１１０は、式算出手段１１６で算出した近似式と被写体像面位置との偏差を算出する。

補正値更新判別手段１１７は、補正値算出手段１１５で算出した補正値の結果と、記憶指示手段１１３でメモリ回路１０１に記憶させた結果に基づき、補正値の結果を更新するかの判別を行う。

補正値適用手段１１８は補正値更新判別手段で更新を行うと判別した場合に、補正値算出手段１１５で算出した補正値を用いて、換算手段１１２で使用する換算係数を補正する。

撮像素子制御回路１０２は、ＣＰＵ１１０の指示に従い、撮像素子１０３を駆動制御する。

メモリ回路１０１は、撮像素子１０３により撮像された画像を記憶する。また、メモリ回路１０１は、撮像素子１０３の受光分布、及び、後述の換算係数を記憶する。

インターフェース回路１０６は、画像処理手段１０７により画像処理された画像をカメラ外部に出力する。

画像処理手段１０７は、撮像素子１０３による撮像した画像信号を画像処理する。

電気接点１０８は、撮影レンズ１２０の電気接点１２４と接触して電力及び各種信号の通信に用いられる。

クイックリターンミラー１０９は、撮影レンズ１２０から撮影光束をファインダ１０４方向へ反射する。また、クイックリターンミラー１０９は、撮影時及びライブビューモード時には、＋Ｙ方向に対比し、撮影レンズ１２０からの撮影光束が撮像素子１０３へ到達可能な状態とする。なお、図示しないが、クイックリターンミラー１０９より−Ｚ側、かつ、撮像素子１０３の＋Ｚ側には、シャッタが設けられており、撮影時及びライブビューモード時にシャッタ開状態となる。

撮影レンズ１２０は、カメラ本体１００に対して着脱可能な撮影レンズ１２０である。

撮影レンズ１２０は撮影光学系、レンズＣＰＵ１２２、撮影レンズ駆動機構１２１、絞り駆動機構１２３、絞り１２５、電気接点１２４を備えている。

撮影光学系は、撮影する被写体の光学像を撮像素子１０３上に結像させる。撮影光学系は、複数のレンズ群からなり、撮像素子１０３の撮像面付近にある焦点位置をＺ方向に沿って移動させるように撮影レンズ駆動機構１２１により駆動される。

レンズＣＰＵ１２２は、カメラ本体１００のＣＰＵ１１０から送られてくる焦点調節情報を、電気接点１２４を介して受信し、その焦点調節情報に基づいて撮影レンズ駆動機構１２１を駆動する。

絞り駆動機構１２３は、絞り１２５を駆動する機構及びそのアクチュエータを有し、レンズＣＰＵ１２２の指示に従い絞り１２５を駆動する。

［撮像素子の構造］
続いて図３を参照して、本実施形態における撮像素子１０３の画素構造について説明する。図３は撮像素子１０３の画素配列の説明図である。Ｘ、Ｙ、Ｚで示される座標軸に関し、Ｘ−Ｙ平面は図３（Ａ）の紙面内に位置し、Ｚ軸は紙面に対して垂直な軸である。

図３では、撮像素子１０３（２次元ＣＭＯＳセンサ）の画素配列を、４行×４列の画素範囲で示している。各画素部はカラーフィルタ３０３を有し、カラーフィルタ３０３の配列は、いわゆるベイヤー配列が採用されている。画素部群３１０において、対角方向の２画素として、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素部３１０Ｇが配置されている。また、他の２画素として、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素部３１０Ｒ、および、Ｂ（青）の分光感度を有する画素部３１０Ｂがそれぞれ配置されている。

［撮像素子による瞳分割機能の概念］
続いて、撮像素子１０３の瞳分割機能について説明する。図４は、撮像素子１０３の有する画素部における瞳分割の様子を示している。

図４の上方に示される座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に関し、Ｘ−Ｙ平面は図４の紙面内に位置し、Ｚ軸は紙面に対して垂直な軸である。図４中の下方に示される画素部の座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に関し、Ｘ−Ｚ平面は図４の紙面内に位置し、Ｙ軸は紙面に対して垂直な軸である。

画素部は、光電変換部３０１ａ及び光電変換部３０１ｂを有する。画素部はマイクロレンズ３０４を有する。

図４の射出瞳３０２は、撮像素子側から見た絞りの像である。つまり、絞り枠やレンズ枠によってケラレることなく残る束が射出瞳を通過する。

光電変換部３０１ａ及び光電変換部３０１ｂは、＋Ｘ方向および−Ｘ方向にそれぞれ偏芯しているため、１つのマイクロレンズ３０４を用いて瞳分割を行うことが可能である。

図４において、射出瞳３０２が有する領域である瞳３０２ａ（像信号Ａに対応する領域）、及び瞳３０２ｂ（像信号Ｂに対応する領域）が示されている。−Ｘ方向に偏芯した光電変換部３０１ａが、瞳３０２ａを通過した光束を受光し光電変換することで、像信号Ａ（第１の像信号）を取得する。また、＋Ｘ方向に偏芯した光電変換部３０１ｂが、瞳３０２ｂを通過した光束を受光し光電変換することで、像信号Ｂ（第２の像信号）を取得する。

以上説明したように、本実施形態において、像信号Ａ（第１の信号）は、図３に示される複数の画素部における光電変換部３０１ａから得られた信号である。また、像信号Ｂ（第２の信号）は、図３に示される複数の画素部における光電変換部３０１ｂから得られた信号である。すなわち、像信号Ａは、結像光学系の射出瞳３０２が有する一対の領域のうち一方を通過した光束から得られた像信号であり、像信号Ｂは、射出瞳３０２が有する一対の領域のうち他方を通過した光束から得られた像信号である。像信号Ａと像信号Ｂは視差を有する。

