JP4419085B2 - 制御装置および方法、並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置および方法、並びにプログラムに関し、特に、不必要なオートフォーカス処理を容易に低減することができるようにする制御装置および方法、並びにプログラムに関する。

従来、例えば撮像装置等において、焦点を被写体に合焦させるフォーカス処理を自動的に行うオートフォーカス（以下、AF（Auto Focus）と称する）処理がある。このAF処理には、例えば、取り込み画像の一部の範囲内のコントラストを検出し、コントラストが最も高くなるようにレンズ位置を調整する方法（画像処理方式）がある（例えば、特許文献１参照）。このようにすることにより、取り込み画像は、範囲内に写されている被写体に合焦する（ジャストピン）。

このようなAF処理は、例えば、ユーザがシャッタボタンを半分の深さに押下する（所謂、半押しする）ことにより開始され、取り込み画像が被写体に合焦した（ジャストピンになった）と判定されると終了する。このようにユーザが１回ずつ実行を指示するAF処理をワンショットAF処理と称する。

また、例えばビデオカメラのように、ユーザが指示しなくてもAF処理を行う撮像装置もある。このような撮像装置は、AF制御処理により、常時、条件判定処理を繰り返し行い、所定の条件を満たす場合、上述したようなワンショットAF処理を起動させる。起動条件としては例えばコントラストの評価値の変化の大きさがある。例えば、撮像装置は、取り込み画像の所定の領域（評価枠）のコントラストを評価し、その評価値の変化の大きさが閾値以上となった場合、ワンショットAF処理を起動させる。このように取り込み画像のコントラストを評価し、その評価値に基づいてAF処理を制御することにより、撮像装置は、評価枠内に写される被写体に対して常に合焦させることができる。

その際、より的確なAF処理を行うために様々な方法が考えられている。例えば、最適なフォーカス位置を効率よく探索させるためにレンズを微小範囲で振動（ウォブリング）させ、その取り込み画像の評価値に基づいてフォーカスレンズの進行方向を判定する方法（例えば、特許文献２参照）や、幅広い撮影条件下において良好なAF処理を行うことができるように、条件に応じて評価値を算出する範囲である評価枠の枠サイズを変更する方法（例えば、特許文献３参照）等がある。

しかしながら、このような画像処理方式のAF処理の場合、撮像装置は、レンズを動かしながら、取り込み画像を観察して被写体に合焦させるので、一般的に、AF処理が終了するまで（ジャストピンが得られるまで）にある程度の時間を要する。従って、例えば、撮像装置が撮影方向を変更中（所謂、パンニングやチルティングを行っている間）の場合、評価枠内の被写体が次々に変化するので、撮像装置が、AF処理により被写体に合焦したと判定してから、その位置にフォーカス位置を移動させるようにレンズを駆動させてAF処理を終了するまでに、評価枠内に写される被写体までの距離が変化し、合焦しない恐れがあった。

例えば、図１Ａにおいて、カメラ１が被写体Ａ、被写体Ｂ、被写体Ｃを順次写すように、矢印２に示されるようなパンニングを行うとする。このとき、カメラ１から被写体Ａまでの距離３と、カメラ１から被写体Ｃまでの距離５が、カメラ１から被写体Ｂまでの距離４より短いとする。この、パン中のカメラ１の取り込み画像より算出される評価値は、例えば、図１Ｂに示されるグラフの曲線６のように変化する。

つまり、距離４は距離３と比べて長いので、被写体Ｂが評価枠内に写される時刻ｔ２において評価値が大幅に低下し、AF処理が起動される。しかしながら、パンニングは継続されるため、レンズの駆動が終了する頃には、被写体Ｃが評価枠内に写されることになる。すなわち、フォーカス位置が距離４離れた位置となってしまい、被写体Ｃに合焦しない。さらに、時刻ｔ３を過ぎると評価値が安定してしまい、AF処理が起動されない。従って、被写体Ｃの画像は焦点（フォーカス位置）がずれたままの画像となる。このような現象はチルティングの場合においても同様に発生する。

また、パンニングやチルティング以外にも、例えば、図２Ａに示されるように、撮影画枠１０内に設けられた評価枠１１の中に被写体１２を撮影している時に、その被写体１２が風等によって揺れ、評価枠１１より出たり入ったりを繰り返すような場合、その揺れ（前後方向でなく左右上下方向の揺れ）によって、評価値は図２Ｂに示されるグラフの曲線１３のように頻繁に大幅に変動する。従って、AF処理が頻繁に起動されることになるが、AF処理においてはレンズが駆動されてフォーカス位置が変動する。つまり、この場合の取り込み画像は、ずっとフォーカス位置が定まらず大変見づらい画像となってしまう。

国際公開ＷＯ ９７／２５８１２ 特開平１０−２１５４０３号公報 特開平１０−１６１０１６号公報

これらのような事態を回避するために、例えば、レンズのウォブリング動作を利用して細かくフォーカス位置を制御する方法が考えられる。AF処理においては、レンズの駆動向きを決定するために（前後いずれの向きが合焦する向きとなるかを判定するために）、最初にレンズを細かく駆動方向（前後方向）に振動させる（ウォブリングする）。そして、このウォブリングの結果、焦点が合う向きが判別され、その向きにレンズが駆動される。

このようなウォブリングを頻繁に行うことにより、フォーカス位置が被写体から大幅にずれる前にフォーカス位置制御を行うようにする。このようにすることにより、各フォーカス位置制御に必要な処理時間も短縮されるので、例えば、図１に示されるようなパンニングの場合（チルティングも含む）であっても、被写体Ａ、被写体Ｂ、被写体Ｃの順に合焦させることができる。しかしながら、例えば、業務用カメラのようにレンズが大きくて重いような場合、ウォブリングの速度も遅く、対応可能なパンニング（チルティング）の速度も低下してしまい、大きな効果が得られない恐れがあった。

また、特に業務用カメラの場合、使用時間が長く、また使用環境も民生用のカメラの使用環境と比較して厳しい場合が多く、常にウォブリング動作を行わせるようにすると耐久性が低下し、製品寿命が短くなる恐れがあった。

さらに、図２の例の場合、ウォブリング動作が繰り返され、フォーカス位置が細かく振動することになるが、例えばHD（High Definition）映像を撮影するカメラの場合、取り込み画像が高画質であるため、フォーカス位置の微小変動であっても目立ってしまい、画質が低下する（撮影画像に視聴者が違和感を覚える）恐れがあった。

これに対して、図２の例の場合にAF処理を起動させないようにするために、評価枠を大きくする方法がある。例えば、撮影画枠１０全体を評価枠とする。このようにすることにより、カメラは、被写体１２がその評価枠内で揺れても評価値が変動しないので、AF処理の起動を抑制することができる。しかしながら、この場合、撮影画枠内のどの部分に焦点を合わせるかをユーザが制御することができなくなってしまい、撮影作業が困難になる恐れがあった。

なお、評価枠の範囲を可変とし、被写体の揺れ等の動きに合わせて適応的に制御するようにする方法も考えられるが、全く不都合が生じないように、その範囲の切り替え制御を行うことは容易では無いし、複雑な構成の制御部（制御処理）を必要とする。従って、製造コストが増大する恐れもある。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、不必要なオートフォーカス処理を容易に低減させるようにするものである。

本発明の制御装置は、撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出手段と、第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出手段と、安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整手段と、モードが安定モードに設定されている場合、積分変化量が安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも大きいときには、モードを安定モードから不安定モードに変更し、モードが不安定モードに設定されている場合、積分変化量が不安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも小さいときには、モードを不安定モードから安定モードに変更するモード変更手段と、モードが不安定モードから安定モードに変更されたことに対応して、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行手段と、フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出手段と、複数の撮像画像における、飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出手段とを備え、閾値調整手段は、モードが安定モードに設定されている場合、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値に調整し、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値よりも大きいときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値よりも大きな第２の値に調整する。

前記飽和輝度数変化量算出手段は、複数の撮像画像毎に算出された飽和輝度数の最大値および最小値に基づいて飽和輝度数変化量を算出するようにすることができる。

本発明の制御方法は、撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出ステップと、第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出ステップと、安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整ステップと、モードが安定モードに設定されている場合、積分変化量が安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも大きいときには、モードを安定モードから不安定モードに変更し、モードが不安定モードに設定されている場合、積分変化量が不安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも小さいときには、モードを不安定モードから安定モードに変更するモード変更ステップと、モードが不安定モードから安定モードに変更されたことに対応して、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行ステップと、フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出ステップと、複数の撮像画像における、飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出ステップとを含み、閾値調整ステップは、モードが安定モードに設定されている場合、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値に調整し、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値よりも大きいときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値よりも大きな第２の値に調整する。

本発明のプログラムは、撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出ステップと、第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出ステップと、安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整ステップと、モードが安定モードに設定されている場合、積分変化量が安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも大きいときには、モードを安定モードから不安定モードに変更し、モードが不安定モードに設定されている場合、積分変化量が不安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも小さいときには、モードを不安定モードから安定モードに変更するモード変更ステップと、モードが不安定モードから安定モードに変更されたことに対応して、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行ステップと、フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出ステップと、複数の撮像画像における、飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出ステップとを含み、閾値調整ステップは、モードが安定モードに設定されている場合、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値に調整し、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値よりも大きいときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値よりも大きな第２の値に調整する処理をコンピュータに行わせる。

本発明の制御装置および方法、並びにプログラムにおいては、撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値が算出され、第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量が算出され、安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、積分変化量と比較されるモード変更用閾値が調整され、モードが安定モードに設定されている場合、積分変化量が安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも大きいときには、モードが安定モードから不安定モードに変更され、モードが不安定モードに設定されている場合、積分変化量が不安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも小さいときには、モードが不安定モードから安定モードに変更され、モードが不安定モードから安定モードに変更されたことに対応して、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理が実行される。そして、フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数が算出され、複数の撮像画像における、飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量が算出される。また、モードが安定モードに設定されている場合、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、安定モード用のモード変更用閾値が第１の値に調整され、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値よりも大きいときには、安定モード用のモード変更用閾値が第１の値よりも大きな第２の値に調整される。

本発明によれば、不必要なオートフォーカス処理を容易に低減させることができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。

さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。

本発明においては、撮像装置（例えば、図３の撮像装置５０）の光学素子（例えば、図３のフォーカスレンズ６１やウォブリングレンズ６２）を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部（例えば、図３のAF駆動部５１）の制御に関する処理を実行する制御装置（例えば、図３のAF制御部５３）が提供される。この制御装置では、撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出手段（例えば、図４のフィールド内輝度積分値算出部１３１）と、第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出手段（例えば、図４の区間別輝度積分平均値算出部１３３乃至正規化部１３６）と、安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整手段（例えば、図４の起動条件調整部８４）と、モードが安定モードに設定されている場合、積分変化量が安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも大きいときには、モードを安定モードから不安定モードに変更し、モードが不安定モードに設定されている場合、積分変化量が不安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも小さいときには、モードを不安定モードから安定モードに変更するモード変更手段（例えば、モード更新部１４５）と、モードが不安定モードから安定モードに変更されたことに対応して、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行手段（例えば、図３のAF制御処理部８３）と、フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出手段（例えば、図５の飽和輝度数算出部１５１）と、複数の撮像画像における、飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出手段（例えば、図５の閾値選択部１５５）とを備え、閾値調整手段（例えば、図５の閾値更新部１５６）は、モードが安定モードに設定されている場合、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値に調整し、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値よりも大きいときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値よりも大きな第２の値に調整する。

本発明においては、撮像装置（例えば、図３の撮像装置５０）の光学素子（例えば、図３のフォーカスレンズ６１やウォブリングレンズ６２）を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部（例えば、図３のAF駆動部５１）の制御に関する処理を実行する制御装置（例えば、図３のAF制御部５３）の制御方法が提供される。この制御方法においては、撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出ステップ（例えば、図１４のステップＳ２１）と、第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出ステップ（例えば、図１４のステップＳ２２乃至ステップＳ２４）と、安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整ステップと、モードが安定モードに設定されている場合、積分変化量が安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも大きいときには、モードを安定モードから不安定モードに変更し、モードが不安定モードに設定されている場合、積分変化量が不安定モード用に調整されたモード変更用閾値よりも小さいときには、モードを不安定モードから安定モードに変更するモード変更ステップ（例えば、図１５のステップＳ４４）と、モードが不安定モードから安定モードに変更されたことに対応して、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行ステップ（例えば、図１３のステップＳ４）と、フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出ステップ（例えば、図１７のステップＳ８１）と、複数の撮像画像における、飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出ステップ（例えば、図１７のステップＳ８５）とを含み、閾値調整ステップ（例えば、図１７のステップＳ８６乃至ステップＳ８９）は、モードが安定モードに設定されている場合、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値に調整し、飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値よりも大きいときには、安定モード用のモード変更用閾値を第１の値よりも大きな第２の値に調整する。

本発明のプログラムにおいても、各ステップが対応する実施の形態（但し一例）は、本発明の制御方法と同様である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図３は、本発明を適用した撮像装置の一実施形態に係る構成例を示す図である。

図３において、撮像装置５０は、AF（Auto Focus）駆動部５１、画像処理部５２、およびAF制御部５３を有しており、被写体を撮像し、動画または静止画の画像データを得る装置である。撮像装置５０は、得られた画像データを記録媒体に記録したり、外部に出力したりする。なお、図３においては、撮像装置５０の構成の内、本発明に関わる部分のみを示している。

AF駆動部５１は、フォーカスレンズ６１、ウォブリングレンズ６２、レンズ駆動部６３、駆動制御部６４、センサ６５、およびスイッチ（SW）６６を有しており、AF制御部５３の制御に基づいて、光学系を駆動させ、画像処理部５２に取り込まれる光のフォーカス位置調整処理を行う。

フォーカスレンズ６１は、画像処理部５２に入射する光の光軸方向に駆動し、その光のフォーカス位置（得られる撮影画像のフォーカス位置）を制御する。ウォブリングレンズ６２は、画像処理部５２に入射する光の光軸方向に微小に振動（ウォブリング）し、撮影画像のフォーカス位置を微小にずらす。このウォブリングレンズ６２は、焦点調整処理（フォーカス処理）中におけるフォーカスレンズ６１の動かす向きを決定するのに利用される。なお、このフォーカスレンズ６１とウォブリングレンズ６２は、１組のレンズにより実現する（フォーカスレンズ６１をウォブリングレンズ６２としてウォブリング動作させる）ようにしてもよい。

レンズ駆動部６３は、駆動制御部６４より供給される制御情報に基づいて、フォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２の位置や動作を制御することによりフォーカス位置を制御する（フォーカス位置を制御するための動作を行わせる）。駆動制御部６４は、後述するようにAF制御部５３のAF制御処理部８３とシリアルバスで接続されており、AF制御処理部８３より供給されるフォーカス制御指令やウォブリング制御指令等の制御情報に基づいて、レンズ駆動部６３にフォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２の駆動に関する制御情報を供給する。例えば、駆動制御部６４は、レンズ駆動部６３に対して、制御情報を供給し、フォーカスレンズ６１の位置を移動するように指示したり、ウォブリングレンズ６２のウォブリング動作を開始させたりする。

また、駆動制御部６４は、センサ６５より供給されるアイリス値やフォーカス位置に関する情報を、シリアルバスを介して、AF制御処理部８３に供給する。さらに、駆動制御部６４は、スイッチ（SW）６６の状態に応じて動作が制御される。例えば、スイッチ６６がオン状態の場合のみ駆動制御部６４は、上述した制御処理や通信処理を行い、スイッチ６６がオフ状態の場合、駆動制御部６４は、休止状態となり各処理を実行しない。

センサ６５は、フォーカス位置、ズーム位置（焦点距離）、およびアイリス値等を測定するセンサであり、測定したそれらの情報を、駆動制御部６４を介してAF制御処理部８３に供給する。スイッチ（SW）６６は、AF処理を行うか否かをユーザが制御するためのスイッチであり、その状態を駆動制御部６４に通知する。

画像処理部５２は、撮像装置５０に入射される光から電気信号の画像信号を生成する処理部であり、CCD（Charge Coupled Devices）７１、増幅部７２、および信号処理部７３を有している。

CCD７１は、フォトダイオード等の光電変換素子を有するCCDを利用した撮像素子であり、フォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２を介して入射される入射光を光電変換し、入射光量に対応する電荷を蓄積すると、それを吐き出すことにより電気信号の画像信号を得る。CCD７１は、その画像信号を増幅部７２に供給する。増幅部７２は、CDS回路（Correlated Double Sampling circuit）、AGC回路（Automatic Gain Control circuit）、およびA/D（Analog / Digital）変換回路等を含み、CCD７１より供給される画像信号のリセットノイズを除去したり、画像信号を増幅したり、アナログ信号の画像信号をデジタル信号に変換したりした後、そのデジタルの画像信号を信号処理部７３に供給する。

信号処理部７３は、供給された画像信号に対してAE（Auto Exposure）処理やAWB（Auto White Balance）処理や、γ補正等の画像処理等を施した後、その画像信号を後段に出力するとともに、AF制御部５３の評価値算出部８１、AF起動制御部８２、および起動条件調整部８４に供給する。また、信号処理部７３は、画像信号の水平同期信号や垂直同期信号、並びにシステムクロック信号等の制御用同期信号を、評価値算出部８１、AF起動制御部８２、および起動条件調整部８４に供給する。

AF制御部５３は、画像処理部５２より供給される画像信号等に基づいて、AF駆動部５１を制御し、AF処理の制御に関する処理を行う。AF制御部５３は、評価値算出部８１、AF起動制御部８２、AF制御処理部８３、および起動条件調整部８４を有している。

評価値算出部８１は、画像処理部５２の信号処理部７３より供給される画像信号や同期信号、並びにAF制御処理部８３より供給される設定データ等に基づいて、取り込み画像（画像信号）の「ぼけ」具合を評価する評価値を算出する。評価値算出部８１は、算出した評価値をAF制御処理部８３に供給する。

AF起動制御部８２は、信号処理部７３より供給される画像信号や同期信号に基づいて、AF処理の起動に関する制御処理を行い、その制御結果をAF制御処理部８３に供給する。AF制御処理部８３は、AF起動制御部８２の制御に基づいて、AF処理を開始し、評価値算出部８１より供給される評価値に基づいて、AF処理を実行し、シリアルバスを介して制御情報を駆動制御部６４に供給する。また、AF制御処理部８３は、評価値の算出に関する設定データを生成し、その設定データを評価値算出部８１に供給する。さらに、AF制御処理部８３は、シリアルバスを介して、駆動制御部６４よりフォーカス位置やアイリス値等のセンサ情報を取得する。また、AF制御処理部８３は、AF処理の制御を行う際に、最初に、起動条件調整部８４にAFの起動条件の調整処理を実行させる。

起動条件調整部８４は、AF制御処理部８３より供給される起動条件調整処理の開始指示を取得すると、信号処理部７３より供給される画像信号や同期信号に基づいて、AF起動制御部８２によるAF起動制御に用いられるAF処理の起動条件を調整する処理を行う。そして、起動条件調整部８４は、その調整された起動条件をAF起動制御部８２に供給し、AF起動制御において使用させる。

また、AF制御部５３は、バス９０、ROM（Read Only Memory）９１、入力部９２、出力部９３、記憶部９４、通信部９５、およびドライブ９６をさらに有している。起動条件調整部８４には、バス９０が接続され、そのバス９０を介して、ROM９１乃至ドライブ９６が接続される。

ROM９１は、読み出し専用の記憶媒体を有しており、起動条件調整部８４において実行されるプログラムやデータが予め記憶されている。ROM９１に記憶されているプログラムやデータは、起動条件調整部８４により、バス９０を介して必要に応じて読み出される。入力部９２は、スイッチやボタン等の入力デバイスを有しており、例えばユーザにより入力された指示情報等を受け付け、それらを、バス９０を介して起動条件調整部８４に供給する。出力部９３は、LED（Light Emitting Diode）ディスプレイ、LCD（Liquid Crystal Display）、または有機EL（Electro Luminescence）ディスプレイ等よりなる表示部や、スピーカ等よりなる音声出力部を有しており、起動条件調整部８４よりバス９０を介して供給された情報を表示したり出力したりする。

