JP2015141394A - 撮像装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より高品質な画像を得ることができるようにする。
【解決手段】撮像装置は、撮像画像の撮像時にコントラスト方式と像面位相差方式とを適宜切り替えながらオートフォーカス制御を行う。このとき、像面位相差方式の検波とコントラスト方式の検波が常に行われるようにされ、撮像装置は、コントラスト方式の検波のためにフォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させる。撮像装置は、像面位相差方式でオートフォーカスを行うときには、フォーカスレンズのウォブリング量を、コントラスト方式でオートフォーカスを行うときのウォブリング量よりも小さくなるようにする。本技術は、デジタルビデオカメラに適用することができる。
【選択図】図１

Description

本技術は撮像装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、より高品質な画像を得ることができるようにした撮像装置および方法、並びにプログラムに関する。

従来、画像を撮像するときに行われるオートフォーカス（以下、単にAF（Autofocus）とも称する）の方式として、コントラスト方式が知られている。

コントラスト方式では、撮像された画像から得られるコントラストの評価値に基づいてフォーカス制御が行われる。特に、コントラスト方式では、フォーカスレンズを微小振動させながらフォーカスレンズの移動先の位置を算出するウォブリングモードと呼ばれているフォーカス手法が一般的である。このようにフォーカスレンズを微小振動させることはウォブリングと呼ばれている。

しかし、ウォブリングモードでのオートフォーカスではコントラストの検波時にフォーカスレンズが微小振動しているため、画像の画質が劣化してしまうことがある。そこで、ウォブリングモードでのオートフォーカス制御時に、ユーザによるパンニング動作やズーミング動作を検出し、その検出結果に応じてウォブリング量を変化させ、画質の劣化を抑制する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１２９２５５号公報

ところで、オートフォーカス方式として複数種類のオートフォーカス方式を組み合わせてフォーカス制御を行うハイブリッドAF方式も提案されている。例えばハイブリッドAF方式として、コントラスト方式と像面位相差方式を組み合わせる方式も知られている。

このようにコントラスト方式と像面位相差方式を組み合わせたハイブリッドAF方式では、あるケースでは像面位相差方式によりフォーカス制御を行い、他のケースではコントラスト方式によりフォーカス制御を行うことになる。この場合、フォーカス制御を行っている間は、合焦位置を求めるために像面位相差方式の演算とコントラスト方式の演算が常に並行して行われている。

上述したようにコントラスト方式では、フォーカスレンズに対して微小振動を加えながらコントラストの検波が行われ、検波により得られるコントラストの評価値が最大となる方向にフォーカスレンズが動かされ、合焦位置が探索される。

また、像面位相差方式では、撮像素子に設けられた位相差検出画素の出力から得られるデフォーカス量から、画像上のどの領域の被写体に合焦させるかが決定され、決定された領域のデフォーカス量に基づいて合焦位置、すなわちフォーカスレンズの移動先が求められる。ここで、デフォーカス量は、目標とする合焦位置を示す予定焦点面に対する、現時点の結像面のずれ量である。

以上のようなハイブリッドAF方式では、像面位相差方式のオートフォーカス制御が行われている間でもコントラスト方式の演算、すなわちコントラストの検波が行われているため、フォーカスレンズには常に微小振動が加えられている状態となる。そのため、像面位相差方式では、予定焦点面に対する結像面のずれ量、つまりデフォーカス量の変動が常に存在する状態で合焦位置を探索しなければならず、合焦精度が低下してしまう。

そうすると、わずかにピントがずれている状態で画像が撮像されてしまい、得られる画像の画質が劣化してしまうこともある。すなわち、場合によってはピントの合った高品質な画像が得られなくなってしまうこともある。

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より高品質な画像を得ることができるようにするものである。

本技術の一側面の撮像装置は、撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択する方式選択部と、前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定める演算部とを備える。

前記他の方式を、検波時に前記フォーカスレンズの微小振動を必要としないフォーカス方式とすることができる。

前記他の方式を像面位相差方式とすることができる。

前記方式選択部には、前記像面位相差方式の検波結果に基づいて前記コントラスト方式または前記像面位相差方式の何れかの方式を選択させることができる。

前記演算部には、前記撮像画像の撮像時の被写界深度に基づいて前記ウォブリング量を算出させることができる。

本技術の一側面の撮像方法またはプログラムは、撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択し、前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定めるステップを含む。

