JP2021173827A - 制御装置、撮像装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】安定した自動焦点調整動作を行う制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、表示枠に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出する算出手段と、複数の測距枠から、ＡＦ制御に用いられる一つのデフォーカス量に対応する一つの測距枠を選択する選択手段とを有し、選択手段は、低コントラスト枠の数が複数の測距枠の数に占める割合に基づいて、一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を変更する。【選択図】図５

Description

本発明は、制御装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムに関する。

特許文献１には、過去複数回の像面位置の変化を時刻による所定の関数とみなし、その関数を求めることで撮影レンズの動体予測駆動を行う方法が開示されている。特許文献２には、焦点調節に用いる一対の電気信号列を複数ブロックに分割し、ブロックごとにデフォーカス量の演算と遠近競合判定を行う方法が開示されている。

特開２００１−０２１７９４号公報 特開平８−０１５６０３号公報

しかしながら、特許文献２に開示されているように、分割ブロックに分割されて各測距点が小さくなると、Ｓ／Ｎ比が低下するため、低輝度または低コントラストの状態において、測距結果のバラつきが大きくなりやすい。このため、特許文献１に開示されているような方法を実行する際に、安定した自動焦点調整動作（ＡＦ動作）を行うことが難しい。

そこで本発明は、安定した自動焦点調整動作を行う制御装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、表示枠に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出する算出手段と、前記複数の測距枠から、ＡＦ制御に用いられる一つのデフォーカス量に対応する一つの測距枠を選択する選択手段とを有し、前記選択手段は、低コントラスト枠の数が前記複数の測距枠の数に占める割合に基づいて、前記一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を変更する
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、安定した自動焦点調整動作を行う制御装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムを提供することができる。

各実施形態における撮像装置のブロック図である。 各実施形態におけるサーボモード処理を示すフローチャートである。 各実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。 各実施形態における表示枠、測距枠、および優先領域の一例を示す図である。 第一および第二の実施形態における測距枠の選択方法を示すフローチャートである。 第一の実施形態における至近優先のフローチャートである。 各実施形態における連続性優先のフローチャートである。 第一の実施形態における測距枠の選択方法の一例を示す図である。 第二の実施形態における至近優先のフローチャートである。 第三の実施形態における測距枠の選択方法を示すフローチャートである。 第三の実施形態における測距枠の選択方法の一例を示す図である。 第四の実施形態における測距枠の選択方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態に共通の部分に関して重複する説明は省略する。

（第一の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第一の実施形態における撮像装置について説明する。図１は、撮像装置（レンズ交換式カメラ、カメラシステム）１０のブロック図である。撮像装置１０は、カメラ本体（撮像装置本体）２００と、カメラ本体２００に対して着脱可能（交換可能）なレンズユニット（レンズ装置）１００とを備えて構成される。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズユニットとが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

レンズユニット１００は、レンズユニット１００の全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６を有する。カメラ本体２００は、レンズユニット１００を含む撮像装置１０の全体の動作を統括するカメラ制御部２１２を有する。レンズ制御部１０６とカメラ制御部２１２とは、レンズマウントに設けられた端子を通じて相互に通信可能である。

まず、レンズユニット１００の構成について説明する。固定レンズ１０１、絞り１０２、およびフォーカスレンズ１０３は、撮像光学系を構成する。絞り１０２は、絞り駆動部１０４により駆動され、後述する撮像素子２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ１０３は、フォーカスレンズ駆動部１０５により駆動され、フォーカスレンズ１０３の位置に応じて撮像光学系の合焦距離が変化する。絞り駆動部１０４およびフォーカスレンズ駆動部１０５は、レンズ制御部１０６により制御され、絞り１０２の開口量およびフォーカスレンズ１０３の位置をそれぞれ決定する。

レンズ操作部１０７は、ユーザがレンズユニット１００の動作に関する設定を行うための入力デバイス群である。レンズ操作部１０７の操作により、ＡＦ（オートフォーカス）／ＭＦ（マニュアルフォーカス）モードの切り替え、ＭＦによるフォーカスレンズ１０３の位置調整、フォーカスレンズ１０３の動作範囲設定、手ブレ補正モードの設定などを行うことができる。レンズ制御部１０６は、ユーザによるレンズ操作部１０７の操作に応じた制御を行う。

レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２１２から受信した制御命令や制御情報に応じて、絞り駆動部１０４やフォーカスレンズ駆動部１０５を制御する。またレンズ制御部１０６は、レンズ制御情報をカメラ制御部２１２に送信する。

次に、カメラ本体２００の構成について説明する。カメラ本体２００は、レンズユニット１００の撮像光学系を通過した光束から撮像信号を取得することができるように構成されている。

