JP2023144968A - 制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、例えば、ユーザの意図する被写体に対する自動合焦の点で有利な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置（１１２）は、フォーカスレンズユニット（１０２）を含む撮像光学系（１０１）のデフォーカス量を取得する取得部（１１２ａ）と、デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズユニット（１０２）に対する駆動指令を生成する生成部（１１２ｂ）とを有し、生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて、駆動指令を生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、制御装置、レンズ装置、撮像装置、制御方法、およびプログラムに関する。

撮像光学系の射出瞳における互いに異なる領域を通過する光束に対応する一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を取得して光学部材を駆動する自動合焦処理（ＡＦ処理）が知られている。また、動画撮像では、常時自動合焦処理を行ういわゆるフルタイムＡＦにおいて、例えば、合焦中の被写体の前を横切った別の被写体に合焦して好ましくない場合がある。

特許文献１には、フォーカスレンズの目標位置がフォーカスレンズの移動（位置）の許容範囲外である場合、フォーカスレンズを駆動しないように制御する方法が開示されている。

特許第４８５０６９２号公報

特許文献１に開示された方法では、フォーカスレンズの目標位置がフォーカスレンズの位置の許容範囲外である場合、当該目標位置がユーザの意図する被写体によるものであっても合焦動作が行われない。本発明は、例えば、ユーザの意図する被写体に対する自動合焦の点で有利な制御装置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、フォーカスレンズユニットを含む撮像光学系のデフォーカス量を取得する取得部と、前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する生成部とを有し、前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令を生成する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。

本発明によれば、例えば、ユーザの意図する被写体に対する自動合焦の点で有利な制御装置を提供することができる。

実施例１における撮像装置のブロック図である。 実施例１における自動焦点調節処理を示すフローチャートである。 実施例１におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。 実施例１におけるズームレンズ駆動状態とフォーカス駆動指令値（駆動速度）との関係の説明図である。 実施例１におけるズームレンズ駆動状態とフォーカス駆動指令値（駆動量）との関係の説明図である。 実施例２におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。 実施例２における敏感度変位量とフォーカス駆動指令値（駆動速度）との関係の説明図である。 実施例３におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。 実施例３における被写体変化の検知方法の説明図である。 実施例３におけるズームレンズ駆動状態または敏感度変位量と、被写体変化の検知方法との関係の説明図である。 各実施例の変形例としての撮像装置のブロック図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

まず、図１乃至図５を参照して、本発明の実施例１について説明する。本実施例の制御装置は、変倍用のズームレンズの駆動状態（駆動速度、駆動方向、または駆動位置）に基づいて、自動焦点調節（ＡＦ）の際のフォーカスレンズの応答性（駆動量または駆動速度の少なくとも一つを含む駆動指令）を変更する。

図１は、撮像装置１０のブロック図である。撮像装置１０は、レンズ装置１００とカメラ本体２００とを有する。なお撮像装置１０は、レンズ装置１００とカメラ本体２００とが一体的に構成されているが、これに限定されるものではなく、カメラ本体２００に対してレンズ装置１００が着脱可能に構成されていてもよい。

レンズ装置１００は、複数の光学部材を有する撮像光学系１０１を有する。撮像光学系１０１を通過した光束は、撮像素子１０７に入射する。撮像光学系１０１は、フォーカスレンズ（フォーカスレンズユニット）１０２、ズームレンズ（ズームレンズユニット）１０３、絞り（開口絞り）１０４、分光プリズム１０５、およびリレーレンズ１０６を含む。フォーカスレンズ１０２は、不図示のフォーカスモータにより、光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動してレンズ装置１００の結像面の位置（物体距離）を変化させる。ズームレンズ１０３は、不図示のズームモータにより、光軸方向に移動してレンズ装置１００の焦点距離を変化させる。またズームレンズ１０３は、不図示の操作部材により手動操作可能なものであっても良い。絞り１０４は、不図示のアイリスモータにより駆動され、撮像素子１０７に入射する光束を制限する。分光プリズム１０５は、フォーカスレンズ１０２およびズームレンズ１０３を通過した光束を二つの光束に分離する。分光プリズム１０５を通過した一方の光束は、リレーレンズ１０６を通って撮像素子１０７に入射する。また、分光プリズム１０５で反射された他方の光束は、焦点検出部１０８に入射する。