ＣＰＵ１１０（像ずれ量検出手段１１１、換算手段１１２）は、光電変換部３０１ａから取得した像信号Ａと光電変換部３０１ｂから取得した像信号Ｂの相対的な像ずれ量を検出し、デフォーカス量を算出する（いわゆる位相差方式）。

以上のように、光電変換部３０１ａから取得した像信号Ａと光電変換部３０１ｂから取得した像信号Ｂを別個に用いることで、像ずれ量の検出のための画像信号として用いることができる。一方で、光電変換部３０１ａから取得した像信号Ａと光電変換部３０１ｂから取得した像信号Ｂを加算することで、記録用の画像信号として用いることができる。

なお、本実施形態では、２つの光電変換部及び対応する２つの瞳領域がＸ方向に分割されている例を示したが、Ｙ方向に分割されていても良い。

また、瞳３０２ａの重心位置と、瞳３０２ｂの重心位置との、重心同士の間隔が基線長（不図示）である。基線長は絞り１２５の絞り値に応じて異なる。絞り値が変わると射出瞳３０２の大きさが変わるため、瞳３０２ａと瞳３０２ｂの大きさも変わり、それぞれの重心位置も変わるためである。

［絞り１２５によるケラレと線像の非対称性］
続いて、図５から図７を参照して、像信号Ａ及び像信号Ｂに対応する瞳強度分布と、瞳強度分布に対応して得られる線像について説明する。なお、図６及び図７における枠５０３（絞り枠）及び枠６０３（絞り枠）の大きさと、射出瞳３０２の大きさとは対応している。

図５は瞳強度分布および線像の説明図である。図５（Ａ）は絞り１２５を考慮しなかった場合における、像信号Ａ（Ａ像）に対応する瞳強度分布４０１ａ、図５（Ｂ）は像信号Ｂ（Ｂ像）に対応する瞳強度分布４０１ｂをそれぞれ示している。図５（Ｃ）は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示される像信号Ａと像信号Ｂの、瞳強度分布４０１ａ、４０１ｂのＸ軸方向に沿った断面図（線像４０２ａ、４０２ｂ）である。

図６は、絞り値が小さい場合（絞り１２５の口径が大きい場合）における、瞳強度分布および線像の説明図である。図６（Ａ）は、像信号Ａに対等する瞳強度分布が、絞り１２５の枠５０３（絞り枠）でケラレている様子（瞳強度分布５０１ａ）を示している。図６（Ｂ）は、像信号Ｂに対応する瞳強度分布が、絞り１２５の枠５０３でケラレている様子（瞳強度分布５０１ｂ）を示している。図６（Ｃ）は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示される像信号Ａと像信号Ｂの、瞳強度分布５０１ａ、５０１ｂのＸ軸方向に沿った断面図（線像５０２ａ、５０２ｂ）を示している。

図５（Ｃ）と図６（Ｃ）を比較すればわかるように、絞り値が小さい場合、絞り１２５を考慮しない場合と比較して、線像５０２ａに関し、−Ｘ側では枠５０３によるケラレの影響が大きいため急峻な曲線となる。一方、＋Ｘ側では枠５０３による影響が小さいため緩やかな曲線となる。このように、絞り値が小さい場合、線像５０２ａは光軸に対して非対称な形状となっている。線像５０２ｂに関しても、線像５０２ａの正負が反転することを除いて、線像５０２ａと同様に非対称な形状を有する。

図７は、図６と比較して絞り値が大きい場合（絞りの口径が小さい場合）における、瞳強度分布および線像の説明図である。図７（Ａ）は、像信号Ａに対応する瞳強度分布が、絞り１２５の枠６０３（絞り枠）でケラレている様子（瞳強度分布６０１ａ）を示している。図７（Ｂ）は、像信号Ｂに対応する瞳強度分布が、枠６０３でケラレている様子（瞳強度分布６０１ｂ）を示している。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示される像信号Ａ、Ｂの瞳強度分布６０１ａ、６０１ｂのＸ軸方向に沿った断面図（線像６０２ａ、６０２ｂ）を示している。

図７（Ｃ）に示されるように、図６よりも絞り値が大きい場合、線像６０２ａに関し、−Ｘ側および＋Ｘ側ともに、枠６０３によるケラレの影響が大きいため急峻な曲線となる。このように、絞り値が大きい場合、線像６０２ａは光軸に対して対称な形状となっている。同様に、線像６０２ｂも対称な形状を有する。

図７のように、線像が対称な形状となる場合、撮像素子１０３から出力される像信号Ａ、Ｂは、異なる被写体に対しても互いに略同一形状の波形となる。このため、実際のデフォーカス量と算出デフォーカス量（像ずれ量検出結果と換算係数に基づき算出されたデフォーカス量）は、互いに近い値となる。一方、図６（Ｃ）に示されるように線像が非対称な形状である場合、撮像素子１０３から出力される像信号Ａ、Ｂも非対称な形状となるため、線像が対称な形状である場合と比較して、実際のデフォーカス量に対する算出デフォーカス量の誤差は大きくなる。

［レンズ位置の違いによるケラレの程度の違い］
以上のような絞り１２５によるケラレの他にも、ケラレの要因がある。前述のように、本実施形態では、移動している被写体の動きを予測して撮影することを想定している。このとき、被写体を追従するために、被写体の動きの予想結果に応じて撮影レンズ１２０が移動する。撮影レンズ１２０が移動すると、ケラレの程度も変化する。射出瞳３０２の大きさは撮影レンズの位置によって異なるからである。射出瞳３０２の大きさが異なるということは、図６を用いて説明した場合と同様に、射出瞳の大きさによっては撮像素子１０３から出力される像信号Ａ、Ｂも非対称な形状となる場合がある。前述のように像信号Ａ、Ｂも非対称な形状であると、対称な形状である場合と比較して、実際のデフォーカス量に対して算出デフォーカス量では誤差が生じる。