記憶部９４は、ハードディスクや半導体メモリ等を有し、起動条件調整部８４により実行されるプログラムやデータが記憶されたり、起動条件調整部８４より供給されるデータ等を記憶したりする。通信部９５は、例えば、モデム、LAN（Local Area Network）アダプタ、USB（Universal Serial Bus）インタフェース、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）1394インタフェース、SCSI（Small Computer System Interface）、またはIEEE802.11xアダプタ等を有し、所定の通信規格に基づいたインタフェース処理を行い、ネットワークを介して他の装置と通信を行い、例えば、他の装置より情報を受信し、それを起動条件調整部８４に供給したり、起動条件調整部８４からの情報を他の装置に送信したりする。

ドライブ９６は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア９７が適宜装着される読み出し書き込み処理部である。ドライブ９６は、例えば、装着されたリムーバブルメディア９７からプログラムやデータを読み出し、それを、必要に応じて記憶部９４にインストールさせたり、起動条件調整部８４に供給したりする。また、ドライブ９６は、例えば、バス９０を介して起動条件調整部８４より取得したプログラムやデータを、装着されているリムーバブルメディア９７に記録する。

起動条件調整部８４が実行する処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。

この記録媒体は、例えば、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア９７により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM９１や、記憶部９４に含まれるハードディスクや半導体メモリ等で構成される。

次に、動作について説明する。

撮影が開始されると、画像処理部５２のCCD７１は、点線矢印１０１に示されるような光軸でAF駆動部５１のフォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２を介して入射された光を光電変換し、電気信号の画像情報（画像信号）を得る。そしてCCD７１は、矢印１０２のように、その画像信号を増幅部７２に供給する。増幅部７２は、その画像信号を所定の方法で増幅させると、その増幅済みの画像信号を矢印１０３のように信号処理部７３に供給する。信号処理部７３は、供給された画像信号に対して画像処理を施すなどした後、それを、矢印１０４Ａに示されるように図示せぬ後段に出力するとともに、矢印１０４Ｂ乃至矢印１０４Ｄに示されるようにAF制御部５３の評価値算出部８１、AF起動制御部８２、および起動条件調整部８４に供給する。また、信号処理部７３は、矢印１０５Ａ乃至矢印１０５Ｃに示されるように、同期信号を評価値算出部８１、AF起動制御部８２、および起動条件調整部８４に供給する。

AF起動制御部８２は、信号処理部７３より供給される画像信号（取り込み画像の内容）に基づいてAF処理（ワンショットAF処理）の起動に関する制御処理を行う。詳細については後述するが、AF起動制御部８２は画像信号の輝度値に基づいて、AF処理を行うか否かを判定し、起動条件調整部８４に調整される所定の条件が満たされる場合、矢印１０７のようにAF制御処理部８３に対してAF処理の起動を指示する。

AF処理の起動が指示されると、AF制御処理部８３は、両矢印１０６のように評価値算出部８１と連携してAF処理の制御に関する処理を行う。つまり、評価値算出部８１は、AF制御処理部８３より供給される設定データ等に基づいて、信号処理部７３より供給される画像信号に対応する取り込み画像の「ぼけ」具合を評価する評価値を所定の算出方法で算出する。例えば、評価値は、フレーム画像の一部の画像領域内（評価枠内）におけるコントラストの大きさを示す値であり、その評価枠内の高周波成分の合計値等に基づいて算出される。評価値算出部８１は、このような評価値を算出すると、それをAF制御処理部８３に供給する。

AF制御処理部８３は、その供給された評価値と、矢印１１０Ｂのようにシリアルバスを介して駆動制御部６４より供給されたフォーカス位置やアイリス値等のセンサ情報に基づいて、例えばウォブリング動作や、山登り判定による最適なフォーカス位置検索等のAF処理の具体的な動作を制御する。このような制御情報は、矢印１１０Ａのようにシリアルバスを介して駆動制御部６４に供給される。また、AF制御処理部８３は、AF制御処理を開始すると、その開始したという情報を、矢印１０８のように起動条件調整部８４に供給する。

AF制御処理部８３よりAF制御処理の開始が通知されると、起動条件調整部８４は、AF処理の起動条件（閾値）を設定し、矢印１０９に示されるように、その起動条件（閾値）の情報をAF制御処理部８３に供給し、セットさせる。

駆動制御部６４は、センサ６５より矢印１１１のようにフォーカス位置やアイリス値等のセンサ情報を取得し、シリアルバスを介して、そのセンサ情報を、矢印１１０ＢのようにAF制御処理部８３に供給する。また、駆動制御部６４は、SW６６より矢印１１２のようにAF処理の設定に関するユーザ指示を受け付け、その指示に基づいて、矢印１１０Ａのようにシリアルバスを介してAF制御処理８３より供給される制御情報を受け付け、その制御情報に基づいた処理を行い、矢印１１３のように、レンズ位置等を指示するレンズ駆動制御情報をレンズ駆動部６３に供給する。レンズ駆動部６３は、そのレンズ駆動制御情報に基づいて、矢印１１４のようにフォーカスレンズ６１を駆動させたり、矢印１１５のようにウォブリングレンズ６２を駆動させたりする。

撮像装置５０においては、このようにAF処理が制御される。

図４は、AF制御部５３のAF起動制御部８２の詳細な構成例を示すブロック図である。

図４において、AF起動制御部８２は、相対角度変化量算出部１２１、モード変化検出部１２２、およびAF起動指示出力部１２３を有している。

相対角度変化量算出部１２１は、被写体と撮像装置５０の相対角度（被写体と撮影方向の相対関係）が１区間（単位時間）当たりにどれくらい変化したかという変化量（相対角度変化量ｐ０）を求める処理部であり、フィールド内輝度積分値算出部１３１、領域設定部１３２、区間別輝度積分平均値算出部１３３、区間別輝度積分平均値保持部１３４、差分値算出部１３５、および正規化部１３６を有している。

フィールド内輝度積分値算出部１３１は、フィールド画像（プログレッシブ画像であればフレーム画像）毎に、各画素の輝度値（ｙ）を積分（合計）し、輝度積分値（フィールド内輝度積分値ynow_w5_f0）を算出する。そのとき、フィールド内輝度積分値算出部１３１は、フィールド画像の、領域設定部１３２において設定される領域内の画素の輝度積分値をフィールド内輝度積分値として算出する。フィールド内輝度積分値算出部１３１は、算出したフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0を区間別輝度積分平均値算出部１３３に供給する。

領域設定部１３２は、フィールド内輝度積分値算出部１３１がフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0を算出する領域を設定する。つまり、フィールド内輝度積分値ynow_w5_f0は、撮影画枠の全体または一部よりなる予め定められた範囲の画素の輝度値の合計値（積分値）である。

区間別輝度積分平均値算出部１３３は、フィールド内輝度積分値算出部１３１より供給されるフィールド単位の輝度積分値であるフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0について、所定の時間（区間）単位（例えば、Ｎフィールド毎（Ｎは自然数））でその平均値（区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0）を算出し、その区間別輝度積分平均値（算出途中の値を含む）を区間別輝度積分平均値保持部１３４に供給し、保持させる。１区間の平均値yadd_w5_f0を算出すると、区間別輝度積分平均値算出部１３３は、その値yadd_w5_f0を区間別輝度積分平均値保持部１３４に供給し、保持させるとともに差分値算出部１３５にも供給する。

なお、区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0は、最新の区間（Ｎフィールド分）のフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0の平均値である。つまり、区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0は、現在のフィールドからＮフィールド前のフィールドまでの各フィールドに対応するフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0の平均値である。なお、１区間前の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1は、Ｎ＋１フィールド前のフィールドから２Ｎフィールド前のフィールド前の各フィールドに対応するフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0の平均値である。

従って、区間別輝度積分平均値保持部１３４は、最新の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0が算出されると（１区間分の平均値の算出が終了すると）、それまで保持していた１区間前の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1を削除し、それまで保持していた区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0を、１区間前の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1に変更し、最新の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0を保持する。なお、区間別輝度積分平均値保持部１３４に保持されているフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0と、算出途中の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0は、フィールド単位で更新される。

差分値算出部１３５は、このように算出された最新の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0と、区間別輝度積分平均値保持部１３４より取得した以前（１つ前の区間）の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1との差分値（yadd_w5_f0−yadd_w5_f1）を算出し、その算出結果と、最新のフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0を正規化部１３６に供給する。

正規化部１３６は、差分値算出部１３５より供給された差分値を、最新のフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0と１区間のフィールド数Ｎで正規化し、その正規化された値、すなわち、輝度積分値の変化の割合を、相対角度変化量（ｐ０）として、モード変化検出部１２２のモード判別部１４１に供給する。

つまり、相対角度変化量ｐ０は、以下の式（１）により求めることができる。

モード変化検出部１２２は、相対角度変化量算出部１２１において算出された相対角度変化量（ｐ０）に基づいて、撮影画像の内容の変化の様子、つまり変化のモードが変化したか否か（モード変化）を検出する処理部であり、モード判別部１４１、モードフラグ１４２、閾値保持部１４３、更新確認部１４４、モード更新部１４５、およびモード変化パターン判定部１４６を有している。

モード判別部１４１は、相対角度変化量算出部１２１の正規化部１３６より供給される相対角度変化量に基づいて、現在のモードを判定する。ここでモードとは、撮影画像の内容の変化の様子をその程度によって状態として分けたものである。ここでは安定モードと不安定モードの２つのモードが存在する。要するに、モード判別部１４１は、相対角度変化量（ｐ０）が大きいか小さいかによって、被写体が撮影装置５０の撮影角度に対して大きく動いている（不安定モードである）か否（安定モードである）かを判別する。モード判別部１４１は、モードフラグ１４２を参照し、１つ前の区間のモードを特定すると、閾値保持部１４３よりそのモードに対応する閾値を取得する。そしてモード判別部１４１は、その閾値を用いて、撮影角度変化量から現在の区間のモードを判別する。モード判別部１４１は、そのモードの判別結果と、モードフラグ１４２より読み出した１つ前の区間のモードとを更新確認部１４４に供給する。

モードフラグ１４２は、モード判別部１４１により判別されたモードが設定される。すなわち、モードフラグ１４２には、安定モードであるか不安定モードであるかを示す情報（フラグ）がセットされる。閾値保持部１４３は、モード判別部１４１がモードを判別する際に用いる閾値（モード毎に設定される閾値αとβ）を保持する。なお、この閾値保持部１４３に保持される閾値は、起動条件調整部８４により設定された値である。