焦点検出部１０８は、メガネレンズおよび位相差センサを有する。メガネレンズは二つの光束を分割し、位相センサは二つの光束により形成された一対の像（二像）を光電変換する（撮る；撮像する）。デフォーカス算出部１０９は、焦点検出部１０８にて光電変換された光束の一部に対応する一対の像信号に基づいて位相差を算出し、デフォーカス量を算出する。メモリ１１０は、フラッシュＲＯＭなどの不揮発メモリであり、フォーカスレンズ１０２およびズームレンズ１０３の位置に応じて変化するフォーカスレンズ１０２の単位移動量あたりの像面（物体距離）の変化量（敏感度）を記憶している。敏感度算出部（算出手段）１１１は、メモリ１１０に記憶されている敏感度、フォーカスレンズ１０２の位置情報、ズームレンズ１０３の位置情報、およびデフォーカス算出部１０９で算出されたデフォーカス量に基づいて、現在の敏感度を算出する。

駆動指令部１１２は、デフォーカス算出部１０９により算出されたデフォーカス量、および敏感度算出部１１１により算出された敏感度に基づいて、フォーカスレンズ１０２の駆動制御を行うための駆動指令（制御信号）を生成する。駆動指令部１１２は、デフォーカス量を取得する取得部１１２ａと、デフォーカス量に基づいて、撮像光学系１０１を構成するフォーカスレンズ１０２の駆動指令を生成する生成部１１２ｂとしての機能を有する制御部（制御装置）である。本実施例において、駆動指令は、例えば、フォーカスレンズ１０２の駆動量または駆動速度の一方または両方（駆動量または駆動速度の少なくとも一方）である。

レンズ駆動部１１３は、駆動指令部１１２により算出された駆動指令に基づいて、フォーカスレンズ１０２の駆動制御を行う。またレンズ駆動部１１３は、ズームレンズ１０３の駆動指令および絞り１０４の駆動指令をそれぞれ受信し、ズームレンズ１０３および絞り１０４のそれぞれの駆動制御を行う。ズームレンズ１０３の駆動指令または絞り１０４の駆動指令は、カメラ本体２００から受信するか、またはユーザが操作するコントローラから受信してもよい。

レンズ位置検出部１１４は、フォーカスレンズ１０２、ズームレンズ１０３、絞り１０４、およびリレーレンズ１０６の位置をそれぞれ独立して検出する。レンズ位置検出部１１４は、例えば、エンコーダまたはポテンショメータなどの位置検出手段を有する。

図２は、本実施例における自動焦点調節処理（ＡＦ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、焦点検出部１０８は、位相差センサの光電変換時間およびゲイン等の露光条件を決定し、位相差センサを起動する。ここで露光条件は、前回の位相差センサの起動時における情報に基づいてフィードバックを行うことにより決定されるか、または、所定の輝度情報が得られた場合に位相差センサを停止させるオートゲインコントロール機能により決定されてもよい。

続いてステップＳ２０２において、デフォーカス算出部１０９は、位相差センサから得られた像信号に対して位相差演算を行い、位相差を算出する。またデフォーカス算出部１０９は、算出した位相差をデフォーカス量に変換する。なお、位相差の算出方法およびデフォーカス量への変換方法は、公知の技術であるため、それらの説明を省略する。

続いてステップＳ２０３において、駆動指令部１１２は、デフォーカス算出部１０９により算出されたデフォーカス量に基づいて駆動指令（フォーカス駆動指令）を生成する。ここでフォーカス駆動指令は、フォーカスレンズ１０２の駆動速度または駆動量の少なくとも一つである。続いてステップＳ２０４において、レンズ駆動部１１３は、ステップＳ２０３にて生成されたフォーカス駆動指令に基づいて、フォーカスレンズ１０２の駆動制御を行う。

なお、フルタイムＡＦ機能においては、撮影中、常に被写体の動きに合わせて自動焦点調節されるように制御が行われるため、ステップＳ２０１～Ｓ２０４が繰り返し実行される。ただし本実施例は、これに限定されるものではなく、ユーザが操作している間のみ自動焦点調節を行う機能（いわゆるワンショットＡＦなど）に適用してもよい。

図３は、本実施例におけるフォーカス駆動指令の生成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、駆動指令部１１２は、デフォーカス算出部１０９により算出されたデフォーカス量を取得する。続いてステップＳ３０２において、駆動指令部１１２は、レンズ位置検出部１１４により検出されたフォーカスレンズ１０２の位置情報およびズームレンズ１０３の位置情報を取得する。続いてステップＳ３０３において、駆動指令部１１２は、敏感度算出部１１１により算出された敏感度を取得する。