撮像素子２０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成され、レンズユニットの撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する。すなわち、撮像光学系から入射した光束は撮像素子２０１の受光面上に結像し、撮像素子２０１に配列された画素に設けられたフォトダイオードにより、入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部２１２の指令に従って、タイミングジェネレータ２１４が出力する駆動パルスより、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子２０１から順次読み出される。

本実施形態において、撮像素子２０１の各画素は、２つ（一対）のフォトダイオードＡ、Ｂとこれら一対のフォトダイオードＡ、Ｂに対して設けられた１つのマイクロレンズとより構成されている。各画素は、入射する光をマイクロレンズで分割して一対のフォトダイオードＡ、Ｂ上に一対の光学像を形成し、該一対のフォトダイオードＡ、Ｂから後述するＡＦ信号に用いられる一対の画素信号（Ａ信号およびＢ信号）を出力する。また、一対のフォトダイオードＡ、Ｂの出力を加算することで、撮像信号（Ａ＋Ｂ信号）を得ることができる。

複数の画素から出力された複数のＡ信号はＡ信号同士、複数のＢ信号はＢ信号同士でそれぞれ合成することにより、撮像面位相差検出方式によるＡＦ（撮像面位相差ＡＦ）に用いられるＡＦ信号（焦点検出用信号）としての一対の像信号が得られる。後述するＡＦ信号処理部２０４は、一対の像信号に対する相関演算を行い、一対の像信号のずれ量である位相差（像ずれ量）を算出し、像ずれ量から撮像光学系のデフォーカス量（およびデフォーカス方向）を算出する。

ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２は、撮像素子２０１から読み出されたＡＦ信号および撮像信号に対して、リセットノイズを除去するための相関二重サンプリング、ゲイン調節、およびＡＤ変換を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２は、これらの処理を行った撮像信号およびＡＦ信号をそれぞれ、画像入力コントローラ２０３およびＡＦ信号処理部２０４に出力する。

画像入力コントローラ２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力された撮像信号を、バス２１を介してＳＤＲＡＭ２０９に画像信号として格納する。ＳＤＲＡＭ２０９に格納された画像信号は、バス２１を介して表示制御部２０５により読み出され、表示部２０６に表示される。また、画像信号の記録を行う録画モードでは、ＳＤＲＡＭ２０９に格納された画像信号は、記録媒体制御部２０７により半導体メモリ等の記録媒体２０８に記録される。ＲＯＭ２１０は、カメラ制御部２１２が実行する制御プログラムや処理プログラムおよびこれらの実行に必要な各種データ等を格納している。フラッシュＲＯＭ２１１は、ユーザにより設定されたカメラ本体２００の動作に関する各種設定情報等が格納されている。

ＡＦ信号処理部（焦点検出装置）２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力されたＡＦ信号である一対の像信号に対して相関演算を行い、一対の像信号の像ずれ量や信頼性を算出する。信頼性は、二像一致度と相関変化量の急峻度を用いて算出される。またＡＦ信号処理部２０４は、撮像画面内で焦点検出およびＡＦを行う領域である測距領域（焦点検出領域）の位置および大きさを設定する。ＡＦ信号処理部２０４は、測距領域で算出した像ずれ量（検出量）および信頼性の情報をカメラ制御部２１２に出力する。

カメラ制御部２１２は、ＡＦ制御部２１２１、動き判定部２１２２、記憶部２１２３、および予測部２１２４を有する。ＡＦ制御部２１２１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制御部１０６に指示を行う。動き判定部２１２２は、記憶部２１２３がメモリ回路２１５に記憶させた撮影時刻とデフォーカス量から算出した被写体像面位置とに基づいて動き判定を行う。ＡＦ制御部２１２１は、将来の像面位置を予測部２１２４を用いて予測し、予測した像面位置にフォーカスレンズ１０３が到達するために必要なレンズ駆動量を算出し、レンズ制御部１０６に指示を行う。

カメラ制御部２１２は、カメラ本体２００内の各部と情報をやり取りしながら各部を制御する。またカメラ制御部２１２は、ユーザ操作に基づくカメラ操作部２１３からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、各種設定の変更、撮像処理、ＡＦ処理、記録画像の再生処理等、ユーザ操作に対応する様々な処理を実行する。またカメラ制御部２１２は、レンズユニット１００（レンズ制御部１０６）に対する制御命令やカメラ本体２００の情報をレンズ制御部１０６に送信し、また、レンズユニット１００の情報をレンズ制御部１０６から取得する。カメラ制御部２１２は、マイクロコンピュータにより構成され、ＲＯＭ２１０に記憶されたコンピュータプログラムを実行することで、レンズユニット１００を含む撮像装置１０の全体の制御を司る。

カメラ制御部２１２は、ＡＦ信号処理部２０４により算出された測距領域での像ずれ量を用いてデフォーカス量を算出し、デフォーカス量に基づいてレンズ制御部１０６を通じてフォーカスレンズ１０３の駆動を制御する。以下、カメラ本体２００で行われる処理について説明する。カメラ制御部２１２は、コンピュータプログラムである撮像処理プログラムに従って以下の処理を行う。