本技術の一側面においては、撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかが選択され、前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量が定められる。

本技術の一側面によれば、より高品質な画像を得ることができる。

なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。

撮像装置の構成例を示す図である。 撮像処理を説明するフローチャートである。 コンピュータの構成例を示す図である。

以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。

〈第１の実施の形態〉
〈撮像装置の構成例〉
本技術は、ウォブリングを行いながら合焦位置を探索するコントラスト方式と、ウォブリングを行わずに合焦位置を探索する他のオートフォーカス方式とを組み合わせてオートフォーカス制御を行うハイブリッドAF方式において、より高品質な画像を得ることができるようにするものである。

コントラスト方式と組み合わせるオートフォーカス方式は、検波時にウォブリングが不要である方式であれば、アクティブ方式等どのような方式であってもよいが、以下では像面位相差方式とコントラスト方式を組み合わせたハイブリッドAF方式を例として説明する。

このようなハイブリッドAF方式では、撮像中、像面位相差方式のオートフォーカス制御を行っているときでもコントラスト方式の検波のためにウォブリングが行われている。すなわち、撮像時には継続してコントラスト方式の検波が行われている。そこで、本技術では、像面位相差方式のオートフォーカス制御を行っているときには、コントラスト方式のオートフォーカス制御を行っているときよりもウォブリング量、つまりレンズを微小振動させるときの振幅を小さくする。

これにより、像面位相差方式で用いられるデフォーカス量の変動が小さくなり、像面位相差方式による合焦精度を向上させることができ、よりピント具合のよい高品質な画像を得ることができる。また、撮像により得られる画像においてウォブリングの影響、すなわち画面のゆれが目立ちにくくなるので、画像の品質を向上させることができるだけでなく、合焦精度を向上させることもできる。

以下、本技術を適用した具体的な実施の形態について説明する。

図１は、本技術を適用した撮像装置の一実施の形態の構成例を示す図である。

この撮像装置１１は、例えば撮像機能を有するデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどからなる。

図１に示す撮像装置１１は、撮像レンズ２１、撮像素子２２、AFE（Analog Front End）部２３、信号処理部２４、操作部２５、主要制御部２６、記録部２７、表示部２８、画像出力部２９、コントラスト検出部３０、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１、撮像素子制御部３２、デフォーカス量演算部３３、合焦領域決定部３４、像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５、AF方式選択部３６、およびレンズドライバ３７を有している。

撮像レンズ２１は、複数のレンズなどからなり、被写体から入射した光を集光して撮像素子２２の撮像面へと導く。

撮像レンズ２１は、レンズ５１、絞り５２、フォーカスレンズ５３、ズームレンズ５４、シャッタ５５、およびフォーカスレンズ駆動モータ５６を有している。特に、レンズ５１、フォーカスレンズ５３、およびズームレンズ５４は、撮像レンズ２１の撮像光学系を構成している。また、フォーカスレンズ５３は、１枚のレンズから構成されてもよいし、複数枚のレンズから構成されてもよい。

被写体から入射した光は、レンズ５１、絞り５２、フォーカスレンズ５３、ズームレンズ５４、およびシャッタ５５を介して撮像素子２２に入射する。シャッタ５５は、例えば主要制御部２６の制御に従って開閉し、撮像素子２２の露光を行う。

また、フォーカスレンズ駆動モータ５６は、レンズドライバ３７により駆動され、フォーカスレンズ５３を撮像光学系の光軸方向に移動させることで被写体にフォーカス（ピント）を合わせる。すなわち、ピント調節が行われる。さらに、フォーカスレンズ駆動モータ５６は、レンズドライバ３７の制御に従ってフォーカスレンズ５３に周期的な微小振動を加え、ウォブリングを行う。

撮像素子２２は、行列配列された画素が設けられた撮像面を有するCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやCCD（Charge Coupled Device）等からなり、撮像レンズ２１を介して被写体から入射した光を撮像面で受光する。撮像素子２２は、被写体からの光を光電変換することで得られた画像をAFE部２３に供給する。