続いてステップＳ３０４において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０１～Ｓ３０３にてそれぞれ取得したデフォーカス量、フォーカス位置情報、および敏感度を使用して、フォーカス目標位置を算出する。フォーカス目標位置は、現在のフォーカス位置情報に対して、デフォーカス量に敏感度を乗じた値で得られるフォーカス駆動量を加算することで求めることができる。なお、この方法は公知の技術であるため、その説明を省略する。

続いてステップＳ３０５において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０２にて取得したズーム位置情報（複数回取得したズーム位置情報）の履歴データ（履歴情報）に基づいて、ズームレンズ１０３の駆動速度および駆動方向を算出する。本実施例では、ズーム位置情報の履歴データに基づいてズームレンズ１０３の駆動速度および駆動方向を算出するが、これに限定されるものではなく、その他の手段で算出してもよい。例えば、モータの出力値から算出する方法、またはコントローラからの指令値を取得してもよい。

続いてステップＳ３０６において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０４にて算出したフォーカス目標位置と、ズームレンズ１０３の駆動状態（ズームレンズ駆動状態）から、フォーカス駆動指令値（フォーカスレンズ１０２の駆動量および駆動速度）を決定する。ズームレンズ駆動状態は、ステップＳ３０２にて取得したズームレンズ位置、およびステップＳ３０５にて算出したズームレンズ駆動速度および駆動方向のうち少なくとも一つに関する情報である。フォーカス駆動指令値の決定にズームレンズ駆動状態を考慮する理由は、ズームレンズ駆動によって焦点検出結果および敏感度に変化が生じ、結果としてフォーカス目標位置に変化が生じ得るためである。このようなフォーカス目標位置の変化に対して、鋭敏に応答してフォーカスレンズ１０２を追従させたいケースと、そうでないケースがあるが、本実施例ではこれをズームレンズ駆動状態に応じて切り替えることができる。フォーカス駆動指令値の具体的な決定方法は種々のパターンが考えられ、以下、図４（ａ）、（ｂ）および図５を参照して、その例については説明する。

図４（ａ）、（ｂ）は、ズームレンズ駆動状態とフォーカス駆動指令値（駆動速度）との関係の説明図である。図４（ａ）は、広角側（ＷＩＤＥ側）から望遠側（ＴＥＬＥ側）へ向かう方向（ＴＥＬＥ方向）にズームレンズ１０３を駆動している場合の例である。図４（ｂ）は、望遠側から広角側へ向かう方向（ＷＩＤＥ方向）にズームレンズ１０３を駆動している場合の例である。図４（ａ）、（ｂ）において、横軸はズームレンズ駆動速度を示し、縦軸はフォーカス駆動指令値（速度）を示す。

図４（ａ）に示されるようにＴＥＬＥ方向にズームレンズ１０３を駆動する場合、ズームレンズ駆動速度が速くなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を（相対的に）速くするように駆動指令値を決定する。一般に、ＴＥＬＥ側であればあるほど、敏感度が高く、ＴＥＬＥ方向にズームレンズを駆動する場合、敏感度が増加していく関係にある。駆動指令値をこのように決定する理由は、敏感度が増加していくにつれ、微小なフォーカス目標位置のずれであっても大きなデフォーカスとなるため、迅速にフォーカス目標位置に制御することがユーザの違和感の低減につながるためである。また、敏感度が高いと、微小な被写体距離変化であっても大きなデフォーカスとして検知されるため、被写体距離変化による焦点検出結果の変化が、それ以外（ノイズ等）による焦点検出結果の変化に対して相対的に大きくなる。そのため、高精度にフォーカス目標位置を算出できることになり、フォーカスレンズを鋭敏に応答させても誤作動（ハンチングやオーバーシュート等）に繋がりにくい。

図４（ｂ）に示されるようにＷＩＤＥ方向にズームレンズ１０３を駆動する場合、ズームレンズ駆動速度が速くなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を（相対的に）遅くするように駆動指令値を決定する。一般に、ＷＩＤＥ側であればあるほど、敏感度が低く、ＷＩＤＥ方向にズームレンズを駆動する場合、敏感度が減少していく関係にある。駆動指令値をこのように決定する理由は、敏感度が低いと微小な被写体距離変化は小さなデフォーカスとして検知されるため、被写体距離変化による焦点検出結果の変化が、それ以外（ノイズ等）による焦点検出結果の変化に対して相対的に小さくなる。そのため、ノイズ等によるフォーカス目標位置の変化が大きくなり、フォーカスレンズを鋭敏に応答させるとハンチング等に繋がりやすくなってしまう。