ここで、特許文献２（特開２０１０−０２５９９７号公報）のように、デフォーカス量に着目して換算係数を補正する方法では、撮影レンズ１２０の位置の違いに起因して生じるケラレの補正が上手くいかない場合がある。移動している被写体に対する算出デフォーカス量は、被写体の動きに起因して必ずしも一定ではないことが考えられるためである。

そこで、本実施形態によれば、動いている被写体に対しても精度良く予測を行うために、撮影レンズ１２０の位置（レンズ位置）を考慮した上で換算係数の補正を行う。詳しい方法については後述する。

［ケラレに対応して換算係数を補正することの意義・効果］
以上説明したように、瞳分割方式（位相差方式）による焦点検出を行う際に、絞り１２５の枠やレンズ枠によるケラレの影響により線像が歪んで非対称な形状となる場合がある。このため、実際のデフォーカス量と算出デフォーカス量との間に差が生じる。すなわち、換算係数によって補正しきれていない（誤差が生じている）。デフォーカス量の算出を正確に行うためには、より適切な換算係数を用いる必要がある。

本実施形態では、移動している被写体の動きを予測する場合において、像ずれ量からデフォーカス量に換算する換算係数を適切に補正することで、実際のデフォーカス量に対する算出デフォーカス量の誤差をより小さくする。これにより、より正確に被写体にピントを合わせることができる。

また、本実施形態では、特に、移動している被写体の動きを予測する場合において、レンズの位置の違いに起因するケラレによる換算係数の誤差を補正することで、被写体の動きをより正確に予測することができる。

［サーボ撮影モード中における撮影準備及び撮影フロー］
続いて、図８から図１３を用いて、本実施形態の換算係数の補正値算出方法と、算出した補正値の適用方法を説明する。

まず、図８を用いて、本実施形態におけるカメラのサーボ撮影モード中に、撮影準備スイッチ（いわゆるＳＷ１）がオンである状態（一般的なカメラでは撮影ボタンのスイッチが半押しの状態）におけるカメラの動作について説明する。サーボ撮影モードとは、将来の被写体の像面位置を予測しながら撮影レンズ１２０を駆動するモードである。サーボ撮影モード中に撮影準備スイッチがオンになると、図８のフローが開始する。

［撮影準備］
サーボ撮影モード中に撮影準備スイッチがオンになると、ステップＳ１０２で、ＣＰＵ１１０は、換算係数の補正値のリセットを行う。これは、現在撮影準備スイッチがオンになる前に撮影準備スイッチがオンされたことがあった場合には、前回撮影準備スイッチがオンされた際に使用した換算係数を、次の撮影に持ち越さないためである。ステップＳ１０２の換算係数補正値リセットでは、設定換算係数（絞り値等に基づいて予め設定されている換算係数）と理想的な換算係数に差が生じていないものとして補正値を初期値１にリセットする。

次に、ステップＳ１０３で、ＣＰＵ１１０が焦点検出処理を行う。詳細は図９を用いて後述する。

ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１１０（予測手段１１９）は撮影前予測を行う。撮影前予測では、撮影開始スイッチがオン状態（いわゆるＳＷ２がオンの状態であり、撮影ボタンのスイッチが全押しの状態）であれば、像ずれ量検出時から撮像素子１０３による撮像時までの像面位置をＣＰＵ１１０が予測する。また、撮影開始スイッチがオフ状態であれば、次の像ずれ量検出時までの像面位置をＣＰＵ１１０が予測する。

ステップＳ１０５では、ＣＰＵ１１０がステップＳ１０４で予測した像面位置に撮影レンズを動かすために必要なレンズ駆動量を算出し、レンズＣＰＵ１２２に伝える。

ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１１０が換算係数の補正処理を行う。詳細は図１１を用いて後述する。

次に、ステップＳ１０７でＣＰＵ１１０が撮影開始スイッチの状態を判定する。スイッチオン状態であれば、ステップＳ１０８の撮影に移行する。スイッチオフ状態であれば、ステップＳ１１１に移行する。

［撮影］
ステップＳ１０８で、ＣＰＵ１１０が撮像素子制御回路１０２に指示を行い、撮像素子１０３を駆動制御させ、撮像素子１０３により撮像された記録用画像をメモリ回路１０１（記憶手段）に記憶する。

ステップＳ１０９で、ＣＰＵ１１０（予測手段１１９）が撮影後予測を行う。ＣＰＵ１１０は、次の像ずれ量検出時（ステップＳ１０３）までの像面位置を予測する。

ステップＳ１１０で、ステップＳ１０９で予測した像面位置に撮影レンズを動かすために必要なレンズ駆動量を算出し、レンズＣＰＵ１２２に伝える。

ステップＳ１１１でＣＰＵ１１０が撮影準備スイッチオフ判定を行う。スイッチオフ状態であればステップＳ１１２へ移行して撮影及び撮影準備を終了する。スイッチオン状態であればステップＳ１０３へ再度進み、撮影準備スイッチがオフになるまでステップＳ１０３〜Ｓ１１１を繰り返す。

［焦点検出処理］
次に、ステップＳ１０３の焦点検出処理の動作の一例を図９のフローチャートに基づき説明する。なお、本実施形態において焦点検出とは、具体的には像ずれ量をもとにデフォーカス量を算出することである。以下、詳しく説明する。