図２を参照して、カメラ本体２００の撮影処理、特にＡＦ制御部２１２１を含むカメラ制御部２１２で行われるサーボモード処理について説明する。図２は、サーボモード処理を示すフローチャートである。

まずステップＳ２０１において、カメラ制御部２１２は、カメラ操作部２１３のＳＷ１（撮影開始スイッチ）の状態を判定する。ＳＷ１がオン状態である場合、ステップＳ２０２に移行する。一方、ＳＷ１がオフ状態である場合、サーボモード処理を終了する。

ステップＳ２０２において、カメラ制御部２１２（ＡＦ信号処理部２０４）は、焦点検出処理を行う。なお、焦点検出処理の詳細については、図３を参照して後述する。ここで、図４を参照して、ステップＳ２０２の焦点検出処理を行う測距枠について説明する。図４は、表示枠、測距枠、および優先領域の一例を示す図である。

図４（ａ）は、１つの測距表示枠（表示枠）を示す。図４（ｂ）は、図４（ａ）の測距表示枠に対応する領域を５×５の合計２５枠の測距枠に分割した状態を示す図である。本実施形態において、図４（ｂ）に示されるように、２５枠の測距枠のうち中央の１行の領域を第一の優先領域、それ以外の領域を第二の優先領域とする。

図４（ｃ）は、１つの測距表示枠（表示枠１）と、その周辺に８つの測距表示枠（表示枠２）が存在する場合を示す図である。図４（ｄ）は、それぞれに対応する領域を９×９の合計８１枠に分割した状態を示す図である。表示枠１に対応する優先領域（第一の優先領域および第二の優先領域）は図４（ｂ）と同様であり、表示枠２に対応する優先領域を第三優先領域とする。なお優先領域は、地面に対する位置関係が中央、上方、下方によって変えることや、図４（ｄ）における第一の優先領域および第二の優先領域を３×３枠までにするなど数を変更することも可能である。また、より細分化した行や列単位（例えば１８×１８の合計３２４枠で設定することも可能である。以下の説明では、図４の分割、優先領域の測距枠が設定されものとして説明を行う。

続いて、図２のステップＳ２０３において、カメラ制御部２１２は、測距枠選択処理を行う。なお、測距枠選択処理の詳細については、図５を参照して後述する。続いてステップＳ２０４において、カメラ制御部２１２は、動体判定処理を行う。なお、動体判定処理の詳細については省略する。例えば、ステップＳ２０３にて決定した測距枠(主枠)の焦点検出結果に基づいて、メモリ回路２１５に記憶させた撮影時刻とデフォーカス量とから算出した被写体像面位置が連続的に所定量以上変化しているかなどの判定方法がある。

続いてステップＳ２０５において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ２０４の動体判定処理により被写体が動体であるか否かを判定する。被写体が動体である場合、ステップＳ２０６へ進む。一方、被写体が動体でない場合、ステップＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０６において、カメラ制御部２１２（予測部２１２４）は、記憶部２１２３によりメモリ回路２１５に記憶された、撮影時刻とデフォーカス量とから算出した被写体像面位置を用いて予測演算処理を行い、将来の像面位置を算出する。なお、予測方法の詳細については省略するが、２次曲線を予測関数とする方法や、最新の２点だけを求めて１次曲線により予測する方法がある。また、最小二乗法により、以下の式（１）で表される予測式ｆ（ｔ）を統計演算によって求めてもよい。

ｆ（ｔ）＝α＋βｔ＋γｔ^ｎ ・・・（１）
続いてステップＳ２０７において、カメラ制御部２１２は、焦点状態が合焦状態であるか否かを判定する。焦点状態が合焦状態である場合、ステップＳ２０１へ戻る。一方、焦点状態が合焦状態でない場合、ステップＳ２０８へ進む。

ステップＳ２０８において、カメラ制御部２１２は、焦点検出処理が終了したか否かを判定する。焦点検出処理が終了した場合、カメラ制御部２１２はサーボモード処理を終了する。一方、焦点検出処理が終了していない場合、ステップＳ２０９へ進む。焦点検出処理を終了したか否かの判定の例としては、フォーカスレンズ１０３が駆動可能な範囲の全域をスキャンしたなど、これ以上フォーカスレンズ１０３を移動させても合焦状態とならないと判定された場合がある。

ステップＳ２０９において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ２０６にて算出された像面位置に基づいて、現在のフォーカスレンズ１０３の像面位置との差分を算出し、フォーカスレンズ１０３の駆動量を算出する。

次に、図３を参照して、焦点検出処理（ステップＳ２０２）の一例を説明する。図３は、焦点検出処理を示すフローチャートである。まずステップＳ３０１において、ＡＦ信号処理部２０４は、撮像素子２０１における測距領域に含まれる複数の画素からＡＦ信号としての一対の像信号（像データ）を取得する。