また、同一被写体に対してＴＥＬＥ側からＷＩＤＥ側に一旦ズームアウトして、すぐに再度ＴＥＬＥ側にズームアップするような操作を考えた時にも、このように制御することが有効に働く。これは、前述の理由でＴＥＬＥ側での焦点検出結果が相対的に高精度になるため、ＷＩＤＥ側への駆動中に即座にフォーカス目標位置の変化に追従すると、再度ＴＥＬＥ側へ駆動した際にデフォーカスが発生し得るからである。

本実施例ではズームレンズ駆動速度と駆動方向に応じてフォーカス駆動速度を変更する例を説明したが、ズームレンズ駆動位置によってフォーカス駆動速度を変えても良い。また、フォーカス駆動速度の変え方も、ズームレンズ駆動速度に応じて線形に変える例を説明したが、非線形に変えるようにしても良い。または、ユーザがフォーカス駆動速度を設定できる設定手段を設けて、その設定された速度を基準に相対的に変化させるものであっても良いし、設定された速度と算出された速度のうちの遅い方（あるいは速い方）を使用するものであっても良い。

図５は、ズームレンズ駆動状態とフォーカス駆動指令値（駆動量）との関係の説明図である。図５において、横軸はズームレンズ位置を示し、縦軸はフォーカス駆動指令値（駆動量）をそれぞれ示す。この例では、ズームレンズ駆動位置がＷＩＤＥ側ではフォーカス駆動指令値における駆動量を小さく（フォーカス目標位置に到達する駆動量よりも小さく）、ＴＥＬＥ側では駆動量を大きく（フォーカス目標位置に到達する駆動量そのものとする）する。

この理由は、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、一般にＴＥＬＥ側であればあるほど敏感度が高くなるため、被写体距離変化による焦点検出結果の変化が、それ以外（ノイズ等）による焦点検出結果の変化に対して相対的に大きくなるためである。一方、ＷＩＤＥ側ではノイズ等によるデフォーカス変化がフォーカス目標位置に大きな変化を与えるため、検出した駆動量に対する実際の駆動量を小さくしている。

本実施例ではズームレンズ位置に応じてフォーカス駆動量を変える例を説明したが、ズームレンズ速度に応じてフォーカス駆動量を変えてもよい。また、フォーカス駆動量の変え方も、線形に駆動量を変える例を説明したが、非線形に変えてもよい。または、ズーム位置が所定位置よりもＷＩＤＥ側であれば、駆動量をゼロ（駆動しない）ようにしてもよい。例えば、所定位置よりもＷＩＤＥ側では敏感度が低すぎて、焦点調節せずとも画面全体にフォーカスが合ってしまう場合や、ノイズ等による焦点検出結果の変化が動作に与える影響が大きすぎる場合などはこのような処理を行うことが好ましい。なお、図４（ａ）、（ｂ）または図５を参照して説明した内容は、それらのいずれか一方または両方を適用してもよい。

本実施例では、ズームレンズ駆動状態に応じて焦点調節動作におけるフォーカスレンズの駆動指令値（駆動速度および駆動量）を変更する。つまり、撮像光学系１０１を構成する少なくとも一つの光学部材（例えばズームレンズ１０３）の移動により生じる焦点検出結果の変化に対して鋭敏に応答する必要があるか否かに応じて、駆動指令値の応答性を切り替えながら焦点調節処理（ＡＦ動作）を行う。これにより、光学部材の移動により生じるデフォーカス発生を低減させることができる。なお本実施例では、ズームレンズの駆動状態に着目する例を説明したが、焦点検出結果に変化を生じさせ得る光学部材（例えば、フォーカスレンズ１０２など）であれば、同様に適用可能である。

次に、図６および図７を参照して、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、敏感度の時間あたりの変位量（変化方向または変化速度）に基づいて、自動焦点調節の際のフォーカスレンズの応答性（駆動量または駆動速度）を変更する。

図６は、本実施例におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。なお、図６のステップＳ３０１～Ｓ３０４は、実施例１にて説明した図３と同様であるため、それらの説明を省略する。

ステップＳ３０４を実施した後、ステップＳ６０５に進む。ステップＳ６０５において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０３にて取得した敏感度（複数回取得した敏感度）の履歴データ（履歴情報）に基づいて、敏感度変位量、すなわち敏感度の時間あたり変位量（敏感度の変化方向または変化速度）を算出する。