ステップＳ２０１で、ＣＰＵ１１０が撮像素子１０３から出力される像信号Ａ、像信号Ｂの像信号を取得する。

ステップＳ２０２で、ＣＰＵ１１０（像ずれ量検出手段１１１）は、ステップＳ２０１で取得した像信号Ａ、像信号Ｂを用いて像ずれ量を検出する。

続いて、ステップＳ２０３で、ＣＰＵ１１０（換算手段１１２）が、ステップＳ２０２で算出した像ずれ量をデフォーカス量に換算する。この時の換算係数は、撮影準備スイッチがオンになってから１回目のデフォーカス量算出処理では、設定換算係数（絞り値等に基づいて予め設定されている換算係数）である。撮影準備スイッチがオンになってから２回目以降のデフォーカス量算出処理においては、ステップＳ１０６で換算係数の補正処理によって補正された換算係数が更新されている場合には、ＣＰＵ１１０（補正手段）が補正した換算係数を用いる。この場合、換算係数は外部データ（メモリ回路１０１）の換算係数を外部データ（メモリ回路１０１）の換算係数補正値を用いた値である。外部データ（メモリ回路１０１）の換算係数は、メモリ回路１０１（記憶手段）に事前に記憶している。

ステップＳ２０４で、焦点検出情報として、ステップＳ２０３で算出したデフォーカス量をメモリ回路１０１（記憶手段）が記憶する。更に、メモリ回路１０１は、デフォーカス量算出時の撮影レンズの像面位置と、デフォーカス量及びレンズ位置情報に基づき算出した被写体像面位置と、デフォーカス量算出時刻（以下、単に算出時刻とも称する）とを記憶する。一般的に、撮像素子１０３から像信号が得られるまでに、ある程度の電荷の蓄積時間を必要とする。このため、蓄積開始時刻と終了時刻の中点をデフォーカス量算出時刻とし、撮影レンズの相対的な繰り出し量にこのデフォーカス量を加えることによって、被写体の像面位置を算出する。なお、前述の通り、デフォーカス量算出時刻の代わりに像ずれ量検出時刻や被写体の像面位置の算出時刻をメモリ回路１０１に記憶し、用いても良い。とみなすことができる。デフォーカス量算出時の撮影レンズの像面位置は、ＣＰＵ１１０（位置取得手段）がレンズＣＰＵ１２２から取得する。

メモリ回路１０１が記憶した情報は、換算係数の補正処理（ステップＳ１０６）、撮影前予測処理（ステップＳ１０４）及び撮影後予測処理（ステップＳ１０９）の際に用いる。詳しくは後述する。

［予測処理］
続いて、被写体の過去複数回の像面位置と、デフォーカス量算出時刻の変化から、将来の像面位置を予測するための予測処理について説明する。当該予測処理は、ステップＳ１０４の撮影前予測及びステップＳ１０９の撮影後予測処理において適用する。

将来の像面位置の予測方法は、特許文献１が詳しため、詳しい説明は省略する。本第１実施形態では、図１０のフローチャートを用いて、特許文献１の実施例の１つである統計演算を用いて予測を行う。

まず、ステップＳ８０４では、メモリ回路１０１に格納されたデータ（デフォーカス量算出時刻、被写体像面位置）の数が第１の所定値以上であるかどうかをＣＰＵ１１０が判定する。データの数が第１の所定値より少ないと、統計演算を行うことができないからである。データの数が第１の所定値以上であると判定された場合にはステップ８０５へ進み、統計演算による予測の決定を行う。データの数が第１の所定値より少ない場合には、ステップＳ８０７へと進む。

ステップＳ８０５における統計演算による予測式の決定は特許文献１に詳しく記載されているため、以下、簡易的に説明する。式（１）に示すような予測関数ｆ（ｔ）において、重回帰分析によって各係数α、β、γを統計的に決定する。また、式（１）におけるｎは複数の代表的な動体予測撮影シーンのサンプルに対して予測を行ったとき、その予測誤差が最小となるｎの値を求めている。
ｆ（ｔ）＝α＋βｔ＋γｔ^ｎ ・・・式（１）

ステップＳ８０５で予測式を決定した後はステップＳ８０６に進み、メモリ回路１０１に格納されたデータ（デフォーカス量算出時刻、被写体像面位置）を用いて、ＣＰＵ１１０（予測手段１１９）が将来の被写体像面位置を予測する。そして、撮影レンズ１２０がその被写体像面位置に来るために必要なレンズ駆動量を算出する。ステップＳ１０４の撮影前予測の場合には、前述の通り、撮影開始スイッチがオン状態（いわゆるＳＷ２がオンの状態であり、撮影ボタンのスイッチが全押しの状態）であれば、撮像時までの被写体像面位置をＣＰＵ１１０が予測する。また、撮影開始スイッチがオフ状態であれば、次の像ずれ量検出時までの被写体像面位置をＣＰＵ１１０が予測する。ステップＳ１０９の撮影後予測の場合には、前述の通り、次の像ずれ量検出時（ステップＳ１０３）までの被写体像面位置をＣＰＵ１１０が予測する。

一方、ステップ８０４においてデータ数が第１の所定値より少ないとＣＰＵ１１０が判定した場合はステップＳ８０７へと進み、統計演算によらず、算出したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を算出する。

［換算係数に誤差があった場合のデフォーカス量の誤差］
（実際のデフォーカス量と算出デフォーカス量の差が大きい場合の合焦精度の影響）
以下、実際のデフォーカス量に対する算出デフォーカス量の誤差が大きい場合の課題について説明する。

まず、デフォーカス量は次の式（２）によって求められる。
（デフォーカス量）＝Ｋ×（像ずれ量） ・・・式（２）

式（２）においてＫは換算係数である。

式（２）の定義からも明らかなように、換算係数が適切な数値である場合と比較して、デフォーカス換算係数に誤差がある場合には、算出デフォーカス量も誤差を伴ってしまう。つまり、正しく合焦状態までのデフォーカス量を算出することができない。