続いてステップＳ３０２において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ３０１にて取得した像データのピークおよびボトムの情報などに基づいて、コントラスト検出を行う。コントラスト検出は、結果を数値として保持することも可能であるが、本実施形態では、所定のコントラスト値以上のコントラスト値を高コントラスト、所定のコントラスト値未満のコントラスト値を低コントラストとして説明を行う。

続いてステップＳ３０３において、ＡＦ信号処理部２０４は、取得した一対の像信号を１画素（１ビット）ずつ相対的にシフトさせながら、一対の像信号の相関量を算出する。続いてステップＳ３０４において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ３０３にて算出した相関量に基づいて、相関変化量を算出する。続いてステップＳ３０５において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ３０４にて算出した相関変化量を用いて像ずれ量を算出する。続いてステップＳ３０６において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ３０５にて算出された測距領域の像ずれ量を用いて、測距領域のデフォーカス量を算出する。

続いてステップＳ３０７において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ３０６にて算出されたデフォーカス量に基づいて、信頼性を算出する。信頼性算出は、コントラスト検出と同様に数値として保持することも可能であるが、ここでは所定数値を閾値とする。例えば、合焦に足りる「フォーカスＯＫ」、デフォーカス量を信頼できる「デフォーカスＯＫ」、デフォーカスの方向は信頼できる「方向ＯＫ」、何も信頼できない「ＮＧ」の４段階に分割する。なお、ここでいう信頼性とは、ステップＳ３０２にて検出されるコントラストとは別のものであり、必ずしも“低コントラスト＝低信頼性”とはならない。これら一連の焦点検出処理を設定された各測距枠、例えば図４（ｂ）に示される設定の場合には２５枠の全てに対して行う。

次に、図５乃至図８を参照して、測距枠選択処理（ステップＳ２０３）について説明する。図５は、測距枠選択処理（測距枠の選択方法）を示すフローチャートである。

まずステップＳ５０１において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ３０２のコントラスト検出処理により低コントラストと判定された枠（低コントラスト枠）の数が表示枠内の全測距枠に占める割合が所定の割合以上であるか否かを判定する。低コントラスト枠の表示枠内の割合が所定の割合以上である場合、ステップＳ５０３へ進む。一方、低コントラスト枠の表示枠内の割合が所定の割合より低い場合、ステップＳ５０２へ進む。

図８は、ステップＳ２０２における焦点検出処理の結果の一例を示す図であり、図４（ｂ）と対応する。各測距枠内に記載されている数値はデフォーカス量を表しており、数値が小さいほど至近のデフォーカスを示している。また、斜線で表現されている測距枠は、ステップＳ３０２のコントラスト検出処理により、高コントラストの測距枠（高コントラスト枠）と判定された測距枠を示している。図８の例では、全２５枠中５枠が高コントラスト枠、２０枠が低コントラスト枠と判定されている。このため、例えば、所定の割合を７割以上とした場合、図８の測距結果を例にすると、低コントラスト枠の割合は８０％であるため、ステップＳ５０３へ進む。

次に、図６を参照して、ステップＳ５０２の至近優先を説明する。まずステップＳ６０１において、カメラ制御部２１２は、測距結果が第一の優先領域に含まれているか否か、および、至近方向の測距結果を算出しているか否かを判定する。ここで、至近方向の測距結果か否かの判定を行うことで、測距枠内に複数の被写体が含まれるような場合でも、背景方向のコントラストが高い被写体などにピントが合うことを防ぐことができる。測距結果が第一の優先領域に含まれており、かつ至近方向の測距結果を算出している場合、ステップＳ６０２へ進む。一方、測距結果が第一の優先領域に含まれていないか、または、至近方向の測距結果を算出していない場合、ステップＳ６０５へ進む。

ステップＳ６０２において、カメラ制御部２１２は、仮主枠に対してステップＳ３０７にて算出した信頼性が高いか否かを判定する。信頼性が高いと判定された場合、ステップＳ６０４へ進み、仮主枠を更新（決定）する。一方、信頼性が低いと判定された場合、ステップＳ６０３へ進む。ステップＳ６０３において、カメラ制御部２１２は、仮主枠と信頼性が同じであって、かつ、仮主枠よりも至近の測距結果（デフォーカス）を算出しているか否かを判定する。仮主枠と信頼性が同じであって、かつ、仮主枠よりも至近の測距結果を算出している場合、ステップＳ６０４へ進み、仮主枠が更新される。一方、仮主枠と信頼性が異なるか、または、仮主枠よりも至近の測距結果を算出していない場合、ステップＳ６０５へ進む。

ステップＳ６０５において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ６０１の判定を全測距枠に関して行ったか否かを判定し、全測距枠に関する判定が完了するまでステップＳ６０１〜Ｓ６０５を繰り返す。全測距枠に関する判定が完了した場合、ステップＳ６０６へ進む。ステップＳ６０６において、カメラ制御部２１２は、仮主枠を主枠として決定し、本処理を終了する。