続いてステップＳ６０６において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０４にて算出したフォーカス目標位置と、ステップＳ６０５にて算出した敏感度変位量とに基づいて、フォーカス駆動指令値（フォーカスレンズ１０２の駆動量および駆動速度）を決定する。フォーカス駆動指令値の決定に敏感度の変位量を考慮する理由は、ズームレンズ駆動またはフォーカスレンズ駆動により焦点検出結果および敏感度が変化し、結果としてフォーカス目標位置に変化が生じ得るためである。このようなフォーカス目標位置の変化に対して、鋭敏に応答してフォーカスレンズ１０２を追従させたいケースと、そうでないケースがあるが、本実施例ではこれを敏感度の時間あたり変位量に応じて切り替える。フォーカス駆動指令値の具体的な決定方法としては種々のパターンが考えられるが、以下、その一例について図７（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

図７（ａ）、（ｂ）は、敏感度の時間あたりの変位量とフォーカス駆動指令値（駆動速度）との関係の説明図である。図７（ａ）は、敏感度が増加する方向に変位している場合の例である。図７（ｂ）は、敏感度が減少する方向に変位している場合の例である。図７（ａ）、（ｂ）において、横軸は敏感度の時間あたりの変位量を示し、縦軸はフォーカス駆動指令値（速度）を示す。

図７（ａ）に示されるように敏感度が増加する方向に変位している場合、敏感度の時間あたりの変位量が大きくなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を（相対的に）速くするように駆動指令値を決定する。一方、図７（ｂ）に示されるように敏感度が減少する方向に変位している場合、敏感度の時間あたり変位量が大きくなるにつれて、フォーカス駆動指令値における駆動速度を（相対的に）遅くするように駆動指令値を決定する。このようにフォーカス駆動指令値を決定する理由は、図４（ａ）、（ｂ）を参照して実施例１にて説明した内容と同じである。

図７（ａ）、（ｂ）では、敏感度の変位量に応じてフォーカス駆動速度を変更する例を説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、フォーカス駆動量を変更してもよい。また、フォーカス駆動速度の変え方も、敏感度の変位量に応じて線形に変える例を説明したが、非線形に変えてもよい。または、ユーザがフォーカス駆動速度を設定できる設定手段を設け、設定された速度を基準に相対的に変化させてもよく、または設定された速度と算出された速度のうちの遅い方（あるいは速い方）を利用してもよい。

本実施例では、敏感度の時間あたりの変位量に応じて焦点調節動作におけるフォーカスレンズ１０２の駆動指令値（駆動速度および駆動量）を変更する。実施例１では、ズームレンズ１０３などの特定の光学部材の駆動状態に応じてフォーカスレンズの駆動指令値を変更したが、本実施例では複数の光学部材の駆動状態または駆動位置に応じて変わる敏感度の変位量に着目している。これにより、ズームレンズ１０３以外の光学部材の駆動状態（例えば、フォーカスレンズ１０２の位置または速度）を考慮に入れてフォーカスレンズ１０２の駆動指令値を決定することが可能である。また、ズームレンズ１０３のみに着目する場合であっても、光学設計上、単位駆動量あたりの敏感度の変化が大きい領域と小さい領域があるため、それぞれの領域で適切にフォーカスレンズ１０２の駆動指令値を決定することができる。

以上のように、本実施例では、撮像光学系１０１を構成する光学部材の移動により生じるデフォーカス発生に対して、複数の光学部材のそれぞれの移動による影響の大きさを考慮して、フォーカス駆動指令値を決定することができる。これにより、複数の光学部材の移動により生じるデフォーカスを低減させることが可能である。

次に、図８乃至図１０を参照して、本発明の実施例３について説明する。本実施例では、フルタイムＡＦ機能のように連続して自動焦点調節を行っている際、主被写体以外の被写体が横切るなどしてフォーカス目標位置が離れた位置に検出された場合、ユーザの意図する被写体に合焦し続ける方法について説明する。この方法を平易な構成で実現するため、被写体の変化を検知する閾値を設け、フォーカス目標位置が閾値以上離れた位置に検出された場合には被写体の変化が発生したとして、すぐにはフォーカス駆動を行わないように構成する。

実施例１および実施例２では、ズームレンズ駆動状態または敏感度の変位量に応じてフォーカス駆動指令値を決定する方法を説明した。一方、本実施例では、ズームレンズ駆動状態または敏感度の変位量に応じて被写体の変化を検知する閾値を変化させる方法を説明する。