続いて、正しく合焦状態までのデフォーカス量を算出することができない場合、上記移動する被写体に対する予測結果にどのような影響が生じるかを図１５に表す。図１５（Ａ）は、換算係数誤差倍率Ｋ_ｒが１未満の場合（適切な換算係数に対して設定した換算係数が小さかった場合）の予測への影響を示している。図１５（Ｂ）は、換算係数誤差倍率Ｋ_ｒが１より大きいの場合（適切な換算係数に対して設定した換算係数が大きかった場合）の予測への影響を示している。ここで換算係数誤差倍率Ｋ_ｒを式（３）で定義する。
Ｋ_ｒ＝（設定換算係数）／（正解換算係数） ・・・式（３）

図１５（Ａ）は縦軸に像面位置、横軸は像ずれ量検出時の時間である。ここで、被写体の像面位置が線形に遷移しているとする。また、最初の像ずれ量検出時ａ＿ｔ_１のときに算出した被写体像面位置ａ＿ｙ_１は本来の被写体像面位置と誤差なく算出できているとする。このとき、２回目の像ずれ量検出時ａ＿ｔ_２では、像ずれ量検出時のレンズ像面位置ａ＿ｗ_２と被写体の像面位置との差が実際のデフォーカス量ａ＿ｄ_２となる。しかし、換算係数誤差倍率が１未満の場合は算出デフォーカス量が実際のデフォーカス量よりも小さくなり、算出した被写体像面位置ａ＿ｙ_２は本来の被写体像面位置に対して誤差が生じる。それにより、焦点位置が合焦位置に対して後ろ気味になる。次に、３回目の像ずれ量検出時ａ＿ｔ_３では、像ずれ量検出時のレンズ像面位置は事前に焦点調節手段１１４が予測手段１１９によって移動させているため、像ずれ量検出時のレンズ像面位置はａ＿ｗ_３となる。そして、像ずれ量検出時のレンズ像面位置ａ＿ｗ_３と被写体の像面位置との差が実際のデフォーカス量ａ＿ｄ_３となる。ここでも、換算係数誤差倍率が１未満のため、算出デフォーカス量が実際のデフォーカス量よりも小さくなり、算出した被写体像面位置ａ＿ｙ_３は本来の被写体像面位置に対して誤差が生じ、焦点位置が合焦位置に対して後ろ気味になる。これを繰り返すと、図１５（Ａ）の各ａ＿ｙ_ｎに示すように算出する被写体像面位置が本来の被写体像面位置に対して行き過ぎた位置と行き足りない位置を行き来するように誤差が発生する。ただしここでｎは自然数を表す。

続いて、図１５（Ｂ）に換算係数誤差倍率Ｋ_ｒが１より大きい場合を示す。図１５（Ａ）と同様、縦軸に像面位置、横軸は像ずれ量検出時の時間である。また、被写体の像面位置が線形に遷移しているとし、最初の像ずれ量検出時ｂ＿ｔ_１のときに算出した被写体像面位置ｂ＿ｙ_１は本来の被写体像面位置と誤差なく算出できているとする。２回目の像ずれ量検出時ｂ＿ｔ_２では、像ずれ量検出時のレンズ像面位置ｂ＿ｗ_２と被写体像面位置との差が実際のデフォーカス量ｂ＿ｄ_２となる。このとき、換算係数誤差倍率が１より大きい場合は算出デフォーカス量が実際のデフォーカス量よりも大きくなり、算出した被写体像面位置ｂ＿ｙ_２は本来の被写体像面位置に対して誤差が生じ、焦点位置が合焦位置に対して前気味になる。次に、３回目の像ずれ量検出時ｂ＿ｔ_３では、像ずれ量検出時のレンズ像面位置は事前に焦点調節手段１１４が予測手段１１９によって移動させているため、像ずれ量検出時のレンズ像面位置はｂ＿ｗ_３となる。このとき、像ずれ量検出時のレンズ像面位置ｂ＿ｗ_３と被写体の像面位置との差が実際のデフォーカス量ｂ＿ｄ_３となる。そして、換算係数誤差倍率が１より大きいため、算出デフォーカス量が実際のデフォーカス量よりも大きくなり、算出した被写体像面位置ｂ＿ｙ_３は本来の被写体像面位置に対して誤差が生じ焦点位置が合焦位置に対して前気味になる。

これを繰り返すと、図１５（Ｂ）のｂ＿ｙ_ｎに示すように算出する被写体像面位置が本来の被写体像面位置に対して行き過ぎた位置と行き足りない位置を行き来するように誤差が発生する。

以上説明したように、設定換算係数と理想的な換算係数に誤差が生じ、実際のデフォーカス量と算出デフォーカス量との間に差が生じると、被写体の実際の動きに対する予測処理の予測精度が低下してしまう。

そこで、本発明は、換算係数を補正することで、実際のデフォーカス量に対する算出デフォーカス量の誤差を小さくする。これにより、移動している被写体に対する予測処理の精度を向上させる。

［補正処理］
以下、換算係数の補正について、図１１〜図１３を用いて説明する。

まず、換算係数の補正処理の動作の一例を、図１１のフローチャートに基づき説明する。

ステップＳ３０１では、ＣＰＵ１１０が、換算係数の補正値を算出する。補正値算出処理の詳細は図１２のサブフローチャートを用いて後述する。

ステップＳ３０２では、ＣＰＵ１１０が、上述のステップＳ３０１で換算係数の補正値が算出されたかどうかの判定を行う。ステップＳ３０１で換算係数の補正値が算出された場合はステップＳ３０３に移行する。算出されなかった場合は、換算係数を補正せずに、図８のフローへ戻る。