ここで、撮像素子２２の撮像面には、鑑賞対象となる被写体の画像を撮像するための撮像画素と、像面位相差方式のオートフォーカスに用いられ、被写体の光像の位相差を検出するための位相差検出画素とが設けられている。特に、位相差検出画素は、撮像面において複数の撮像画素の間に離散的に配置されている。

より具体的には、撮像素子２２の撮像面には、いくつかのAF演算領域が設けられており、AF演算領域内には複数の位相差検出画素が配置されている。AF演算領域は、フォーカス（ピント）を合わせる対象とする領域（以下、合焦対象領域と称する）の候補であり、一般的にAFポイントとも呼ばれている。

例えば撮像レンズ２１の瞳領域を左右の２つの分割領域に分割したとすると、AF演算領域内には、一方の分割領域から入射する光束を受光する位相差検出画素と、他方の分割領域から入射する光束を受光する位相差検出画素とが設けられている。

後段では各AF演算領域について、位相差検出画素から出力される画素信号（以下、位相差検出信号とも称する）から得られる、分割領域ごとの被写体の像（画像）、つまり瞳分割した像の位相差（像間の距離）に基づいてデフォーカス量が算出される。このように位相差を検出し、デフォーカス量を算出する処理が、像面位相差方式のオートフォーカス制御を行うための検波処理となる。

撮像素子２２は、撮像画素から出力された画素信号からなる撮像画像の撮像画像信号と、位相差検出画素から出力される位相差検出信号とをAFE部２３に供給する。

AFE部２３は、撮像素子２２から供給された位相差検出信号に対してA/D（Analog/Digital）変換等を行って、信号処理部２４および主要制御部２６を介して撮像素子制御部３２に供給する。また、AFE部２３は、撮像素子２２から供給された撮像画像に対してA/D変換等を行って信号処理部２４に供給する。

信号処理部２４は、AFE部２３から供給された撮像画像に対してデモザイクやガンマ補正などの各種の信号処理を施して主要制御部２６に供給する。操作部２５は、例えばボタンやタッチパネルなどからなり、ユーザの操作に応じた信号を主要制御部２６に供給する。

主要制御部２６は、操作部２５から供給される信号に応じて撮像装置１１全体の動作を制御する。例えば、主要制御部２６は、信号処理部２４から供給された撮像画像をコントラスト検出部３０に供給したり、撮像画像を記録部２７や表示部２８に供給したりする。また、主要制御部２６は、記録部２７から撮像画像を読み出して画像出力部２９に供給する。

記録部２７は、例えば撮像装置１１に着脱可能なリムーバブルメディアなどからなり、主要制御部２６から供給された撮像画像を記録したり、記録している撮像画像を主要制御部２６に供給したりする。

表示部２８は、例えば液晶表示パネルなどからなり、主要制御部２６から供給された撮像画像を表示する。画像出力部２９は、主要制御部２６から供給された撮像画像を無線または有線により、外部の装置に出力する。

コントラスト検出部３０は、主要制御部２６から供給された撮像画像に基づいて、撮像画像の各領域のコントラストの度合いを示す評価値を算出し、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１に供給する。

コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、コントラスト検出部３０から供給された評価値に基づいて、撮像画像上の所定の領域にある被写体に合焦した状態となるときのフォーカスレンズ５３の位置を示す目標位置を算出し、AF方式選択部３６に供給する。

コントラストAFレンズ目標位置演算部３１で得られるフォーカスレンズ５３の目標位置が、コントラスト方式により求められた、フォーカスレンズ５３の移動先の位置である。なお、ここでは目標位置が算出される例について説明するが、コントラスト方式や像面位相差方式でのオートフォーカス制御のための情報として、現時点におけるフォーカスレンズ５３の位置から目標位置までの移動方向と移動距離を示す情報が算出されるようにしてもよい。

また、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、AF方式選択部３６の指示に応じて、コントラストの評価値を得るための検波時にフォーカスレンズ５３を微小振動させるときの振幅、つまりウォブリング量を定め、AF方式選択部３６に供給する。