図８は、本実施例におけるフォーカス駆動指令の生成処理を示すフローチャートである。図８のステップＳ３０１～Ｓ３０４は、実施例１にて説明した図３と同様であるため、それらの説明を省略する。

ステップＳ３０４を実施した後、ステップＳ８０５に進む。ステップＳ８０５において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０２にて取得したズームレンズ１０３の位置（複数回取得した位置）の履歴データ（履歴情報）に基づいて、ズームレンズ駆動速度を算出する。または、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０３にて取得した敏感度（複数回取得した敏感度）の履歴データ（履歴情報）に基づいて、敏感度の時間あたりの変位量を算出する。駆動指令部１１２は、ズームレンズ駆動速度と敏感度の時間あたりの変位量のうちいずれか一方を算出するか、またはそれらの両方を算出する。以降の処理において、ズームレンズ駆動速度と敏感度の時間あたりの変位量のうち、どちらを使用しても類似の効果が得られる。これについては、実施例１および実施例２で説明した通りである。

続いてステップＳ８０６において、駆動指令部１１２は、ステップＳ８０５にて算出したズームレンズ駆動速度、または敏感度の時間あたりの変位量に応じて、被写体変化の検知に用いるための閾値を決定する。続いてステップＳ８０７において、駆動指令部１１２は、被写体変化の検知に用いる基準フォーカス目標位置を更新する。基準フォーカス目標位置は、例えば、前回までのフォーカス目標位置において、同一の被写体と判断された複数のフォーカス目標位置の履歴データに基づいて、多項式近似によって現在のフォーカス目標位置を予測したものである。または、単に前回までのフォーカス目標位置において、同一の被写体と判断された最新のフォーカス目標位置としてもよい。また、初回のフォーカス目標位置を算出する際には、基準フォーカス目標位置を今回算出したフォーカス目標位置に設定する。

続いてステップＳ８０８において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０４にて算出したフォーカス目標位置と、ステップＳ８０７にて算出した基準フォーカス目標位置とを比較する。フォーカス目標位置と基準フォーカス目標位置との差が閾値以上である場合、ステップＳ８０９へ進む。一方、フォーカス目標位置と基準フォーカス目標位置との差が閾値未満である場合、ステップＳ８１０へ進む。ここでは、同一被写体であるか別被写体であるかを判定する処理（被写体変化判定）を行う。この処理の詳細については、図９を参照して後述する。

ステップＳ８０９において、駆動指令部１１２は、被写体変化待ち時間を経過しているか否かを判定する。被写体変化待ち時間が経過している場合、ステップＳ８１０に進む。一方、被写体変化待ち時間が経過していない場合、ステップＳ８１２に進む。被写体変化待ち時間については、後述するステップＳ８１１にて説明する。

ステップＳ８１０において、駆動指令部１１２は、ステップＳ３０４にて算出した今回のフォーカス目標位置に基づいて、フォーカスレンズ１０２の駆動指令値（駆動速度および駆動量）を決定する。ここで決定されるフォーカス駆動指令値は、実施例１または実施例２のように、ズームレンズ駆動速度または敏感度の変位量に応じて変更してもよく、または変更しなくてもよい。

続いてステップＳ８１１において、駆動指令部１１２は、被写体変化待ち時間をリセットして、本フローを終了する。本実施例では、被写体変化時にも所定の待ち時間を経過した場合、検知した別被写体に向けてフォーカス駆動指令を出力する。これにより、ユーザが意図的に被写体を変えた場合において、特に操作することなく、所定時間経過後に変化させた被写体に対して合焦動作を行うことができる。ここで設定する待ち時間は、ユーザが任意に変更可能としてもよく、または予め決められた固定値であってもよい。あるいは、フルタイムＡＦやワンショットＡＦなど、使用状態に応じて変更してもよい。

ステップＳ８１２において、駆動指令部１１２は、ステップＳ８０７にて算出した基準フォーカス目標位置に基づいて、フォーカスレンズ１０２の駆動指令値（駆動速度および駆動量）を決定して、本フローを終了する。この処理は被写体変化を検知した場合であり、かつ所定の待ち時間が経過していない状況において実行される。つまり、被写体変化時に、前回までに検知していた被写体に向けてフォーカス駆動を行う処理である。