ステップＳ３０３では、ＣＰＵ１１０が、換算係数の補正値を更新するかどうかの判別処理を行う。詳細は、図１３のサブフローチャートを用いて後述する。

ステップＳ３０４では、ＣＰＵ１１０が、ステップＳ３０３の換算係数の補正値更新判別処理の結果から、補正値を更新するかどうかの判定を行う。更新を行う判定の場合は、ステップＳ３０５に移行する。換算係数の補正値の更新を行わない場合は、ステップＳ３０６に移行し、換算係数を補正せずに、図８のフローへ戻る。

ステップＳ３０５では、ＣＰＵ１１０が、換算係数の補正値を、ステップＳ３０１で算出した最新の補正値に更新する。具体的には、算出した補正値を外部データ（メモリ回路１０１）に記憶されている換算係数補正値の値を更新する。更新された換算係数の補正値は、次にステップＳ１０３の焦点検出処理に移行した際、ステップＳ２０３のデフォーカス量算出処理において適用する。

［補正値算出処理（ステップＳ４０１〜Ｓ４０６）］
続いて、ステップＳ３０１の換算係数の補正値算出処理の動作の一例を図１２のフローチャートに基づき説明する。

ステップＳ４０１で、ＣＰＵ１１０が、メモリ回路１０１に換算係数の補正値を算出するために必要なデータの数が第２の所定値以上記憶されているかどうか（言い換えると、焦点検出を行った回数が所定回数以上であるかどうか）の判定を行う。第２の所定値以上のデータ数が記憶されている場合には、ステップＳ４０２に移行する。記憶されているデータが第２の所定値より少ない場合には、補正値を算出せずに、処理終了する。

［仮定した補正値に対応した被写体像面位置の再算出（ステップＳ４０２）］
ステップＳ４０２では、ＣＰＵ１１０が、複数仮定される換算係数の補正値のうち、１つの補正値を用いて、過去複数回の焦点検出によるデータ（デフォーカス量、デフォーカス量算出時の撮影レンズのレンズ位置情報）に基づき、被写体像面位置を再算出する。以下、ステップＳ４０２の処理について詳しく説明する。

ここで、前述した換算係数誤差倍率Ｋ_ｒと補正値とが等しいときに、理想的な換算係数を求めることができる。換算係数誤差倍率Ｋ_ｒの定義は式（３）で示した通りだが、理想的な換算係数は未知の数値のため、補正値を直接求めることができない。そこで、現在の換算係数を補正するための補正値を複数仮定する。仮定した補正値をｒ_ｎとする。ｎは自然数である。ｒ_ｎは所定範囲内において複数設定する。当該所定範囲は任意であり、当該所定範囲内においてどのような間隔でいくつの補正値を仮定するかも任意である。本実施形態では一例として、ｒ_ｎを０．５から１．５までの範囲において、０．１刻みで、１１個の補正値を仮定する。（すなわちｎは１〜１１のいずれかに該当する。）ステップＳ４０２では、ＣＰＵ１１０が（位置算出手段）が、仮定した補正値を使用して、式（４）で示すように被写体像面位置を算出する。
ｙ（ｔ，ｒ_ｎ）＝ｄ（ｔ）／ｒ_ｎ＋ｐ（ｔ） ・・・式（４）

ｔはデータ内に記憶しているデフォーカス量の算出時刻、ｙは算出した被写体像面位置、ｄ（ｔ）は算出時刻ｔで算出した算出デフォーカス量、ｐ（ｔ）は算出時刻ｔのときの撮影レンズの像面位置を示す。

なお、式（４）では換算係数に対する補正値ｒ_ｎで算出デフォーカス量ｄ（ｔ）を割っている（逆数を掛けても良い）。これは算出デフォーカス量ｄ（ｔ）を、補正値ｒ_ｎによって補正した換算係数を用いた場合のデフォーカス量に変換するためであり、式（２）から導き出される。

ステップＳ４０２では、ＣＰＵ１１０（位置算出手段）が、仮定した補正値に基づき、記憶している過去のデータにおいて（すなわち、過去の焦点検出結果に対応して）、式（４）を用いてその時の被写体像面位置を再算出する。

［近似式の算出と、近似式と被写体像面位置との偏差の算出（ステップＳ４０３〜Ｓ４０５）］
ステップＳ４０３では、ＣＰＵ１１０（式算出手段１１６）が、再算出した複数の被写体像面位置を用いて、被写体像面軌跡の近似式を算出する。近似式はＣＰＵ１１０（予測手段１１９）が前述の予測処理で用いる予測関数（式（１））と同様のものを使用し、再算出した被写体像面位置と、デフォーカス量算出時刻とを用いて、予測関数の各係数を統計的に算出する。

ステップＳ４０４で、ＣＰＵ１１０（偏差算出手段）は、算出した近似式と再算出した各像面位置との偏差を算出する。言い換えると、ステップＳ４０３で算出した近似式が、再算出した複数の被写体像面位置とデフォーカス量算出時刻との組に対して、どれだけよくフィットしているかを定量的に算出する。本実施形態では偏差を算出する方法として、近似式に対する、再算出した複数の被写体像面位置との差の分散を求める。

ステップＳ４０５では所定範囲内で仮定した全ての補正値ｒ_ｎについてステップＳ４０２からステップＳ４０３までの処理を繰り返したかどうかをＣＰＵ１１０が判定する。仮定した全ての補正値ｒ_ｎについてステップＳ４０４の偏差の算出が終了した場合は、ステップＳ４０６に移行する。そうでない場合はステップＳ４０２へ戻り、仮定した全ての補正値についてステップＳ４０４の処理が終了するまで、ステップＳ４０２〜Ｓ４０５を繰り返す。例えば、１１個の補正値を仮定した場合はステップＳ４０２〜Ｓ４０５を１１通り繰り返す。