撮像素子制御部３２は、主要制御部２６から供給された位相差検出信号に対する信頼度を算出し、信頼度の高い位相差検出信号のみをデフォーカス量演算部３３に供給する。これにより、像面位相差方式におけるデフォーカス量の誤検出を抑制することができる。

デフォーカス量演算部３３は、撮像素子制御部３２から供給された位相差検出信号に基づいて、AF演算領域ごとにデフォーカス量を算出し、合焦領域決定部３４に供給する。各AF演算領域について求められたデフォーカス量は、AF演算領域に対応する撮像画像上の領域にある被写体にフォーカス（ピント）を合わせたときの撮像レンズ２１の結像面である予定焦点面に対する、現時点における撮像レンズ２１の結像面のずれ量である。

合焦領域決定部３４は、デフォーカス量演算部３３から供給された各AF演算領域のデフォーカス量に基づいて、AF演算領域のなかから、フォーカスを合わせる対象とするAF演算領域を合焦対象領域として選択（決定）する。合焦領域決定部３４は、合焦対象領域のデフォーカス量を、像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５およびAF方式選択部３６に供給する。

像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５は、合焦領域決定部３４から供給されたデフォーカス量に基づいて、合焦対象領域にある被写体に合焦した状態となるときのフォーカスレンズ５３の位置を示す目標位置を算出し、AF方式選択部３６に供給する。像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５で得られるフォーカスレンズ５３の目標位置が、像面位相差方式により求められた、フォーカスレンズ５３の移動先の位置である。

AF方式選択部３６は、合焦領域決定部３４から供給されたデフォーカス量を閾値処理することで、オートフォーカス方式として、コントラスト方式を採用するか、または像面位相差方式を採用するかを選択する。すなわち、AF方式選択部３６は、像面位相差方式による検波結果に基づいて、コントラスト方式と像面位相差方式とを適宜切り替えながらオートフォーカス制御を行う。

AF方式選択部３６は、選択したオートフォーカス方式で算出された目標位置をレンズドライバ３７に供給し、フォーカス動作を行わせる。また、AF方式選択部３６は、選択したオートフォーカス方式に応じたウォブリング量の算出をコントラストAFレンズ目標位置演算部３１に指示し、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１から供給されたウォブリング量をレンズドライバ３７に供給する。

レンズドライバ３７は、AF方式選択部３６から供給された目標位置に基づいてフォーカスレンズ駆動モータ５６を駆動させ、フォーカスレンズ５３を目標位置へと移動させる。このとき、レンズドライバ３７は、AF方式選択部３６から供給されたウォブリング量に基づいてフォーカスレンズ駆動モータ５６を駆動させ、フォーカスレンズ５３に微小振動を加える。すなわち、所定のウォブリング量でフォーカスレンズ５３を微小振動させる。

〈撮像処理の説明〉
次に、撮像装置１１の動作について説明する。

例えばユーザが操作部２５を操作して撮像画像の撮像を指示すると、撮像装置１１はユーザの操作に応じて撮像画像を撮像する処理である撮像処理を開始する。なお、撮像画像は、静止画像であってもよいし動画像であってもよいが、以下では撮像画像として動画像を撮像する場合を例として説明を続ける。

以下、図２のフローチャートを参照して撮像装置１１による撮像処理について説明する。

ステップＳ１１において、撮像素子２２は、撮像レンズ２１を介して被写体から入射してきた光を受光して光電変換することで、被写体を撮像する。

すなわち、撮像素子２２は、撮像画素が被写体から入射した光を光電変換することで得られる画素信号からなる撮像画像信号を、AFE部２３および信号処理部２４を介して主要制御部２６に供給する。このとき、AFE部２３は撮像素子２２から供給された撮像画像信号に対するA/D変換等を行い、信号処理部２４はAFE部２３から供給された撮像画像信号にデモザイクやガンマ補正などの信号処理を施す。

主要制御部２６は、信号処理部２４から供給された撮像画像信号を記録部２７に供給して記録させたり、表示部２８に供給して撮像画像を表示させたりするとともに、撮像画像信号をコントラスト検出部３０にも供給する。

また、撮像素子２２の位相差検出画素は、被写体から入射した光を光電変換することで得られる位相差検出信号をAFE部２３、信号処理部２４、および主要制御部２６を介して撮像素子制御部３２に供給する。このとき、AFE部２３は撮像素子２２から供給された位相差検出信号に対するA/D変換等を行う。