以上、図８ではズームレンズ駆動速度や敏感度の時間あたりの変位量に応じて被写体変化検知用の閾値を変える処理の流れについて説明した。被写体変化検知用の閾値の決定にズームレンズ駆動速度や敏感度の変位量を考慮する理由は、ズームレンズ駆動やフォーカスレンズ駆動によって焦点検出結果および敏感度に変化が生じ、結果としてフォーカス目標位置に変化が生じ得るためである。フォーカス目標位置の変化は、被写体の移動により発生するものではないため、被写体変化と検知すると誤検知となってしまう。一方、本当に被写体が変化している場合、正しく被写体変化を検知する必要がある。前記の両立を実現するため、本実施例では、ズームレンズ駆動速度や敏感度の変位量に応じて、被写体変化検知用の閾値を変化させる。被写体変化検知用の閾値の具体的な決定方法は様々なパターンが考えられるが、その一例については、図１０を参照して後述する。

図９（ａ）、（ｂ）は、被写体変化の検知方法の説明図である。図９（ａ）、（ｂ）において、横軸は時間（経過時間）を示し、縦軸はフォーカス目標位置を示す。図中のプロットは、各時刻における（同一被写体と判定された）フォーカス目標位置の履歴情報であり、図中の実線は履歴情報の近似線である。図中の破線は最新の時刻において、被写体変化検知の閾値となる範囲を示している。また、最新の時刻においては図８を参照して説明した基準フォーカス目標位置と、今回のフォーカス目標位置とを並べて表記している。この例では、基準フォーカス目標位置を過去のフォーカス目標位置の近似線から演算したものとした場合を説明する。

図９（ａ）は、同一被写体（被写体変化なし）と判定されるパターンの説明図である。図９（ｂ）は、別被写体（被写体変化あり）と判定されるパターンの説明図である。図９（ａ）では、基準フォーカス目標位置と今回フォーカス目標位置の差が閾値未満であるため、同一被写体（被写体変化なし）であると判定される。一方、図９（ｂ）では、基準フォーカス目標位置と今回フォーカス目標位置の差が閾値以上であるため、別被写体（被写体変化あり）と判定される。

図１０（ａ）、（ｂ）は、ズームレンズ駆動状態または敏感度の変位量と、被写体変化の検知方法との関係の説明図である。図中の表記については図９（ａ）、（ｂ）と同様であるため、その説明を省略する。図１０（ａ）は、ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量が小さい場合の例を示す。図１０（ｂ）は、ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量が大きい場合の例を示す。

図１０（ａ）は、被写体変化検知用の閾値が図１０（ｂ）に対して小さくなるように設定される。ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量が小さい場合、光学部材の移動による焦点検出結果の変化（フォーカス目標位置の変化）が小さいと予想される。したがって、フォーカス目標位置の変化が被写体距離の変化による影響を相対的に強く受けると予想されるため、閾値を小さくしても被写体変化を正しく判定できる可能性が高い。

一方、図１０（ｂ）は、被写体変化検知用の閾値が図１０（ａ）に対して大きくなるように設定される。ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたり変位量が大きい場合、光学部材の移動による焦点検出結果の変化（フォーカス目標位置の変化）が大きいと予想される。したがって、同一被写体であっても、算出されるフォーカス目標位置に変化が生じ得るため、閾値を大きく取る必要がある。

ここでは、ズームレンズ駆動速度または敏感度の時間あたりの変位量の大きさに応じて閾値を変更する例を説明したが、ズームレンズの駆動方向または敏感度の変化方向に応じて閾値を変更してもよい。閾値の変え方については、ズームレンズの駆動速度や敏感度の変位量に応じて線形に変化させるか、または離散的に変化させてもよい。また、閾値の大きさはユーザの設定や、フルタイムＡＦ、ワンショットＡＦなどの機能の使用状態に応じて変更してもよく、またはその値から相対的に変化させてもよい。

本実施例では、ズームレンズの駆動状態または敏感度の時間あたりの変位量に応じて、被写体変化検知用の閾値を変更する。これにより、ズームレンズまたはフォーカスレンズなどの光学部材の移動に伴う焦点検出結果の変化により被写体が変化したと誤判定されることを防ぐことができる。本実施例は、被写体変化を検知した場合にフォーカスレンズを即座に焦点調節させない機能を有する場合に特に効果的である。

以上のように、各実施例において、制御装置（駆動指令部１１２）は、取得部１１２ａおよび生成部１１２ｂを有する。取得部は、フォーカスレンズユニット（フォーカスレンズ１０２）を含む撮像光学系１０１のデフォーカス量を取得する。生成部は、デフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する。また生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて、駆動指令を生成する。