ステップＳ４０６では、ＣＰＵ１１０（選択手段）が、仮定した補正値ｒ_ｎから適した補正値を選択する。このとき、適切な補正値を選択する際の考え方について、図１４を用いて説明する。

図１４（Ａ）は図１５（Ｂ）と同じ、換算係数誤差倍率が１より大きい場合に算出した被写体像面位置を示す。図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の被写体像面位置を補正値が１より大きいと仮定して再算出した場合の被写体像面位置を示している。図１４（Ｃ）は図１４（Ａ）の被写体像面位置を補正値が１未満と仮定して再算出した場合の被写体像面位置を示している。図１４（Ｂ）では、実際に算出に使用した換算係数誤差倍率と仮定した補正値が近いため、再算出した被写体像面位置と本来の被写体像面位置との差が小さい。一方、図１４（Ｃ）では、実際に算出に使用した換算係数誤差倍率と仮定した補正値が離れているため、再算出した被写体像面位置と本来の被写体像面位置との差が算出した被写体像面位置よりもさらに大きくなってしまう。

つまり、偏差の算出に分散を用いた場合、最も分散が小さい値を取る時に仮定した補正値ｒ_ｎを選択することで、より適切に換算係数を補正することができる。以上説明した理由により、ステップＳ４０６では、ＣＰＵ１１０（選択手段）が、最も分散が小さい値を取る時に仮定した補正値ｒ_ｎを選択する。

［補正値更新判別処理］
次に、ステップＳ３０３の換算係数の補正値更新判別処理の動作の一例を図１３のフローチャートに基づき説明する。

ステップＳ５０１で、ＣＰＵ１１０（速度算出手段）は像面速度を算出する。像面速度とは、像面位置の移動速度である。ＣＰＵ１１０は像面速度を、換算手段１１２によって求められる像面位置とデフォーカス量算出時刻および記憶している過去複数回の像面位置とデフォーカス量算出時刻によって算出する。

ステップＳ５０２で、ＣＰＵ１１０（速度判定手段）が、ステップＳ５０１で算出した像面速度が第３の所定値より小さいかどうかを判定する。像面速度が第３の所定値より小さい場合は、被写体が移動していない可能性があるため、ステップＳ５０３に移行し補正値を更新しない。像面速度が小さい場合は像面速度が大きい場合と比較して、相対的に被写体の動きの変化が少ないことから、算出する被写体像面位置への誤差の影響が小さいためである。また、像面速度が小さい場合は像面速度が大きい場合と比較して被写体が遠くにいる可能性が高いため、デフォーカス量に誤差が生じていたとしても目立ちにくい。像面速度が第３の所定値より大きい像面速度の場合はステップＳ５０４に移行する。

ステップＳ５０４で、ＣＰＵ１１０（デフォーカス量判定手段）が過去複数回のデフォーカス量が閾値より小さいかどうかを判定する。算出されるデフォーカス量が小さい場合、換算係数に誤差が生じていても、算出する被写体像面位置への誤差の影響が小さい。そのため、過去複数回のデフォーカス量が第４の所定値より小さい場合、ステップＳ５０３に移行し補正値を更新しない。一方、過去複数回のデフォーカス量が第４の所定値より大きい場合は、ステップＳ５０５に移行する。

ステップＳ５０５では、ＣＰＵ１１０（偏差判定手段）が、換算係数補正値を算出するときにステップＳ４０４で算出した各偏差の差が第５の所定値より小さいかどうか判定する。具体的には、ステップＳ４０６において選択された補正値を用いた場合の偏差と、その他の補正値を用いた場合の偏差との差を比較する。この差が第５の所定値より小さいものが第６の所定値以上の個数あった場合には、ステップＳ５０３に移行し補正値を更新しない。ステップＳ４０６で選択した補正値を用いた場合と、他の補正値を用いた場合とで差が少ない場合は、異なる各偏差の値から選択した換算係数補正値の信頼性が低いため、補正値を更新しない。一方、各偏差の差が閾値より大きい場合、ステップＳ５０６に移行し、算出した補正値を更新する。

なおステップＳ５０２とステップＳ５０４は、いずれか一方でも良い。例えば、像面速度が第３所定値より小さい場合は、デフォーカス量も小さい場合が多いことから、ステップＳ５０４のみを行っても良い。これにより、ＣＰＵ１１０の処理がより少なくなる。

また、ステップＳ５０５では、例えばステップＳ４０６において選択された補正値を用いた場合の偏差と、一番大きい偏差との差が、閾値以上であるかを判定しても良い。この場合、差が閾値よりも小さい場合には、補正値を更新しない。

［本実施形態による効果］
以上、第１実施形態によれば、変換係数の補正を行うにあたって、デフォーカス量だけでなくレンズ位置を考慮して補正を行う。これにより、移動している被写体に対して光学系によるケラレが生じる場合であっても、換算係数の補正を行うことができる。例えば、被写体のレンズ位置の違いによって生じるケラレを補正することができる。その結果、移動している被写体の動きをより精度良く予測することができる。

換算係数の補正を行うにあたり、レンズ位置を考慮して補正を行うため、レンズ位置（ひいては被写体距離）による換算係数の誤差を補正することができる。

また、本実施形態の換算係数の補正では、焦点検出処理（ステップＳ１０３）による結果が更新される度に、補正値算出処理（ステップＳ３０１）において被写体像面位置と近似式を算出し直すことで、新たな補正値を算出している。このため、仮に過去の補正値が適切でなかったとしても、過去の補正値に影響されることなく、より適切な補正値を算出することができる。