更新確認部１４４は、モード判別部１４１より供給される情報に基づいてモードが更新されたか否かを判定し、その判定結果と、モード判別部１４１において判別された現在の区間のモードの情報を、モード更新部１４５およびモード変化パターン判別部１４６に供給する。

モード更新部１４５は、更新確認部１４４よりモードが更新されたと通知されると、モードフラグ１４２の値を更新し、新たなモードを示す値をセットする。例えば、モードフラグ１４２に安定モードを示す値がセットされている場合、モード更新部１４５は、その値を「不安定モードを示す値」に更新する。また、例えば、モードフラグ１４２に不安定モードを示す値がセットされている場合、モード更新部１４５は、その値を「安定モードを示す値」に更新する。

モード変化パターン判定部１４６は、更新確認部１４４において確認された更新がどのような更新であったか、すなわちモード変化のパターンを判定する。つまり、モード変化パターン判定部１４６は、モードが安定モードから不安定モードに移行したのか、不安定モードから安定モードに移行したのかを判定し、その判定結果をAF起動指示出力部１２３に供給する。

AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出部１２２のモード変化パターン判定部１４６の判定結果に基づいて、AF起動指示をAF制御処理部８３に対して出力する。つまり、AF起動指示出力部１２３は、モード変化パターン判定部１４６が、モードが不安定モードから安定モードに移行したと判定した場合のみ、AF処理を開始させる制御情報であるAF起動指示をAF制御処理部８３に供給する。

以上のように、AF起動制御部８２においては、相対角度変化量算出部１２１がAF処理の起動を制御するパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量を算出し、モード変化検出部１２２が、その変化量のモード変化パターンを特定し、AF起動指示出力部１２３がそのモード変化パターンに基づいて、AF制御処理部８３にAF処理の起動指示を出力する。

図５は、図３のAF制御部５３の起動条件調整部８４の詳細な構成例を示すブロック図である。

図５において、起動条件調整部８４は、AF起動制御部８２の閾値保持部１４３に保持されるモード判別用の閾値の値を撮影状況（撮影画像内容）に応じて制御（調整）する処理部である。

一般的に、フォトダイオード等の光電変換素子は、正常に量子化可能な輝度レベルに限界があり、例えば、被写体の光量が強すぎる場合、その撮影画像の輝度値は飽和し、所謂「白飛び」してしまう。より具体的に説明すると、例えば、被写体に照明等の光量の多い物体が含まれるような場合、撮影画像のその部分の画素の輝度値が飽和する恐れがある。そのような場合、仮に、実際の照明（被写体）では場所（部分）によって明暗があったとしても、撮影画像においては、その明るい部分も暗い部分も輝度値が量子化レベルの上限に達してしまい、いずれも「真白」として表現され、明暗の区別ができない（所謂「白飛び」）。

詳細については後述するが、このような輝度値が飽和した画素を含む撮影画像の場合、その画像の内容によっては、AF処理等により発生するフォーカス位置の変化によって、撮影画像のフィールド内輝度積分値が大幅に変化し、AF処理を不要に起動させてしまう恐れがある。そこで、起動条件調整部８４は、撮影画像の内容によって（撮影画像に含まれる飽和輝度に基づいて）起動条件を調整する。

そのような処理を行うため、起動条件調整部８４は、飽和輝度数算出部１５１、飽和輝度数履歴保持部１５２、飽和輝度数最大値検索部１５３、飽和輝度数最小値検索部１５４、閾値選択部１５５、および閾値更新部１５６を有している。

飽和輝度数算出部１５１は、AF制御処理部８３よりAF処理開始を指示されると、信号処理部７３より供給される画像信号と同期信号に基づいて、各画素の輝度値を参照することにより、フィールド（プログレッシブ画像であればフレーム）内に含まれる輝度値が飽和した画素の数である飽和輝度数を算出する。つまり、飽和輝度数算出部１５１は、AF処理におけるウォブリング動作中の撮影画像について、各フィールドの飽和輝度数を算出する。

飽和輝度数算出部１５１は、飽和輝度数を算出すると、順次、それを飽和輝度数履歴保持部１５２に供給し、保持させる。飽和輝度数算出部１５１は、このようにＭフィールド分（Ｍは予め定められた任意の自然数）の飽和輝度数を算出すると、飽和輝度数の算出処理を終了し、そのことを飽和輝度数最大値検索部１５３に通知する。

飽和輝度数履歴保持部１５２は、RAM等の半導体メモリやハードディスク等に代表される記憶素子（記録媒体）により構成され、それによって所定のサイズの記憶領域を有している。飽和輝度数履歴保持部１５２は、その記憶領域に、飽和輝度数算出部１５１より供給される飽和輝度数を、最大Ｍフィールド分、履歴として保持する。

例えば、図５において、飽和輝度数履歴保持部１５２は、最新のフィールド画像の飽和輝度数である現フィールド飽和輝度数１６１−１、現フィールドより１つ前のフィールド画像の飽和輝度数である１前フィールド飽和輝度数１６１−２、現フィールドより２つ前のフィールド画像の飽和輝度数である２前フィールド飽和輝度数１６１−３、・・・、現フィールドより（Ｍ−１）前のフィールド画像の飽和輝度数である（Ｍ−１）前フィールド飽和輝度数１６１−Ｍ（つまり、最新のＭフィールド分の飽和輝度数）を、履歴として保持している。

飽和輝度数履歴保持部１５２は、供給された最新の飽和輝度数を、Ｍフィールド分保持するまで、順次保持していく。そして、飽和輝度数履歴保持部１５２は、飽和輝度数をＭフィールド分保持した後は、最新の飽和輝度数が供給される度に、保持している中で最も古い履歴（（Ｍ−１）前フィールド飽和輝度数１６１−Ｍ）を削除し、供給された最新の（フィールドの）飽和輝度数を履歴として保持する（保持する飽和輝度数の履歴を更新する）。

飽和輝度数最大値検索部１５３は、飽和輝度数算出部１５１より算出処理の終了を通知されると、飽和輝度数履歴保持部１５２に保持されている飽和輝度数の履歴を参照し、その中から飽和輝度数が最大値の履歴を検索し、その最大値の情報を取得する。飽和輝度数最大値検索部１５３は、その最大値の情報を閾値選択部１５５に供給し、その最大値検索処理の終了を飽和輝度数最小値検索部１５４に通知する。

飽和輝度数最小値検索部１５４は、飽和輝度数最大値検索部１５３より最大値検索処理の終了を通知されると、飽和輝度数履歴保持部１５２に保持されている飽和輝度数の履歴を参照し、その中から飽和輝度数が最小値の履歴を検索し、その最小値の情報を取得する。飽和輝度数最小値検索部１５４は、その最小値の情報を閾値選択部１５５に供給するとともに、その最小値検索処理の終了を通知する。

閾値選択部１５５は、飽和輝度数最小値検索部１５４より最小値検索処理の終了を通知されると、飽和輝度数最大値検索部１５３より供給された飽和輝度数の最大値（最新のＭフィールド分における飽和輝度数の最大値）と、飽和輝度数最小値検索部１５４より供給された飽和輝度数の最小値（最新のＭフィールド分における飽和輝度数の最小値）に基づいて、相対角度変化量のモード判別に用いられる閾値（閾値保持部１４３に保持される閾値）を選択する処理を行う。具体的には、閾値選択部１５５は、以下の式（２）で表される判別式を用いて、ウォブリング中の飽和輝度数の変動の様子を判別し、その判別結果（ウォブリング中の飽和輝度数の変動の様子）に応じて最適な閾値を選択する。

（最新のＭフィールド分における飽和輝度数の最大値）／{（最新のＭフィールド分における飽和輝度数の最小値）＋１}＞γ ・・・（２）

式（２）において、γは任意の定数である。また、式（２）の分母において、最新のＭフィールド分における飽和輝度数の最小値に値「１」を加算しているのは、最小値が「０」である場合に分母の値が「０」になることを避けるためである。ここでは、通常の場合において無視できる値の例として「１」を加算している。式（２）の判別式において、事実上無視できる値であれば「１」以外の値を加算するようにしてももちろんよい。例えば、γの値を設定する際に、この加算値による影響を考慮するようにしてもよい。

閾値選択部１５５は、以上の式（２）の判別式が満たされる場合、つまり、ウォブリング中において飽和輝度数の変化量（変化幅）が大きい場合、撮影画像に後述するような特殊な被写体である棒状飽和輝度被写体が存在すると判定し、安定モードから不安定モードへの遷移を判別する際の閾値として、棒状飽和輝度被写体用の閾値（α×３）、つまり、通常の被写体に対する閾値αの３倍の値を選択する。式（２）の判別式が満たされない場合、つまり、ウォブリング中において飽和輝度数の変化量（変化幅）が小さい場合、閾値選択部１５５は、撮影画像には、通常の被写体しか存在しないと判定し、安定モードから不安定モードへの遷移を判別する際の閾値として、通常の被写体に対する閾値αを選択する。

棒状飽和輝度被写体の詳細については後述する。また、安定モードから不安定モードへの遷移を判別する際の閾値αについても後述する。なお、ここで、棒状飽和輝度被写体用の閾値を、通常の被写体（棒状飽和輝度被写体でない被写体）に対する閾値αの３倍としたが、この値はあくまでも一例であり、通常の被写体に対する閾値より大きな値であれば（安定モードから不安定モードへの遷移の条件を厳しくするものであれば）、これに限らず、どのような値であってもよい。

以上のように閾値を選択すると閾値選択部１５５は、その選択した閾値の情報を閾値更新部１５６に供給する。閾値更新部１５６は、閾値選択部１５５より供給された値を用いて、閾値保持部１４３に保持されている、安定モードから不安定モードへの遷移を判別する際の閾値を更新する。

次に、AF起動制御部８２による相対角度変化量のモード遷移判定の様子について説明する。最初に、撮影画像に棒状飽和輝度被写体が含まれない場合（通常の被写体のみの場合）について説明する。図６は、その場合のモード遷移判定とAF起動の関係を説明する模式図である。