好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報として、撮像光学系における光学部材の駆動速度、駆動方向、または位置のうち少なくとも一つに関する情報を取得する。より好ましくは、光学部材は、ズームレンズユニットおよび開口絞りのうち少なくとも一方を含む。また好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量の単位時間あたりの変化量に関する情報に基づいて、駆動指令を生成する。

好ましくは、生成部は、駆動指令として、フォーカスレンズユニットの目標駆動速度または目標駆動量のうち少なくとも一方を生成する。より好ましくは、生成部は、目標駆動量が閾値を超えた場合、フォーカスレンズユニットを駆動しないようにする。より好ましくは、生成部は、目標駆動量が閾値を超えた状態が特定の期間だけ継続した場合、フォーカスレンズユニットを駆動するようにする。より好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの移動量に対する撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて閾値を設定する。より好ましくは、生成部は、撮像光学系におけるズームレンズユニットが望遠側から広角側へ移動する場合よりズームレンズユニットが広角側から望遠側へ移動する場合の方が大きくなるように閾値を設定する。

好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの単位移動量あたりの撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて閾値を設定する。より好ましくは、生成部は、フォーカスレンズユニットの単位移動量あたりの撮像光学系の物体距離の変化量が大きいほど閾値を大きく設定する。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の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。

各実施例によれば、撮像光学系の移動により生じるデフォーカス量を低減し、ユーザの意図する被写体に対する自動合焦の点で有利な制御装置、レンズ装置、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例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、図１１は、各実施例の変形例としての撮像装置１０ａのブロック図である。撮像装置１０ａは、カメラ本体２００ａと、カメラ本体２００ａに対して着脱可能なレンズ装置１００ａとを有する。撮像装置１０ａは、分光プリズム１０５、焦点検出部１０８、およびデフォーカス算出部１０９がカメラ本体２００ａに設けられている点で、これらの各部がレンズ装置１００に設けられている撮像装置１０とは異なる。このように、焦点検出に関わる機能をカメラ本体２００ａまたはＰＣなどの他の情報処理装置に設けてもよい。

また各実施例において、焦点検出部１０８を設ける代わりに、撮像素子１０７から出力される像信号を用いて位相差検出方式による焦点検出（撮像面位相差ＡＦ）を行うことで、デフォーカス量を算出してもよい。

１１２ 駆動指令部（制御装置）
１１２ａ 取得部
１１２ｂ 生成部

Claims (15)

1. フォーカスレンズユニットを含む撮像光学系のデフォーカス量を取得する取得部と、
   前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する生成部とを有し、
   前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令を生成することを特徴とする制御装置。
2. 前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報として、前記撮像光学系における光学部材の駆動速度、駆動方向、または位置のうち少なくとも一つに関する情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記光学部材は、ズームレンズユニットおよび開口絞りのうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量の単位時間あたりの変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令を生成すること特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
5. 前記生成部は、前記駆動指令として、前記フォーカスレンズユニットの目標駆動速度または目標駆動量のうち少なくとも一方を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
6. 前記生成部は、前記目標駆動量が閾値を超えた場合、前記フォーカスレンズユニットを駆動しないようにすることを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記生成部は、前記目標駆動量が前記閾値を超えた状態が特定の期間だけ継続した場合、前記フォーカスレンズユニットを駆動するようにすることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて前記閾値を設定する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. 前記生成部は、前記撮像光学系におけるズームレンズユニットが望遠側から広角側へ移動する場合より前記ズームレンズユニットが広角側から望遠側へ移動する場合の方が大きくなるように前記閾値を設定することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
10. 前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの単位移動量あたりの前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一項に記載の制御装置。
11. 前記生成部は、前記フォーカスレンズユニットの単位移動量あたりの前記撮像光学系の物体距離の変化量が大きいほど前記閾値を大きく設定することを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の制御装置と、撮像光学系とを有することを特徴とするレンズ装置。
13. 請求項１２に記載のレンズ装置と、前記レンズ装置により形成された像を撮る撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
14. フォーカスレンズユニットを含む撮像光学系のデフォーカス量を取得する取得ステップと、
    前記デフォーカス量に基づいて、前記フォーカスレンズユニットに対する駆動指令を生成する生成ステップとを有し、
    前記生成ステップは、前記フォーカスレンズユニットの移動量に対する前記撮像光学系の物体距離の変化量に関する情報に基づいて、前記駆動指令を生成することを特徴とする制御方法。
15. 請求項１４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。