さらに、撮像素子制御部３２は、主要制御部２６から供給された位相差検出信号に基づいて、それらの位相差検出信号の信頼度を計算し、信頼度が所定値以上である位相差検出信号のみを後段のデフォーカス量演算部３３に供給する。例えば、位相差検出信号として実質的な信号、つまり有用な信号が得られていない場合には、信頼度が低くなるようになされている。

ステップＳ１２において、コントラスト検出部３０は、主要制御部２６から供給された撮像画像信号に基づいて、撮像画像の各領域のコントラストの評価値を算出し、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１に供給する。

例えばコントラスト検出部３０は、撮像画像の各領域について、それらの領域内の各画素の輝度値を算出し、得られた輝度値から各領域の高周波成分を抽出する。そして、コントラスト検出部３０は、撮像画像の領域ごとに抽出した高周波成分に基づいて、各領域のコントラストの度合い、つまり合焦の度合いを示す評価値を算出する。

ここで、算出される評価値は、撮像画像の算出対象となった領域におけるコントラストが高いほど、つまり領域内に含まれるエッジ成分（高周波成分）が多いほど大きい値となるようになされている。したがって、評価値の高い領域がピントの合っている領域となる。

ステップＳ１３において、デフォーカス量演算部３３は、撮像素子制御部３２から供給された位相差検出信号に基づいて、AF演算領域ごとにデフォーカス量を算出し、合焦領域決定部３４に供給する。すなわち、デフォーカス量演算部３３は各AF演算領域について、位相差検出信号により示される、撮像面上における被写体の像間の距離を位相差として検出し、その位相差に基づいてデフォーカス量を算出する。

ステップＳ１４において、合焦領域決定部３４は、デフォーカス量演算部３３から供給された各AF演算領域のデフォーカス量に基づいて、AF演算領域のうちの１つを合焦対象領域として選択する。そして、合焦領域決定部３４は、合焦対象領域のデフォーカス量を像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５およびAF方式選択部３６に供給する。

例えば合焦領域決定部３４は、各AF演算領域のうちデフォーカス量が少ないAF演算領域を合焦対象領域として選択する。このとき、合焦領域決定部３４は、撮像素子２２の撮像面のより中央に近く、かつより撮像装置１１までの距離が近い被写体があるAF演算領域ほどより大きい重みが付けられるように各AF演算領域に重みを付けて、デフォーカス量に基づく合焦対象領域の選択（決定）を行う。

ステップＳ１５において、AF方式選択部３６は、合焦領域決定部３４から供給された合焦対象領域のデフォーカス量に基づいて、像面位相差方式のオートフォーカスを行うか否かを判定する。

例えば、合焦対象領域のデフォーカス量の絶対値が予め定められた閾値より大きい場合、像面位相差方式のオートフォーカスを行うと判定される。これは、デフォーカス量が少ない（小さい）場合には、像面位相差方式のオートフォーカス制御での合焦精度が十分に高くないからである。

ステップＳ１５において像面位相差方式のオートフォーカスを行うと判定された場合、その後、ステップＳ１６乃至ステップＳ１８の処理が行われて、像面位相差方式によるオートフォーカス制御が行われる。

このとき、AF方式選択部３６は、像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５に目標位置の算出を指示する。また、AF方式選択部３６は、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１に対して、像面位相差方式のオートフォーカス制御を行う場合における、コントラスト方式の検波のためのウォブリング量Ｗａの算出を指示する。

ステップＳ１６において、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、AF方式選択部３６の指示に応じてウォブリング量Ｗａを算出し、AF方式選択部３６に供給する。

ここで、像面位相差方式のオートフォーカス制御を行う場合における、コントラスト方式の検波のためのウォブリング量Ｗａは、コントラスト方式のオートフォーカス制御を行う場合における、コントラスト方式の検波のためのウォブリング量Ｗｂよりも必ず小さくなるように定められる。すなわち、０＜Ｗａ＜Ｗｂが成立するようになされる。