［その他］
第１の実施形態では、レンズ位置（及び被写体像面位置）を考慮して、換算係数の補正値を算出した。これに対し、レンズ位置を含む各条件（絞り値等）に応じて、どのようなデフォーカス換算係数を用いてデフォーカス量を換算するかを予め決めておいても良い。

この場合、カメラのメモリ回路１０１又は撮影レンズ１２０のメモリに記憶しておく情報量は大きくなる一方で、ＣＰＵ１１０による換算係数の補正のための処理を大きく減らすことができる。

また、本発明は上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み取り実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０１ メモリ回路
１０３ 撮像素子
１１０ ＣＰＵ
１２０ 撮影レンズ

Claims (13)

1. 移動する被写体の将来の像面位置を予測する焦点検出装置において、
   記録用画像を取得するための撮像素子から取得した一対の像信号の像ずれ量を検出する像ずれ量検出手段と、
   前記像ずれ量検出手段が検出した前記像ずれ量を、換算係数を用いてデフォーカス量へと換算する換算手段と、
   レンズ位置に関する情報であるレンズ位置情報を取得する位置取得手段と、
   前記デフォーカス量、前記レンズ位置情報及び時刻、のデータを記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶した複数の前記データと被写体の動きに関する関数とに基づいて被写体の将来の像面位置を予測する予測手段と、
   前記換算係数を補正する補正手段と、を有し、
   前記補正手段は、前記記憶手段に記憶した前記レンズ位置情報のデータと、前記関数とに基づいて、前記換算係数を補正し、
   前記補正手段が補正した換算係数を用いて前記換算手段が換算したデフォーカス量に基づいて、前記予測手段が被写体の像面位置を予測することを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記像ずれ量検出手段が検出した像ずれ量を、前記換算手段がデフォーカス量へと換算し、前記記憶手段が記憶した前記デフォーカス量及び前記時刻のデータを複数用いて前記補正手段が換算係数を補正し、前記像すれ量検出手段が新たに検出した像ずれ量に対して、前記換算手段は前記補正手段が補正した新たな換算係数を用いてデフォーカス量を検出することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記記憶手段が記憶した前記データを用いて、被写体に合焦した場合の像面位置である被写体の像面位置を算出する位置算出手段と、
   前記関数と、前記位置算出手段が算出した前記被写体の像面位置を複数用いて、近似式を算出する式算出手段と、
   前記近似式の算出に用いた前記被写体の像面位置と、前記近似式との偏差を算出する偏差算出手段と、を有し、
   前記記憶手段は前記補正のための複数の補正値を記憶しており、
   前記位置算出手段が、前記複数の補正値それぞれに対応して前記被写体の像面位置を複数算出するとともに、前記式算出手段についても前記複数の補正値それぞれに対応して近似式を算出し、
   前記偏差算出手段が算出した偏差がより小さい近似式の算出及び前記複数の被写体の像面位置の算出に用いた補正値を用いて前記補正手段は換算係数を補正し、
   前記換算手段は前記補正手段が補正した換算係数を用いて算出されたデフォーカス量を用いて像面位置を予測することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の焦点検出装置。
4. 前記時刻は、前記像ずれ量検出手段が像ずれ量を検出した時刻、前記換算手段が前記デフォーカス量を換算した時刻、又は前記位置算出手段が前記被写体の像面位置を算出した時刻であることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
5. 前記偏差算出手段が算出した偏差が最も小さい近似式の算出及び前記複数の被写体の像面位置の算出に用いた補正値を用いて、前記補正手段は換算係数を補正することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の焦点検出装置。
6. 前記偏差算出手段は、前記近似式に対する前記被写体の像面位置の分散の程度を偏差として算出することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
7. 前記複数の補正値のうち、前記偏差算出手段が算出した偏差が最も小さくなる補正値と、その他の補正値との偏差の差が第５の所定値以上である補正値が、第６の所定値以上の数ある場合は、前記補正手段は換算係数の補正を行わないことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
8. 前記記憶手段が記憶した前記データの数が第２の所定値より少ない場合には、前記補正手段は前記換算係数を補正しないことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
9. 前記換算手段が換算したデフォーカス量が第４の所定値より小さい場合には、前記補正手段は換算係数の補正を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
10. 像面速度を算出する速度算出手段を有し、前記像面速度が第３の所定値より小さい場合には、前記補正手段は換算係数の補正を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
11. デフォーカス量、レンズ位置に関する情報であるレンズ位置情報及び時刻、のデータを記憶する記憶手段を有し、移動する被写体の将来の像面位置を予測する焦点検出装置の予測方法において、
    記録用画像を取得するための撮像素子から取得した一対の像信号の像ずれ量を検出する像ずれ量検出ステップと、
    前記像ずれ量検出ステップにおいて検出した前記像ずれ量を、換算係数を用いてデフォーカス量へと換算する換算ステップと、
    前記レンズ位置情報を取得する位置取得ステップと、
    前記デフォーカス量、前記レンズ位置情報及び時刻、のデータを記憶する記憶ステップと、
    前記記憶手段に記憶された複数の前記データと被写体の動きに関する関数とに基づいて被写体の将来の像面位置を予測するする予測ステップと、
    前記換算係数を補正する補正ステップと、を有し、
    前記補正ステップでは、前記記憶手段に記憶された前記レンズ位置のデータと、前記関数とに基づいて、前記換算係数を補正し、
    前記補正ステップで補正した換算係数を用いて、前記換算ステップにおいて換算したデフォーカス量に基づいて、前記予測ステップで被写体の将来の像面位置を予測することを特徴とする予測方法。
12. 請求項１１に記載の予測方法における各ステップをコンピュータによって実行させるためのプログラム。
13. 請求項１２に記載のプログラムをコンピュータで読み取ることができるように記憶する記憶媒体。

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