至近優先は、フォーカスレンズ１０３の位置によらず、ユーザが測距枠内にとらえている最も至近の被写体にピントを合わせることができる。このため至近優先は、ＳＷ１開始直後でまだ被写体を捉えていない状態や、ピントが遠方にある状態から手前にいる被写体にピントを合わせたいような場合に有効な選択方式である。

次に、図７を参照して、ステップＳ５０３の連続性優先（連続性優先１）を説明する。図７は、連続性優先のフローチャートである。

まずステップＳ７０１において、カメラ制御部２１２は、測距結果が優先領域であるか否か、および、測距結果が予測に対して所定範囲以内であるか否かを判定する。ここで予測位置とは、ステップＳ２０６の予測演算処理により算出された結果である。被写体が動体と判定されていない場合、現在のレンズ位置となる。優先領域であるか否かの閾値は、ステップＳ５０３（連続性優先１）では第一の優先領域よりも上位であり、後述するステップＳ５０５（連続性優先２）では第二の優先領域よりも上位であるように、連続性優先を行うタイミングにより異ならせることができる。予測に対する所定範囲についても同様に、連続性優先を行うタイミングにより異ならせることが可能である。この場合、前段の連続性優先のほうが狭い所定範囲となるように設定される。測距結果が優先領域であり、かつ予測に対して所定範囲以内である場合、ステップＳ７０２へ進む。一方、測距結果が優先領域ではないか、または、予測に対して所定範囲以内でない場合、ステップＳ７０５へ進む。

ステップＳ７０２において、カメラ制御部２１２は、仮主枠よりもステップＳ３０７にて算出した信頼性が高いか否かを判定する。信頼性が高いと判定された場合、ステップＳ７０４へ進み、カメラ制御部２１２は仮主枠を更新（決定）する。一方、信頼性が低いと判定された場合、ステップＳ７０３へ進む。ステップＳ７０３において、仮主枠と信頼性は同じであって、かつ仮主枠よりも予測に近いデフォーカスを算出していた場合、ステップＳ７０４へ進み、カメラ制御部２１２は仮主枠を更新（決定）する。一方、仮主枠と信頼性が同じではないか、または、仮主枠よりも予測に近いデフォーカスを算出していない場合、ステップＳ７０５へ進む。

ステップＳ７０５において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ７０１の判定を全測距枠に関して行ったか否かを判定する。判定が全測距枠に関して行われていない場合、ステップＳ７０１〜Ｓ７０５を繰り返す。一方、全測距枠に関する判定が完了した場合、ステップＳ７０６へ進む。ステップＳ７０６において、カメラ制御部２１２は、優先領域内で仮主枠が決定しているか否かを判定する。仮主枠が決定されている場合、ステップＳ７１２へ進み、カメラ制御部２１２は、仮主枠を主枠として決定して本処理を終了する。一方、仮主枠が決定されていない場合、ステップＳ７０７へ進み、測距結果が予測に対して所定範囲以内であるか否かを判定する。前述のように、ここでの所定範囲は、ステップＳ７０１の所定範囲よりも広く設定することが可能である。なお、ステップＳ７０８〜ステップＳ７１１はそれぞれ、ステップＳ７０２〜ステップＳ７０５と同様のため、それらの説明を省略する。連続性優先は、被写体をとらえた後にその被写体に対して追従状態が続いている場合、特に予測を用いている場合に有効な選択方式となる。

続いて、図５のステップＳ５０４において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ５０２の至近優先またはステップＳ５０３の連続性優先１により決定された主枠が存在するか否かを判定する。主枠が存在する場合、本処理を終了する。一方、主枠が存在しない場合、ステップＳ５０５の連続性優先２へ進む。ステップＳ５０５の連続性優先２は、前述したように優先領域の考え方と予測に対する所定範囲内とする閾値が異なるものであり、処理の流れは同様のため、その説明は省略する。

以上の測距枠選択による結果を、図８の例で、ステップＳ２０６の予測演算処理により算出された予測位置は「３５」であるものとして考える。仮にステップＳ５０１の処理がない場合、至近優先によって第一の優先領域で最も至近のデフォーカスを算出している測距枠８０１が主枠として選択される。

被写体が大きく至近方向に動いた場合や、至近の被写体をフレーミングし直した場合、「３」というデフォーカス結果をもとにレンズ駆動することに問題はない。しかし、この例のような場合、この測距枠は低コントラストの測距枠であるため、バラつきによる結果である可能性が高く、この測距枠を主枠としてフォーカスレンズを駆動した場合、「３５」に対する連続性が低いため、ピント追従が不安定になる可能性がある。しかし、ステップＳ５０１の処理で低コントラスト枠の割合が所定以上であると判定できれば、連続性優先によって、測距枠８０２を選択可能となり、連続性のある安定したフォーカスレンズ駆動を行うことができる。