図６に示されるように、被写体の撮影装置５０の撮影角度に対する動き（相対角度変化量）のモードには、安定モード１７１と不安定モード１７２の２つのモードが存在する。

例えば、１つ前の区間におけるモードが安定モード１７１であったとする。その場合、モードフラグ１４２には安定モード１７１を示す値がセットされる。モード判別部１４１は、そのモードフラグ１４２を参照し、安定モード１７１であると判定すると、閾値保持部１４３より、安定モード用の閾値αを取得する。なお、ここでは、撮影画像に棒状飽和輝度被写体が含まれない（前回のAF処理のウォブリングにおいて、撮影画像に棒状飽和輝度被写体が含まれないと判定された）ので、安定モード用の閾値として「α」がセットされている。

そして、モード判別部１４１は、相対角度変化量算出部１２１の正規化部１３６より供給された相対角度変化量（正規化された差分値）の絶対値（ABS（Absolute）（ｐ０））をその閾値αと比較する。仮に、相対角度変化量の絶対値が閾値α以下であるとすると、モード判別部１４１は、新たな区間のモードも安定モード１７１であると判別する。つまり、この区間と１つ前の区間は両方とも安定モード１７１であるので、矢印１８１に示されるようにモード変化は発生しない。

仮に、相対角度変化量の絶対値（ABS（ｐ０））が閾値αより大きい場合、モード判別部１４１は、新たな区間のモードを不安定モード１７２であると判別する。つまり、１つ前の区間において安定モード１７１であったのが、モード変化が発生し、現在の新たなモードは不安定モード１７２に遷移する。その際、更新確認部１４４はモード遷移のパターンが矢印１８２により示される、安定モード１７１から不安定モード１７２への遷移であることを確認し、モード更新部１４５は、モードフラグ１４２の値を更新する。

つまりモードフラグ１４２には、不安定モード１７２を示す値がセットされるので、モード判別部１４１は、そのモードフラグ１４２を参照し、不安定モード１７２であると判定すると、閾値保持部１４３より、不安定モード用の閾値βを取得する。そして、モード判別部１４１は、相対角度変化量算出部１２１の正規化部１３６より供給された相対角度変化量（正規化された差分値）の絶対値（ABS（ｐ０））を閾値βと比較する。仮に、相対角度変化量の絶対値（ABS（ｐ０））が閾値β以上であるとすると、モード判別部１４１は、新たな区間のモードも不安定モード１７２であると判別する。つまり、この区間と１つ前の区間は両方とも不安定モード１７２であるので、矢印１８３に示されるようにモード変化は発生しない。

仮に、相対角度変化量の絶対値（ABS（ｐ０））が閾値βより小さい場合、モード判別部１４１は、新たな区間のモードを安定モード１７１であると判別する。つまり、１つ前の区間において不安定モード１７２であったのが、モード変化が発生し、現在の新たなモードは安定モード１７１に遷移する。その際、更新確認部１４４はモード遷移のパターンが矢印１８４により示される、不安定モード１７２から安定モード１７１への遷移であることを確認し、モード更新部１４５は、モードフラグ１４２の値を更新する。

モード変化パターン判定部１４６は、矢印１８２または矢印１８４のようにモードが遷移する場合、その遷移方向（モード変化パターン）を判定する。AF起動指示出力部１２３は、その判定結果に基づいて、矢印１８４のように、不安定モード１７２から安定モード１７１に遷移した場合のみ、AF起動指示をAF制御処理部８３に出力する。

つまり、相対角度変化量の絶対値ABS（ｐ０）≦αの場合（矢印１８１）、ABS（ｐ０）＞αの場合（矢印１８２）、および、ABS（ｐ０）≧βの場合（矢印１８３）は、AF処理は起動せず、ABS（ｐ０）＜βの場合（矢印１８４）のみAF処理が開始される。換言すると、相対角度変化量のモードが不安定モード１７２から安定モード１７１に移行した場合（大きく変化していた相対角度の変化量が徐々に落ち着き、あまり変化しなくなった場合）に、AF処理が開始されることになる。

AF起動制御の具体例として、図７を参照し、撮影装置５０をパンニングする場合について説明する。

例えば、図７Ａに示されるように、ユーザが撮像装置５０を右から左にパン（撮影方向を変化）させ、撮影画枠１９１の左側にあって撮影画像に写っていなかった被写体（被写体１９３Ａ）が、撮影画枠１９１内に入り（被写体１９３Ｂ）、さらに撮影画枠１９１の右側に出て行く（被写体１９３Ｃ）ように撮影を行うとする。

このとき、撮影画枠１９１より中央付近に、撮影画枠１９１より小さい評価枠１９２を設け、撮影画像の評価値は、その評価枠１９２内で算出し、フィールド内輝度積分値は、撮影画枠１９１全体について算出するものとする。

この場合、評価枠１９２内に被写体が出入りすると（被写体１９３Ｂ）、評価値が大きく変化する。従って、この評価値の変化に応じてAF処理を起動させると、最終的に撮影画枠１９１の外に出てしまう被写体に焦点を合わせようとするので、フォーカス位置が移動したときにはその被写体が撮影画枠１９１内に存在せず、撮影画像は「ぼけ」てしまう。さらに、パンが終了すると評価値が安定してしまうので、AF処理が起動されず、撮影画像は「ぼけ」たままとなってしまう。

これに対して、フィールド内輝度積分値は、図７Ａのように撮像装置５０がパンニングされると、例えば、図７Ｂに示されるグラフの曲線１９４のように変化する。図７Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はフィールド内輝度積分値を示している。例えば、時刻ｔ１からｔ２までの間に図７Ａに示されるようなパンが行われたとすると、時刻ｔ１まで安定していたフィールド内輝度積分値は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に大きく変化し、パンが終了した時刻ｔ２以降はまた安定する。つまり、時刻ｔ１まで安定モードであったモードが時刻ｔ１において不安定モードに移行し、時刻ｔ２において再度安定モードに移行する。

従って、AF起動制御部８２によって、上述したようにフィールド内輝度積分値（フィールド内輝度積分値より算出される相対角度変化量の絶対値ABS（ｐ０））を用いてAF起動制御が行われると、時刻ｔ２のタイミング（不安定モードから安定モードへの移行タイミング）でのみAF処理が起動されることになる。つまり、フォーカス位置を制御するためのパラメータである評価値を用いずに、専用のパラメータである相対角度変化量を用いてAF処理の起動制御を行うことにより、撮像装置５０（AF起動制御部８２）は、不必要なAF処理を容易に低減させることができ、安定したAF処理を実現することができる。例えば、撮像装置５０は、このようなAF起動制御を行うことにより、パンニング中の不必要な被写体（被写体１９３Ｂ）への合焦を抑制することができ、上述したように撮影画像のピント（焦点）が「ぼけ」てしまうことを抑制することができる。なお、チルト（チルティング）の場合も同様である。

以上のように、AF起動制御部８２においては、相対角度変化量算出部１２１がAF処理の起動を制御するパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量を算出し、モード変化検出部１２２が、その変化量のモード変化パターンを特定し、AF起動指示出力部１２３がそのモード変化パターンに基づいて、AF制御処理部８３にAF処理の起動指示を出力する。

また、他の具体例として、撮影画枠１９１内において被写体が揺れている場合のAF起動制御について説明する。

例えば、図８Ａに示されるように、撮影画枠１９１内において、被写体１９３Ｄが揺れ動き、評価枠１９２に出入りするような場合、その評価値は大きく変動する。従って、この評価値の変化に応じてAF処理を起動させると、被写体１９３Ｄが揺れている間、常にAF処理が行われることになる。AF処理が行われると、例えばウォブリング等により、撮影画像のフォーカス位置が変化する。つまり、被写体１９３Ｄが揺れ動いている場合、頻繁に撮影画像のフォーカス位置が変化し続けることになり、撮影画像が、視聴者にとって不快な（違和感のある）画像となってしまう。特に、撮影画像が高品質なHD（High Definition）の場合、画質が高いだけに、視聴者はフォーカス位置の細かな変化まで確認することができ、その不必要なフォーカス位置の変化に対する不快感は、さらに大きなものとなってしまう。

これに対して、フィールド内輝度積分値は、撮影画枠１９１全体について算出されるので、図８Ａのように被写体１９３Ｄが揺れ動いても、例えば、図８Ｂに示されるグラフの曲線１９５のように大きく変化しない。図８Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はフィールド内輝度積分値を示している。撮影画枠１９１内において被写体１９３Ｄが動いても、輝度値の撮影画枠１９１全体の合計（積分値）は、大きく変化しない。つまり、この場合、相対角度変化量のモードは、常に安定モードとなる。

従って、AF起動制御部８２によって、上述したようにフィールド内輝度積分値（フィールド内輝度積分値より算出される相対角度変化量の絶対値ABS（ｐ０））を用いてAF起動制御が行われると、AF処理は起動されないことになる。つまり、撮像装置５０は、被写体１９３Ｄの小さな動きに対しては、細かく合焦させずに、フォーカス位置を安定させる。このようにAF処理の起動を制御することにより、撮像装置５０は、不必要な被写体（被写体１９３Ｄ）への合焦を抑制することができ、撮影画像のフォーカス位置を安定させ、フォーカス位置の不要な変化による不快な画像の発生を抑制することができる。

なお、図７および図８の場合、AF処理の起動を制御するために用いられるフィールド内輝度積分値は、撮影画枠１９１全体に対して算出され、フォーカス位置を制御するために用いられる評価値は、その撮影画枠１９１の一部である評価枠１９２について算出される。一般的に、評価枠１９２は小さいほど、ユーザは、その評価枠１９２内に位置させる被写体を特定し易くなるので、合焦させる被写体を特定し易くなり、フォーカス位置の制御が容易になる。従って、このように各値を算出する枠を設定することにより、撮像装置５０は、ユーザが容易にフォーカス位置を制御することが出来るようにするとともに、不要なAF処理を抑制し、フォーカス位置を安定させるように、適切なAF起動制御を行うことができる。

もちろん、フィールド内輝度積分値を算出する範囲は、撮影画枠１９１の一部の範囲であってもよいし、その場合、撮影画枠１９１のどの部分であってもよい。また、撮影画枠１９１内に複数の範囲（フィールド内輝度積分値を算出する範囲）が設定されるようにしてもよいし、その場合、一部が他の範囲の一部に重なるような範囲が設定されるようにしてもよいし、他の範囲を抱含する範囲が設定されるようにしてもよい。