具体的には、例えばコントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、フォーカスレンズ５３の光軸方向の位置、絞り５２の絞り値、ズームレンズ５４の光軸方向の位置、および撮像素子２２の撮像画素のサイズ等に基づいて、撮像画像の撮像時における被写界深度を算出する。

そして、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、算出された被写界深度に基づいてウォブリング量Ｗａを算出する。具体的には、例えば被写界深度の半分（1/2）の値がウォブリング量Ｗｂとされ、さらにそのウォブリング量Ｗｂの半分（1/2）の値がウォブリング量Ｗａとされる。このように被写界深度に応じてウォブリング量を変化させれば、ウォブリングに起因する撮像画像のゆれ等が目立たないようにすることができる。

なお、ウォブリング量は被写界深度等に応じて変化するようにしてもよいし、ウォブリング量Ｗａやウォブリング量Ｗｂの値を予め定めておき、固定値とするようにしてもよい。また、ウォブリング量はフォーカスレンズ５３を移動させる速度等により変化するようにしてもよい。

ステップＳ１７において、像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５は、合焦領域決定部３４から供給されたデフォーカス量に基づいて、合焦対象領域の被写体に合焦させるためのフォーカスレンズ５３の目標位置を算出し、AF方式選択部３６に供給する。

AF方式選択部３６は、像面位相差AFレンズ目標位置演算部３５から供給された目標位置と、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１から供給されたウォブリング量Ｗａとをレンズドライバ３７に供給し、フォーカス動作の実行を指示する。

ステップＳ１８において、レンズドライバ３７は、AF方式選択部３６から供給された目標位置とウォブリング量Ｗａに基づいてフォーカス動作を行う。

すなわち、レンズドライバ３７はフォーカスレンズ駆動モータ５６を駆動させてフォーカスレンズ５３を目標位置に移動させるとともに、フォーカスレンズ駆動モータ５６を駆動させて、周期的にウォブリング量Ｗａで示される幅だけフォーカスレンズ５３を微小振動させる。

ステップＳ１８の処理が行われると、その後、処理はステップＳ２２へと進む。

一方、ステップＳ１５において、像面位相差方式のオートフォーカス制御を行わないと判定された場合、ステップＳ１９乃至ステップＳ２１の処理が行われて、コントラスト方式によるオートフォーカス制御が行われる。

このとき、AF方式選択部３６はコントラストAFレンズ目標位置演算部３１に対して、目標位置の算出、およびコントラスト方式のオートフォーカス制御を行う場合における、コントラスト方式の検波のためのウォブリング量Ｗｂの算出を指示する。

ステップＳ１９において、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、AF方式選択部３６の指示に応じてウォブリング量Ｗｂを算出し、AF方式選択部３６に供給する。例えば、ステップＳ１６における場合と同様に、被写界深度に基づいてウォブリング量Ｗｂが算出される。

ステップＳ２０において、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、コントラスト検出部３０から供給された評価値に基づいて、フォーカスレンズ５３の移動先の位置を示す目標位置を算出し、AF方式選択部３６に供給する。

具体的にはコントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、撮像画像における所定の領域を合焦対象とする領域として選択する。例えば、合焦対象とする領域は、合焦領域決定部３４により定められた合焦対象領域を含む領域であってもよいし、コントラストの評価値が最も高い領域とされてもよい。また、合焦対象とする領域を選択する際には、撮像画像の直前のフレームにおいて合焦対象とされた領域や、合焦領域決定部３４により定められた現フレームの合焦対象領域に応じて重み付けを行うようにしてもよい。

コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、合焦対象とする領域について、コントラスト検出部３０から供給された評価値に基づいて、合焦対象とする領域の被写体に合焦させるためのフォーカスレンズ５３の目標位置を算出する。

すなわち、撮像レンズ２１ではフォーカスレンズ５３のウォブリングが行われているので、ウォブリング量により示される光軸方向の幅の範囲内の各位置についてコントラストの評価値が得られる。したがって、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１では、フォーカスレンズ５３を光軸方向に微小量だけ移動させたときのコントラストの評価値の変化を示す評価値の傾き値が得られる。

コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、合焦対象とする領域におけるコントラストの評価値の傾き値に基づいて、コントラストの評価値が増加する方向へとフォーカスレンズ５３が動かされるように目標位置を定める。例えば合焦位置、つまりコントラストの評価値のピーク値付近では傾き値が小さくなるので、傾き値の大きさが小さいほどフォーカスレンズ５３を移動させる距離が短くなるようになされる。

このようにコントラスト方式のオートフォーカス制御では、撮像画像のコントラストが高くなるフォーカスレンズ５３の位置を探索することで焦点調整が行われる。

例えばウォブリングを行わない場合、コントラスト方式の検波値であるコントラストの評価値に基づいてフォーカスレンズ５３が動かされ、評価値がピークとなるフォーカスレンズ５３の位置が検出された後も、そのピークとなる位置からさらにフォーカスレンズ５３を移動させる必要がある。これは、ある程度評価値が低くなるところまでフォーカスレンズ５３を移動させないと、被写体に合焦させるための正しい移動方向（目標位置）を判定することができないからである。

これに対して、撮像装置１１ではウォブリング動作が行われるので、コントラストの評価値の傾き値を得ることができる。つまり、検波値である評価値の傾きを知ることができる。したがって、この傾き値からフォーカスレンズ５３を移動させるべき正しい方向を特定し、その方向にフォーカスレンズ５３を少しずつ移動させることができる。特に、評価値のピーク付近では、ピークに近づくにつれて傾き値が小さくなっていくので、フォーカスレンズ５３を移動させるべき方向の特定が容易である。

コントラストAFレンズ目標位置演算部３１は、フォーカスレンズ５３の目標位置を算出すると、得られた目標位置をAF方式選択部３６に供給する。

また、AF方式選択部３６は、コントラストAFレンズ目標位置演算部３１から供給された目標位置とウォブリング量Ｗｂをレンズドライバ３７に供給し、フォーカス動作の実行を指示する。

ステップＳ２１において、レンズドライバ３７は、AF方式選択部３６から供給された目標位置とウォブリング量Ｗｂに基づいてフォーカス動作を行う。

すなわち、レンズドライバ３７はフォーカスレンズ駆動モータ５６を駆動させてフォーカスレンズ５３を目標位置に移動させるとともに、フォーカスレンズ駆動モータ５６を駆動させて、周期的にウォブリング量Ｗｂで示される幅だけフォーカスレンズ５３を微小振動させる。

ステップＳ２１の処理が行われると、その後、処理はステップＳ２２へと進む。

ステップＳ１８またはステップＳ２１においてフォーカス動作が行われると、ステップＳ２２において、主要制御部２６は、処理を終了するか否かを判定する。例えばユーザにより操作部２５が操作され、撮像終了が指示された場合、処理を終了すると判定される。

ステップＳ２２において終了しないと判定された場合、処理はステップＳ１１に戻り、上述した処理が繰り返し行われる。

これに対して、ステップＳ２２において終了すると判定された場合、撮像装置１１の各部は撮像画像を撮像するための処理を終了させ、撮像処理は終了する。

以上のようにして撮像装置１１は、撮像画像の撮像時に像面位相差方式とコントラスト方式の検波を継続して同時に行いながら、それらの２つのオートフォーカス方式の何れか一方の方式を選択し、実際のフォーカス動作を行う。

このとき、撮像装置１１は像面位相差方式でフォーカス（焦点）を合わせるときには、コントラスト方式でフォーカスを合わせるときよりも、コントラスト方式の検波のためのウォブリング量がより小さい値となるようにする。

これにより、像面位相差方式の検波で得られるデフォーカス量の変動が小さくなり、像面位相差方式による合焦精度を向上させることができる。その結果、よりピント具合のよい高品質な画像を得ることができる。また、ウォブリングによる画質の劣化を抑制し、画像の画質（品質）をさらに向上させることができる。

なお、以上においては、撮像時にコントラスト方式の検波、すなわちコントラストの評価値の算出と、像面位相差方式の検波、すなわちデフォーカス量の算出とを同時に行いながら、何れか一方のオートフォーカス方式を選択し、その選択された方式によるフォーカスレンズ５３の目標位置を算出すると説明した。

しかし、この例に限らず、予めコントラスト方式による目標位置と、像面位相差方式による目標位置とを算出しておき、AF方式選択部３６がオートフォーカス方式の選択結果に応じて、選択されたオートフォーカス方式の目標位置を選択的にレンズドライバ３７に出力するようにしてもよい。