以上のように、本実施形態において、制御装置（カメラ本体２００）は、算出手段（ＡＦ信号処理部２０４）および選択手段（ＡＦ制御部２１２１）を有する。算出手段は、表示枠（測距表示枠）に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出する。選択手段は、複数の測距枠から、ＡＦ制御に用いられる一つのデフォーカス量に対応する一つの測距枠を選択する。また選択手段は、低コントラスト枠（コントラスト検出処理により低コントラストと判定された枠）の数が複数の測距枠の数に占める割合に基づいて、一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を変更する。好ましくは、選択手段は、前記割合が所定の割合以上であるか否かに基づいて、ＡＦ動作を変更する。より好ましくは、選択手段は、前記割合が所定の割合以上である場合、ＡＦ動作を至近優先方式から他の優先方式（例えば、連続性優先方式）へ変更する。なお、他の優先方式は、例えば連続性優先方式であるが、これに限定されるものではない。

以上のように、本実施形態によれば、高コントラストおよび低コントラストの測距結果の割合に応じて自動焦点調整動作（ＡＦ動作）を切り替えることで、安定した自動焦点調整動作が可能となる。

（第二の実施形態）
次に、図９を参照して、本発明の第二の実施形態について説明する。図９は、本実施形態における至近優先を示すフローチャートである。図９は、ステップＳ９０３にて高コントラストの測距枠を優先して選択する点で、図６と異なる。

コントラストが高いか否かの判定は、その数値の大小で判定してもよう、または、高コントラストまたは低コントラストと判定した結果から、高コントラストと判定された結果を優先してもよい。第一の実施形態にて説明したように、ステップＳ９０１にて至近方向の測距結果か否かの判定を行う。このため、ステップＳ９０３にて高コントラストの測距枠の優先度を高くしても、背景方向のコントラストが高い被写体などにピントが合うことを防ぐことができる。以上の至近優先による選択結果を、図８の例で考えると、第一の優先領域に含まれる高コントラスト枠の中で、最至近のデフォーカスを算出しているのは測距枠８０３の「３１」である。

本実施形態において、選択手段（ＡＦ制御部２１２１）は、低コントラスト枠よりも高コントラスト枠を優先させるように、一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を行う。好ましくは、ＡＦ動作は、至近優先方式である。また好ましくは、選択手段は、複数の測距枠を、第一の優先領域および第二の優先領域の少なくとも二つの優先領域に区分する。

以上説明したように、ステップＳ５０１にて低コントラスト枠の割合が所定の割合以下であると判定された場合でも、第一の優先領域に高コントラストの測距枠が存在すれば、バラつきの小さい測距枠の中から最至近の測距結果を選択することができる。このように本実施形態によれば、高コントラストの測距結果を優先することで、安定した自動焦点調整動作（ＡＦ動作）が可能となる。

（第三の実施形態）
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第三の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態における測距枠選択（測距枠の選択方法）を示すフローチャートである。図１１は、測距枠の選択方法の一例を示す図である。図１１（ａ）は、ステップＳ２０２における焦点検出処理の結果の一例とその際の測距枠選択の一例の説明図であり、図４（ｂ）と対応する。図１１（ｂ）は、図４（ｄ）と対応する。

各測距枠内に記載されている数値はデフォーカス量を表しており、数値が小さいほど至近のデフォーカスを示している。また、斜線で表現されている測距枠はステップＳ３０７の信頼性算出によって、高信頼性と判定された測距枠を示している。高信頼性とは「フォーカスＯＫ」、「デフォーカスＯＫ」、「方向ＯＫ」、「ＮＧ」のうち、「フォーカスＯＫ」と「デフォーカスＯＫ」のことを言い、後述するステップＳ１００２とステップＳ１００３の信頼性が所定以上であることと等価であることとする。図１１（ａ）の例では、全２５枠中１７枠が高信頼性、８枠が低信頼性と判定され、図１１（ｂ）の例では全８１枠中５７枠が高信頼度、２４枠が低信頼度と判定されていることを表現している。

まず、図１０のステップＳ１００１において、カメラ制御部２１２は、図６の至近優先で仮主枠を決定する。図１１の例では、第一の優先領域で再至近のデフォーカス量を算出している測距枠１１０１が主枠となる。

続いてステップＳ１００２において、カメラ制御部２１２は、ステップＳ１００１にて主枠が決定されており、かつ、選択された主枠の信頼性が所定の信頼性以上であるか否かを判定する。主枠が存在し、かつ信頼性が所定の信頼性以上である場合、ステップＳ１００４へ進む。一方、主枠が存在しないか、または信頼性が所定の信頼性未満である場合、ステップＳ１００３へ進む。図１１（ａ）の例では、測距枠１１０１の信頼性は所定の信頼性未満であるため、ステップＳ１００３へ進む。