評価枠１９２についても同様であり、撮影画枠１９１のどの部分が評価枠１９２として設定されるようにしてもよい。また、撮影画枠１９１全体を評価枠１９２としてももちろんよい。さらに、撮影画枠１９１内に複数の評価枠１９２を設定するようにしてもよいし、その場合、他の評価枠と範囲の一部が重なるように評価枠を設定するようにしてもよいし、他の評価枠を抱合するような評価枠を設定するようにしてもよい。

フィールド内輝度積分値を算出する範囲の設定と、評価枠１９２の設定は、基本的に互いに独立しており、例えば両方の範囲を共通としてもよいが、一般的に、上述したように評価枠１９２は小さい方が望ましく、フィールド内輝度積分値を算出する範囲は、フォーカス位置を安定させる目的のために（被写体の揺れ動きに反応しないように）大きい方が望ましい。

また、フィールド内輝度積分値を算出する範囲が評価枠１９２の範囲と重なっていない場合、フィールド内輝度積分値と評価値は、互いに異なる被写体に対して影響を受けることになる。一般的には、ユーザが焦点を合わせている被写体の動きに基づいてAF処理の起動を制御するのが自然であるので、そのような目的のためには、フィールド内輝度積分値を算出する範囲が評価枠１９２の範囲を抱合するのが望ましい。もちろん、敢えてフィールド内輝度積分値を算出する範囲が評価枠１９２の範囲と重ならないようにし、撮像装置が、焦点を合焦させる被写体と異なる被写体の動きによって生じる輝度値の変化によってAF起動制御を行うようにしてもよい。

例えば、照明を被写体として撮影する場合、その照明が点灯したり消灯したりされると輝度値が変化するので、被写体（照明）の位置が動いていないにも関わらずAF処理が起動される恐れがあるが、所謂、ワイド端の撮影時のように、被写体（照明）が例えば撮影画枠１９１の半分程度しか占めないように撮影が行われる場合であれば、フィールド内輝度積分値を算出する範囲が、その被写体（照明）が写されていない部分に設定されている（評価枠１９２と重ならないように範囲が設定されている）ことにより、撮像装置５０は、照明の点灯や消灯（被写体の輝度変化）の影響を受けずにAF起動制御を行うことができ、不要なAF処理を低減させることができ、撮影画像のフォーカス位置を適切に安定させることができる。

さらに、フィールド内輝度積分値を算出する範囲は、予め定められた範囲であってもよいし、ユーザが、撮影前や撮影中等に、撮影画枠１９１の任意の位置に設定することができるようにしてもよい。また、その際、そのフィールド内輝度積分値を算出する範囲の大きさおよび形状もユーザにより設定することができるようにしてもよい。さらに、フィールド内輝度積分値を算出する範囲としての候補が予め複数用意され、ユーザが撮影前や撮影中等にそれらの候補の中から任意の領域を選択し、フィールド内輝度積分値を算出する範囲として設定するようにしてもよい。なお、評価枠１９２についても同様であり、予め定められた領域であってもよいし、ユーザが撮影前や撮影中等に自由に設定することができるようにしてもよいし、予め用意された選択肢の中からユーザが選択的に設定することができうようにしてもよい。

フィールド内輝度積分値を算出する範囲や評価枠１９２が予め設定されていれば、ユーザは撮影時にそれらを設定する必要が無く、撮影を容易に行うことができる。また、フィールド内輝度積分値を算出する範囲や評価枠１９２をユーザが自由に設定することができるようになされていれば、環境や被写体等の撮影条件により適した範囲設定が可能になり、ユーザの意図に沿った、より好ましいAF処理を実現することができる。さらに、その範囲の設定をユーザが選択的に行うことができるようにすることにより、ユーザは容易に範囲設定を行うことができる。

なお、フィールド内輝度積分値を算出する範囲の設定方法として、ユーザがフィールド内輝度積分値を算出しない範囲を設定することができるようにしてももちろんよい。つまり、この場合撮像装置は、ユーザに指定された範囲以外の部分の輝度値を積分し、フィールド内輝度積分値を算出し、その値を用いてAF起動制御を行う。

次に、撮影画像における飽和輝度数とフォーカス移動の関係について図９乃至図１１を参照して説明する。図９乃至図１１のいずれの場合も、左側に示される撮影画像２００は、被写体に合焦している状態の撮影画像であり、右側に示される撮影画像２００は、ウォブリング動作によりフォーカス位置が被写体からずれた状態の撮影画像である。

図９は、光源等ではない通常の被写体を撮影した場合の撮影画像の例を示す図である。

撮影画像２００において、この通常の被写体の画像は、焦点がこの通常の被写体に合焦しているとき、図９の左側に示されるように、輝度が飽和していない、輪郭のはっきりした被写体画像２０１となる。この状態から、フォーカス位置が移動し（フォーカス移動し）、被写体に焦点が合焦しなくなると、通常の被写体の画像は、図９の右側に示されるように、輪郭がにじんでぼやけた被写体画像２０２となる。この被写体画像２０２は、点線２０３で示される被写体画像２０１（合焦している状態の被写体画像）の大きさより大きく表示される。また、そのぼやけた分、被写体画像２０２の各画素の輝度値は、被写体画像２０１の場合よりも低下する（暗くなる）。

従って、この場合、撮影画像２００全体の輝度値の合計（つまりフィールド内輝度積分値）は大きく変化せず、相対角度変化量のモードは安定モード１７１であると判定されるので、AF処理（不要なAF処理）は起動されない。

図１０は、円形の光源等のように撮影画像の輝度が飽和する被写体である飽和輝度被写体を撮影した場合の撮影画像の例を示す図である。

この場合の撮影画像２００において、合焦時の円形の飽和輝度被写体の画像は、図１０の左側に示されるように、輪郭のはっきりした円形の飽和輝度被写体画像２０４となる。ただし、この飽和輝度被写体画像２０４の各画素の輝度は飽和している。この状態から、フォーカス位置が移動し、飽和輝度被写体に焦点が合焦しなくなると、この飽和輝度被写体の画像は、図１０の右側に示されるように、輪郭がにじんでぼやけた飽和輝度被写体画像２０５となる。この飽和輝度被写体画像２０５は、点線２０６で示される飽和輝度被写体画像２０４（合焦している状態の飽和輝度被写体画像）の大きさより大きく表示される。ただし、この場合、飽和輝度被写体画像２０４の輝度値が飽和しているので、フォーカス位置がずれても輝度値は飽和したままとなる。

従って、この場合、撮影画像２００全体の輝度値の合計（つまりフィールド内輝度積分値）は、図１０の右側の灰色に示される部分（点線２０６と飽和輝度被写体画像２０５の外枠の間の部分（飽和輝度被写体画像の、焦点が被写体からずれることにより大きくなった部分））の輝度値の増加分だけ増加する。

しかしながら、ウォブリング動作においてフォーカス位置の移動幅は微小であるので、飽和輝度被写体画像２０５と飽和輝度被写体画像２０４の面積の差は、飽和輝度被写体画像２０４全体の面積と比較して微小となる。従って、この輝度値の増加分によって撮影画像２００全体の輝度値の合計（つまりフィールド内輝度積分値）は大きく変化しない。また、元々の飽和輝度被写体画像２０４の面積が撮影画像２００の画像サイズに対して十分に小さければ、輝度値の増加分は、撮影画像２００全体の輝度値の合計（つまりフィールド内輝度積分値）に対して微小となるので、この増加分によってフィールド内輝度積分値は大きく変化しない。従って、相対角度変化量のモードは安定モード１７１であると判定されるので、AF処理（不要なAF処理）は起動されない。

図１１は、細い棒状の光源等のように撮影画像の輝度が飽和する棒状の被写体である棒状飽和輝度被写体を撮影した場合の撮影画像の例を示す図である。

この場合の撮影画像２００において、合焦時の棒状飽和輝度被写体の画像は、図１１の左側に示されるように、輪郭のはっきりした棒状飽和輝度被写体画像２０７となる。ただし、棒状飽和輝度被写体画像２０７の各画素の輝度は飽和している。この状態から、フォーカス位置が移動し、棒状飽和輝度被写体に焦点が合焦しなくなると、この棒状飽和輝度被写体の画像は、図１１の右側に示されるように、輪郭がにじんでぼやけた棒状飽和輝度被写体画像２０８となる。この棒状飽和輝度被写体画像２０８は、点線２０９で示される棒状飽和輝度被写体画像２０７（合焦している状態の棒状飽和輝度被写体画像）の大きさより大きく表示される。ただし、この場合、棒状飽和輝度被写体画像２０７の輝度値が飽和しているので、フォーカス位置がずれても輝度値は飽和したままとなる。

この場合、棒状飽和輝度被写体画像２０７が細い棒状の画像であるので、棒状飽和輝度被写体画像２０８と棒状飽和輝度被写体画像２０７の面積の差は、棒状飽和輝度被写体画像２０７全体の面積と比較して無視できないほど大きくなる。

例えば、元々の棒状飽和輝度被写体画像２０７が１画素×１００画素の画像であり、焦点が棒状飽和輝度被写体からずれることにより、その画像が１画素分ずつ広がるとすると、棒状飽和輝度被写体画像２０８は、３画素×１０２画素の画像となり、棒状飽和輝度被写体画像２０７の３倍以上の面積となる。因みに、図１０において、円形の飽和輝度被写体画像２０４が半径１０画素の円状の画像であり、焦点が飽和輝度被写体からずれることにより、その画像が１画素分ずつ広がるとすると、飽和輝度被写体画像２０５は、半径１１画素の円状の画像となり、飽和輝度被写体画像２０４とほぼ同じ面積（１．２倍程度）となる。

さらに、例えば、ブラインド越しに光源を撮影したときの画像ように、撮影画像２００全体に、この棒状飽和輝度被写体画像２０７が数画素置きに分布しているような場合、この焦点のずれによる（ウォブリングによる）輝度値の増加分は、撮影画像２００全体の輝度値の合計（つまりフィールド内輝度積分値）に対して無視できないほど大きなものとなる恐れがある。

つまり、図１１のように細い棒状の飽和輝度被写体を撮影する場合、図１０の場合と異なり、ウォブリング等のフォーカス位置の変化によって生じるフィールド内輝度積分値の変化が十分に大きくなる恐れがある。このような場合、モード判別部１４１が、図９の例のように、通常の被写体のときと同様に相対角度変化量のモードを判別すると、不安定モード１７２であると判定してしまい、AF処理終了後に（フォーカス位置が安定した後に）、モード変化パターン判定部１４６によって、その不安定モード１７２から安定モード１７１に移行したと判定され、再度AF処理（不要なAF処理）が起動されてしまう恐れがある。