また、以上においては１または複数のレンズからなるフォーカスレンズ５３全体を微小振動（ウォブリング）させる例について説明したが、フォーカスレンズ５３を構成する一部のレンズを微小振動させるようにしてもよい。また、撮像レンズ２１の全体または一部のレンズを微小振動させるようにしてもよい。

ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどが含まれる。

図３は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。

コンピュータにおいて、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１，ＲＯＭ（Read Only Me mory）５０２，ＲＡＭ（Random Access Memory）５０３は、バス５０４により相互に接続されている。

バス５０４には、さらに、入出力インターフェース５０５が接続されている。入出力インターフェース５０５には、入力部５０６、出力部５０７、記録部５０８、通信部５０９、及びドライブ５１０が接続されている。

入力部５０６は、キーボード、マウス、マイクロホン、撮像素子などよりなる。出力部５０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記録部５０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部５０９は、ネットワークインターフェースなどよりなる。ドライブ５１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア５１１を駆動する。

以上のように構成されるコンピュータでは、ＣＰＵ５０１が、例えば、記録部５０８に記録されているプログラムを、入出力インターフェース５０５及びバス５０４を介して、ＲＡＭ５０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。

コンピュータ（ＣＰＵ５０１）が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア５１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。

コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア５１１をドライブ５１０に装着することにより、入出力インターフェース５０５を介して、記録部５０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部５０９で受信し、記録部５０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ＲＯＭ５０２や記録部５０８に、あらかじめインストールしておくことができる。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

例えば、本技術は、１つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。

また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。

また、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、他の効果があってもよい。

さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。

（１）
撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択する方式選択部と、
前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定める演算部と
を備える撮像装置。
（２）
前記他の方式は、検波時に前記フォーカスレンズの微小振動を必要としないフォーカス方式である
（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記他の方式は像面位相差方式である
（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記方式選択部は、前記像面位相差方式の検波結果に基づいて前記コントラスト方式または前記像面位相差方式の何れかの方式を選択する
（３）に記載の撮像装置。
（５）
前記演算部は、前記撮像画像の撮像時の被写界深度に基づいて前記ウォブリング量を算出する
（１）乃至（４）の何れか一項に記載の撮像装置。
（６）
撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択し、
前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定める
ステップを含む撮像方法。
（７）
撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択し、
前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定める
ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。

１１ 撮像装置， ２１ 撮像レンズ， ２２ 撮像素子， ２６ 主要制御部， ３０ コントラスト検出部， ３１ コントラストAFレンズ目標位置演算部， ３３ デフォーカス量演算部， ３４ 合焦領域決定部， ３５ 像面位相差AFレンズ目標位置演算部， ３６ AF方式選択部， ３７ レンズドライバ， ５３ フォーカスレンズ， ５６ フォーカスレンズ駆動モータ

Claims (7)

1. 撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択する方式選択部と、
   前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定める演算部と
   を備える撮像装置。
2. 前記他の方式は、検波時に前記フォーカスレンズの微小振動を必要としないフォーカス方式である
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記他の方式は像面位相差方式である
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記方式選択部は、前記像面位相差方式の検波結果に基づいて前記コントラスト方式または前記像面位相差方式の何れかの方式を選択する
   請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記演算部は、前記撮像画像の撮像時の被写界深度に基づいて前記ウォブリング量を算出する
   請求項１に記載の撮像装置。
6. 撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択し、
   前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定める
   ステップを含む撮像方法。
7. 撮像画像の撮像時に継続してコントラスト方式の検波を行う場合において、フォーカスレンズを所定のウォブリング量で微小振動させて検波を行う前記コントラスト方式、または前記コントラスト方式とは異なる他の方式の何れの方式でフォーカス制御を行うかを選択し、
   前記他の方式でフォーカス制御を行う場合、前記コントラスト方式の検波のための前記ウォブリング量が、前記コントラスト方式でフォーカス制御を行う場合における前記ウォブリング量よりも小さい値となるように前記ウォブリング量を定める
   ステップを含む処理をコンピュータに実行させるプログラム。

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