ステップＳ１００３において、カメラ制御部２１２は、信頼性が所定の信頼性以上と判定された枠の数が、表示枠内の全測距枠に占める割合が所定の割合以上であるか否かを判定する。信頼性が所定の信頼性以上と判定された枠の数が、表示枠内の全測距枠に占める割合が所定の割合以上である場合、ステップＳ１００５へ進む。一方、信頼性が所定の信頼性以上と判定された枠の数が、表示枠内の全測距枠に占める割合が所定の割合未満である場合、ステップＳ１００４へ進む。例えば、所定の割合を６割以上とした場合、図１１（ａ）の測距結果を例にすると、高信頼性枠の割合は６８％のため、ステップＳ１００５へ進む。

ステップＳ１００５において、カメラ制御部２１２は、図７を参照して説明した連続性優先２で主枠を決定する。連続性優先では、高信頼性の測距枠の中から最も予測に近いデフォーカス量を算出している測距枠が選択される。予測位置を「３０」として図１１（ａ）を例にすると、測距枠１１０２が主枠となる。

また、図１１（ｂ）の測距結果のように第三優先領域まで存在する場合を例にすると、ステップＳ１００３では、第一〜第三優先領域までを含む全測距結果に対する割合で判定をし、高信頼度枠の割合は７０％となるため、同様にステップＳ１００５へ進む。ステップＳ１００５の連続性優先２では、ステップＳ７０１で第二の優先領域が優先されるため、第二の優先領域に予測範囲内に含まれる測距結果がなかった場合に初めて、第三優先領域から主枠が決定される。

以上のように、第一の優先領域に対しては至近優先が、第二、第三優先領域では同様に連続性優先が適応されるが、連続性優先においては第二の優先領域の結果が優先される。なお、ステップＳ１００１から信頼性の高い測距枠を優先させないのは、ボケた被写体は信頼性が低くなりやすいためである。ピントの初期位置が背景である場合や、一度背景にピントが合った後に、至近側のボケた被写体にピントを合わせたい場合、その被写体に対するデフォーカスを算出している測距枠を選択することができない。

以上のように、本実施形態において、算出手段は、表示枠に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出するとともに、複数のデフォーカス量のそれぞれの信頼性を算出する。表示枠に対応する領域は、第一の優先領域と第二の優先領域の少なくとも二つの優先領域を有する。選択手段は、第一の優先領域から選択された信頼性が所定の信頼性よりも低く、信頼性が所定の信頼性よりも高い枠が表示枠に対応する領域に所定の割合以上含まれる場合、一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を変更する。好ましくは、選択手段は、ＡＦ動作を至近優先方式から他の優先方式へ変更する。なお、他の優先方式は、例えば連続性優先方式であるが、これに限定されるものではない。また好ましくは、選択手段は、至近優先方式を第一の優先領域において行い、連続性優先方式を第二の優先領域において行う。

このように本実施形態では、第一の優先領域から選択した測距結果の信頼性が所定の信頼性以下であり、信頼度が所定の信頼性以上の枠が１つの測距表示枠に対応する領域に所定割合以上含まれる場合に自動焦点調整動作（ＡＦ動作）を切り替える。このため本実施形態によれば、安定した自動焦点調整動作が可能となる。

（第四の実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第四の実施形態について説明する。図１２は、本実施形態における測距枠選択（測距枠の選択方法）を示すフローチャートである。

まずステップＳ１２０１において、カメラ制御部２１２は、被写体距離が所定の距離以上離れているか、または被写体捕捉前の状態であるか否かを判定する。被写体距離が所定の距離以上離れているか、または被写体補足前の状態である場合、ステップＳ１２０２へ進む。一方、被写体距離が所定の距離以上離れておらず、かつ被写体補足前の状態でない場合、ステップＳ１２０６へ進む。

ステップＳ１２０２において、カメラ制御部２１２は、被写体捕捉中であるか否かを判定する。ここで被写体捕捉中という状態は、主要被写体に対するピントが所定の焦点深度内である状態が、所定期間、または所定回数以上継続した後の状態のことをいう。被写体補足中である場合、ステップＳ１２０３へ進む。一方、被写体補足中でない場合、ステップＳ１２０４へ進む。

ステップＳ１２０３において、カメラ制御部２１２は、図５のステップＳ５０１と同様の判定を行い、ステップＳ１２０４の至近優先かステップＳ１２０５の連続性優先に進む。なお、ステップＳ１２０４の至近優先は図９を参照して説明した内容と同様であり、ステップＳ１２０５の連続性優先は図７を参照して説明した内容と同様である。以降のステップＳ１２０６〜Ｓ１２０９の処理はそれぞれ、図１０のステップＳ１００２〜Ｓ１００５にて説明した処理と同様である。