起動条件調整部８４は、モード判別に用いる閾値（起動条件）を調整することにより、このような事態の発生を低減させる。

つまり、起動条件調整部８４の閾値選択部１５５は、ウォブリング中の飽和輝度数の変化（最大値と最小値の比）の大小を、上述した式（２）の条件式を用いて判定することにより、被写体が棒状飽和輝度被写体であるか否かを判定し、その判定結果によって安定モード用閾値を選択する。例えば、閾値選択部１５５は、被写体が棒状飽和輝度被写体でない場合、安定モード用閾値として値αを選択して閾値保持部１４３にセットし、被写体が棒状飽和輝度被写体である場合、安定モード用閾値として値αより大きい（条件の厳しい）値（α×３）を選択して閾値保持部１４３にセットする。

従って、図１２に示されるように、モードは、相対角度変化量の絶対値が閾値（α×３）を超えないと、安定モード１７１から不安定モード１７２に移行しない。従って、相対角度変化量の絶対値が閾値（α×３）以下であると、新たな区間のモードも安定モード１７１であると判別され、矢印２１１に示されるようにモード変化は発生しない。相対角度変化量の絶対値が閾値（α×３）より大きい場合のみ、モード変化が発生し、矢印２１２のように、モードは、安定モード１７１から不安定モード１７２に遷移される。

このように、図１１に示されるような棒状飽和輝度被写体を撮影する場合においても、閾値選択部１５５が、安定モード用閾値として、棒状飽和輝度被写体以外の被写体を撮影する場合の閾値よりも大きな値を選択し、相対角度変化量のモードを安定モード１７１から不安定モード１７２に移行させる条件をより厳しくするので、AF起動制御部８２は、不要なAF処理の起動を抑制することができる。これにより、撮像装置５０は、より的確なAF処理を実現し、高品質な撮影画像が得られるようにすることができる。

なお、閾値選択部１５５が安定モード用閾値として通常以外の閾値を選択する被写体は、上述した棒状飽和輝度被写体でなくてもよく、その被写体を判別可能な条件式が設定可能であればどのような被写体であってもよい。換言すると、この閾値選択に用いられる条件式は、上述した式（２）以外の式であってもよい。さらに、閾値選択部１５５に選択される閾値の値もどのような値であってもよく、その選択肢の数は３つ以上であってもよい（条件式の数が複数であってもよい）。

次に、上述した各処理の流れについて説明する。最初に、図１３のフローチャートを参照して、AF起動制御部８２によるAF起動制御処理の流れの例を説明する。

信号処理部７３より画像信号（フィールド画像またはフレーム画像）が供給されると、AF起動制御部８２の相対角度変化量算出部１２１は、ステップＳ１において相対角度変化量算出処理を実行する。相対角度変化量算出処理の詳細については、図１４のフローチャートを参照して後述する。

相対角度変化量算出処理を終了すると、モード変化検出部１２２は、ステップＳ２においてモード変化検出処理を実行する。モード変化検出処理の詳細は、図１５のフローチャートを参照して後述する。

モード変化検出処理を終了すると、ステップＳ３において、AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出処理結果に基づいて、AF処理を開始するか否かを判定する。上述したように、相対角度変化量のモードが不安定モード１７２から安定モード１７１に移行したと判定され、AF処理を開始すると判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ４においてAF起動指示をAF制御処理部８３に出力し、AF処理を起動させた後、AF起動制御処理を終了する。また、ステップＳ３において、相対角度変化量のモードが不安定モード１７２から安定モード１７１に移行していないと判定され、AF処理を開始しないと判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ４の処理を省略し、AF起動制御処理を終了する。

次に、図１３のステップＳ１において実行される相対角度変化量算出処理の詳細な流れの例について図１４のフローチャートを参照して説明する。

画像信号が信号処理部７３より供給され、相対角度変化量算出処理が開始されると、フィールド内輝度積分値算出部１３１は、最初に、ステップＳ２１において、供給された画像信号に基づいて、フィールドの所定の領域（撮影画枠内の、領域設定部１３２により設定されている領域）内の輝度値の積分値（フィールド内輝度積分値）を算出する。

ステップＳ２２において、区間別輝度積分平均値算出部１３３は、区間別輝度積分平均値保持部１３４と連携しながら、区間毎に輝度積分値の平均値（区間別輝度積分平均値）を求める。差分値算出部１３５は、ステップＳ２３において、隣り合う区間（最新の区間と１つ前の区間）の区間別輝度積分平均値の差分値を算出する。ステップＳ２４において、正規化部１３６は、ステップＳ２３において算出された差分値を最新のフィールド内輝度積分値とフィールド数で正規化し、相対角度変化量を求める。ステップＳ２４の処理が終了すると、正規化部１３６は、相対角度変化量算出処理を終了し、処理を図１３のステップＳ１に戻し、ステップＳ２以降の処理を行う。

次に、図１３のステップＳ２において実行されるモード変化検出処理の詳細の流れの例について図１５のフローチャートを参照して説明する。

モード変化検出処理が開始されると、モード判別部１４１は、ステップＳ４１において、正規化された差分値である相対角度変化量を、モードフラグ１４２および閾値保持部１４３を参照して得られる、１区間前のモードに応じた閾値（起動条件調整部８４により選択されてセットされた閾値）と比較し、ステップＳ４２において、最新のモードを判別する。ステップＳ４３において、更新確認部１４４は、モードが変化したか否かを確認し、変化したと判定した場合、処理をステップＳ４４に進める。ステップＳ４４において、モード更新部１４５は、モードフラグ１４２の値を更新する。モード変化パターン判定部１４６は、ステップＳ４５において、モード変化パターンを判定し、ステップＳ４６において、モード判定結果をAF起動指示出力部１２３に出力し、モード変化検出処理を終了し、処理を図１３のステップＳ２に戻す。AF起動制御部８２は、ステップＳ３以降の処理を実行する。

また、ステップＳ４３において、モードが変化していないと判定した場合、更新確認部１４４は、ステップＳ４４乃至ステップＳ４６の処理を省略し、モード変化検出処理を終了し、処理を図１３のステップＳ２に戻す。AF起動制御部８２は、ステップＳ３以降の処理を実行する。

以上のように各処理を行うことにより、AF起動制御部８２は、不必要なAF処理を容易に低減させ、より的確なAF処理を実現し、高品質な撮影画像が得られるようにすることができる。

次に、図１３のステップＳ４の処理に対応し、出力されたAF起動指示に従って開始されるワンショットAF制御処理について、図１６のフローチャートを参照して説明する。

ワンショットAF制御処理を開始すると、AF制御処理部８３は、最初に、ステップＳ６１において、起動条件調整部８４に起動条件調整処理を開始させる。この起動条件調整処理の詳細は、図１７のフローチャートを参照して後述する。ステップＳ６２において、AF制御処理部８３は、駆動制御部６４を制御し、ウォブリングレンズ６２を駆動させるウォブリング処理を行い、フォーカスレンズ６１を移動させる向きを決定する。このときのウォブリング中の撮影画像から、起動条件調整部８４は、上述したように棒状飽和輝度被写体の存在を判定し、その有無に基づいてモード判別用の閾値を選択して設定する。ウォブリング処理が終了すると、AF制御処理部８３は、ステップＳ６３において、駆動制御部６４を制御し、ウォブリング処理により決定された向きにフォーカスレンズ６１を移動させながら、評価値算出部８１を用いて撮影画像の「ぼけ」を評価する評価値を算出し、その評価値に基づいて最適なフォーカス位置を検索するフォーカス位置検索処理を行う。最適なフォーカス位置が検索されると、AF制御処理部８３は、駆動制御部６４を制御し、検索された最適なフォーカス位置に焦点を合わせるようにフォーカスレンズ６１を駆動させる、合焦処理を行う。焦点が合焦すると、AF制御処理部８３は、ワンショットAF制御処理を終了する。

次に、図１６のステップＳ６１の処理によりAF制御処理部８３より開始を指示された起動条件調整部８４により開始される起動条件調整処理について、図１７のフローチャートを参照して説明する。

起動条件調整処理が開始されると、起動条件調整部８４の飽和輝度数算出部１５１は、ステップＳ８１において、信号処理部７３より取得した画像信号を用いて、ウォブリング中の撮影画像の飽和輝度数を算出する。つまり、飽和輝度数算出部１５１は、Ｍフィールド分のフィールド画像信号のそれぞれについて飽和輝度数を算出する。飽和輝度数算出部１５１は、算出した飽和輝度数の情報を順次、飽和輝度数履歴保持部１５２に供給し、保持させる。

飽和輝度数履歴保持部１５２は、ステップＳ８２において、その供給された飽和輝度数の情報を履歴として保持する。既にＭフィールド分の履歴を保持している場合、飽和輝度数履歴保持部１５２は、保持している最も古い履歴を削除して、新しい飽和輝度数の情報を保持する。

ステップＳ８３において、飽和輝度数最大値検索部１５３は、飽和輝度数履歴保持部１５２に保持されている履歴から飽和輝度数の最大値を検索し、その値を取得する。飽和輝度数最大値検索部１５３は、取得した最大値を閾値選択部１５５に供給し、飽和輝度数最小値検索部１５４に処理終了を伝える。飽和輝度数最小値検索部１５４は、ステップＳ８４において、飽和輝度数履歴保持部１５２に保持されている履歴から飽和輝度数の最小値を検索し、その値を取得する。飽和輝度数最小値検索部１５４は、取得した最小値を閾値選択部１５５に供給するとともに処理終了を伝える。

閾値選択部１５５は、ステップＳ８５において、式（２）に示される条件式を演算する閾値選択用演算を行い、ステップＳ８６において、その演算結果に基づいて、式（２）に示される条件式が満たされるか否かを判定する。式（２）を満たすと判定した場合、閾値選択部１５５は、処理をステップＳ８７に進め、例えば棒状飽和輝度被写体に対する閾値である第１閾値（例えば、閾値（α×３））を選択し、その閾値を閾値更新部１５６に供給する。閾値が供給されると閾値更新部１５６は、ステップＳ８８において、その閾値を用いて閾値保持部１４３に保持されている閾値を更新する。更新が終了すると閾値更新部１５６は、起動条件調整処理を終了する。