本実施形態では、被写体距離と被写体捕捉状態の判定を追加している。至近優先は、ＳＷ１開始直後でまだ被写体を捉えていない状態や、ピントが遠方にある状態から手前にいる被写体にピントを合わせたいような場合に有効な選択方式である。連続性優先は、被写体をとらえた後その被写体に対して追従状態が続いている場合、特に予測を用いているような場合に有効な選択方式である。

また各実施形態において、好ましくは、選択手段は、被写体距離が所定の距離以上の場合、ＡＦ動作を変更する。また好ましくは、選択手段は、被写体を捕捉している場合、ＡＦ動作を変更する。また好ましくは、連続性優先方式において連続性があると判定される閾値は、第一の優先領域と第二の優先領域とで異なる。また好ましくは、連続性優先方式において連続性があると判定される閾値は、第一の優先領域のほうが第二の優先領域よりも小さい。

（その他の実施形態）
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出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

各実施形態によれば、サーボモードにおいて、高コントラストおよび低コントラストの測距結果の割合に応じてＡＦ動作を切り替えることができる。このため各実施形態によれば、安定した自動焦点調整動作を行う制御装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムを提供することができる。

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。

２００ カメラ本体（制御装置）
２０４ ＡＦ信号処理部（算出手段）
２１２１ ＡＦ制御部（選択手段）

Claims (19)

1. 表示枠に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出する算出手段と、
   前記複数の測距枠から、ＡＦ制御に用いられる一つのデフォーカス量に対応する一つの測距枠を選択する選択手段と、を有し、
   前記選択手段は、低コントラスト枠の数が前記複数の測距枠の数に占める割合に基づいて、前記一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を変更することを特徴とする制御装置。
2. 前記低コントラスト枠は、コントラスト検出処理により低コントラストと判定された枠であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記選択手段は、前記割合が所定の割合以上であるか否かに基づいて、前記ＡＦ動作を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記選択手段は、前記割合が前記所定の割合以上である場合、前記ＡＦ動作を至近優先方式から他の優先方式へ変更することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記選択手段は、前記割合が前記所定の割合以上である場合、前記ＡＦ動作を至近優先方式から連続性優先方式へ変更することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
6. 前記選択手段は、前記複数の測距枠を、第一の優先領域および第二の優先領域の少なくとも二つの優先領域に区分することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記連続性優先方式において連続性があると判定される閾値は、前記第一の優先領域と前記第二の優先領域とで異なることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記連続性優先方式において連続性があると判定される閾値は、前記第一の優先領域のほうが前記第二の優先領域よりも小さいことを特徴とする請求項６または７に記載の制御装置。
9. 表示枠に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出する算出手段と、
   前記複数の測距枠から、ＡＦ制御に用いられる一つのデフォーカス量に対応する一つの測距枠を選択する選択手段と、を有し、
   前記選択手段は、低コントラスト枠よりも高コントラスト枠を優先させるように、前記一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を行うことを特徴とする制御装置。
10. 前記ＡＦ動作は、至近優先方式であることを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
11. 表示枠に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出するとともに、前記複数のデフォーカス量のそれぞれの信頼性を算出する算出手段と、
    前記複数の測距枠から、ＡＦ制御に用いられる一つのデフォーカス量に対応する一つの測距枠を選択する選択手段と、を有し、
    前記表示枠に対応する前記領域は、第一の優先領域と第二の優先領域の少なくとも二つの優先領域を有し、
    前記選択手段は、前記第一の優先領域から選択された前記信頼性が所定の信頼性よりも低く、前記信頼性が前記所定の信頼性よりも高い枠が前記表示枠に対応する前記領域に所定の割合以上含まれる場合、前記一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を変更することを特徴とする制御装置。
12. 前記選択手段は、前記ＡＦ動作を至近優先方式から他の優先方式へ変更することを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記選択手段は、前記ＡＦ動作を至近優先方式から連続性優先方式へ変更することを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
14. 前記選択手段は、前記至近優先方式を前記第一の優先領域において行い、前記連続性優先方式を前記第二の優先領域において行うことを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
15. 前記選択手段は、被写体距離が所定の距離以上の場合、前記ＡＦ動作を変更することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の制御装置。
16. 前記選択手段は、被写体を捕捉している場合、前記ＡＦ動作を変更することを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の制御装置。
17. 請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の制御装置と、
    撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
18. 表示枠に対応する領域を分割した複数の測距枠に対応する複数のデフォーカス量をそれぞれ算出する算出ステップと、
    前記複数の測距枠から、ＡＦ制御に用いられる一つのデフォーカス量に対応する一つの測距枠を選択する選択ステップと、を有し、
    前記選択ステップにおいて、低コントラスト枠の数が前記複数の測距枠の数に占める割合に基づいて、前記一つの測距枠を選択するためのＡＦ動作を変更することを特徴とする制御方法。
19. 請求項１８に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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