また、ステップＳ８６において、式（２）を満たさないと判定した場合、閾値選択部１５５は、処理をステップＳ８９に進め、例えば通常の被写体に対する閾値である第２閾値（例えば、閾値α）を選択し、その閾値を閾値更新部１５６に供給する。閾値が供給されると閾値更新部１５６は、ステップＳ８８において、その閾値を用いて閾値保持部１４３に保持されている閾値を更新する。更新が終了すると閾値更新部１５６は、起動条件調整処理を終了する。

以上のように、輝度条件調整部８４が、撮影画像の飽和輝度数を用いて、起動条件（閾値）を調整するので、撮像装置５０は、棒状飽和輝度被写体を撮影するような特殊な被写体の場合であっても、不必要なAF処理を容易に低減させ、より的確なAF処理を実現し、高品質な撮影画像が得られるようにすることができる。

なお、上述したように、輝度条件調整部８４により安定モード用閾値が高く設定された場合（α×３）であっても、飽和輝度被写体の存在は、フィールド内輝度積分値に大きく影響をおよぼすため、パンニングやチルティングが行われたり、被写体（棒状飽和輝度被写体）が移動したりしたときの輝度変化は閾値に対して十分大きく、閾値が低く設定された場合（α）と同様に不安定モードに移行する。すなわち、上述した輝度条件調整部８４による閾値の調整は、閾値の変更率を調整する等して、パンニングやチルティング等の際のモード判定には大きく影響せず、AF起動の不要な妨げとならないように行われる。

なお、以上においては、輝度条件調整部８４が、起動条件（閾値）の調整を、AF処理のウォブリング時の撮影画像を用いて行うように説明したが、処理の実行タイミングはこれに限らず、いつ開始するようにしてもよい。例えば、輝度条件調整部８４が、定期的に起動条件調整処理を開始するようにしてもよいし、上述したのと異なるきっかけにより起動条件調整処理を開始するようにしてもよい。また、飽和輝度数を算出するためにウォブリング動作を行うようにしてもよい。

なお、以上において、AF処理の起動を制御するパラメータであるカメラと被写体の相対角度の変化量は、撮影画像の輝度値を用いた値であるように説明したが、これに限らず、例えば、コントラストに関する値を用いる等、輝度値以外の値を用いて算出される値であってもよい。また、演算方法も上述した以外の方法であってもよい。例えば、区間毎にフィールド内輝度積分値の平均値を算出し、その平均値を用いて相対角度変化量を算出するように説明したが、これに限らず、例えば、輝度値の積分値でなく平均値を用いるようにしてもよいし、フィールド内輝度積分値の区間毎の平均値の代わりに、フィールド内輝度積分値の合計値を用いて相対角度変化量を算出するようにしてもよい。フィールド単位で求められた輝度値の平均値の、区間毎の平均値を用いて相対角度変化量を算出するようにしてももちろんよい。また、正規化も、最新のフィールド内輝度値とフィールド数を用いる代わりに、区間別輝度積分平均値等の他の値を用いるようにしてもよい。また、正規化を行わないようにしてもよい。

また、AF起動制御用のパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量以外の値を用いるようにしてもよい。さらに、AF起動制御用のパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量と、それ以外の値を併用するようにしてもよい。

上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。

この記録媒体は、例えば、上述したように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布されるリムーバブルメディア９７により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM９１や、記憶部９４に含まれるハードディスクなどで構成される。

なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本明細書において、１つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて１つの装置として構成されるようにしてもよい。また、上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、装置全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある部分の構成の一部を他の部分の構成に含めるようにしてもよい。

従来のオートフォーカス処理の例を説明する図である。 従来のオートフォーカス処理の他の例を説明する図である。 本発明を適用した撮像装置の一実施形態に係る構成例を示す図である。 図３のAF起動制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。 図３の起動条件調整部の詳細な構成例を示すブロック図である。 モード遷移判定とAF起動の関係の例を説明する模式図である。 図３の撮像装置によるAF起動制御の具体例を説明する図である。 図３の撮像装置によるAF起動制御の他の具体例を説明する図である。 フォーカスの移動と撮影画像の関係の例を説明する図である。 フォーカスの移動と撮影画像の関係の、他の例を説明する図である。 フォーカスの移動と撮影画像の関係の、さらに他の例を説明する図である。 モード遷移判定とAF起動の関係の他の例を説明する模式図である。 AF起動制御処理の流れの例を説明するフローチャートである。 相対角度変化量算出処理の詳細な流れの例を説明するフローチャートである。 モード変化検出処理の詳細の流れの例を説明するフローチャートである。 ワンショットAF制御処理の流れの例を説明するフローチャートである。 起動条件調整処理の流れの例を説明するフローチャートである。

符号の説明

５０ 撮像装置， ５１ AF駆動部， ５２ 画像処理部， ５３ AF制御部， ６１ フォーカスレンズ， ６２ ウォブリングレンズ， ６３ レンズ駆動部， ６４ 駆動制御部， ７３ 信号処理部， ８１ 評価値算出部， ８２ AF起動制御部， ８３ AF制御処理部， ８４ 起動条件調整部, １２１ 相対角度変化量算出部， １２２ モード変化検出部， １２３ AF起動指示出力部， １３１ フィールド内輝度積分値算出部， １３２ 領域設定部， １３３ 区間別輝度積分平均値算出部， １３４ 区間別輝度積分平均値保持部， １３５ 差分値算出部， １３６ 正規化部， １４１ モード判別部， １４２ モードフラグ， １４３ 閾値保持部， １４４ 更新確認部， １４５ モード更新部， １４６ モード変化パターン判定部， １５１ 飽和輝度数履歴保持部１５２， １５３ 飽和輝度数最大値検索部， １５４ 飽和輝度数最小値検索部， １５５ 閾値選択部， １５６ 閾値更新部 １７１ 安定モード， １７２ 不安定モード， １９１ 撮影画枠， １９２ 評価枠， １９３Ａ乃至１９３Ｄ 被写体

Claims (4)

1. 撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理を実行する制御装置において、
   前記撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出手段と、
   第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、前記第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出手段と、
   安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、前記積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整手段と、
   前記モードが前記安定モードに設定されている場合、前記積分変化量が前記安定モード用に調整された前記モード変更用閾値よりも大きいときには、前記モードを前記安定モードから前記不安定モードに変更し、
   前記モードが前記不安定モードに設定されている場合、前記積分変化量が前記不安定モード用に調整された前記モード変更用閾値よりも小さいときには、前記モードを前記不安定モードから前記安定モードに変更するモード変更手段と、
   前記モードが前記不安定モードから前記安定モードに変更されたことに対応して、前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行手段と、
   前記フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、前記撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出手段と、
   前記複数の撮像画像における、前記飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出手段と
   を備え、
   前記閾値調整手段は、前記モードが前記安定モードに設定されている場合、
   前記飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、前記安定モード用の前記モード変更用閾値を第１の値に調整し、
   前記飽和輝度数変化量が前記閾値調整用閾値よりも大きいときには、前記安定モード用の前記モード変更用閾値を前記第１の値よりも大きな第２の値に調整する
   制御装置。
2. 前記飽和輝度数変化量算出手段は、前記複数の撮像画像毎に算出された前記飽和輝度数の最大値および最小値に基づいて前記飽和輝度数変化量を算出する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理を実行する制御装置の制御方法であって、
   前記撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出ステップと、
   第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、前記第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出ステップと、
   安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、前記積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整ステップと、
   前記モードが前記安定モードに設定されている場合、前記積分変化量が前記安定モード用に調整された前記モード変更用閾値よりも大きいときには、前記モードを前記安定モードから前記不安定モードに変更し、
   前記モードが前記不安定モードに設定されている場合、前記積分変化量が前記不安定モード用に調整された前記モード変更用閾値よりも小さいときには、前記モードを前記不安定モードから前記安定モードに変更するモード変更ステップと、
   前記モードが前記不安定モードから前記安定モードに変更されたことに対応して、前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行ステップと、
   前記フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、前記撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出ステップと、
   前記複数の撮像画像における、前記飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出ステップと
   を含み、
   前記閾値調整ステップは、前記モードが前記安定モードに設定されている場合、
   前記飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、前記安定モード用の前記モード変更用閾値を第１の値に調整し、
   前記飽和輝度数変化量が前記閾値調整用閾値よりも大きいときには、前記安定モード用の前記モード変更用閾値を前記第１の値よりも大きな第２の値に調整する
   制御方法。
4. 撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
   前記撮像装置により撮像される撮像画像を構成する画素の輝度値の積分値を算出する積分値算出ステップと、
   第１の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値と、前記第１の時間範囲とは異なる第２の時間範囲に撮像された撮像画像について算出された積分値との変化の割合を表す積分変化量を算出する積分変化量算出ステップと、
   安定モードまたは不安定モードに設定されるモードに対応し、前記積分変化量と比較されるモード変更用閾値を調整する閾値調整ステップと、
   前記モードが前記安定モードに設定されている場合、前記積分変化量が前記安定モード用に調整された前記モード変更用閾値よりも大きいときには、前記モードを前記安定モードから前記不安定モードに変更し、
   前記モードが前記不安定モードに設定されている場合、前記積分変化量が前記不安定モード用に調整された前記モード変更用閾値よりも小さいときには、前記モードを前記不安定モードから前記安定モードに変更するモード変更ステップと、
   前記モードが前記不安定モードから前記安定モードに変更されたことに対応して、前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を実行する実行ステップと、
   前記フォーカス位置制御処理の実行中に撮像された複数の撮像画像毎に、前記撮像画像を構成する画素のうち、飽和した輝度値を有する画素の個数である飽和輝度数を算出する飽和輝度数算出ステップと、
   前記複数の撮像画像における、前記飽和輝度数の変化の割合を表す飽和輝度数変化量を算出する飽和輝度数変化量算出ステップと
   を含み、
   前記閾値調整ステップは、前記モードが前記安定モードに設定されている場合、
   前記飽和輝度数変化量が閾値調整用閾値未満であるときには、前記安定モード用の前記モード変更用閾値を第１の値に調整し、
   前記飽和輝度数変化量が前記閾値調整用閾値よりも大きいときには、前記安定モード用の前記モード変更用閾値を前記第１の値よりも大きな第２の値に調整する
   処理をコンピュータに行わせるプログラム。

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