JP6851726B2 - 制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、コントラスト検出方式によるオートフォーカス制御を行う制御装置に関する。

近年、高精細で焦点深度の浅いビデオカメラなどの撮像装置が登場している。通常、ＴＶ−ＡＦ方式（コントラスト検出方式）によるオートフォーカス（ＡＦ）制御では、フォーカスレンズを光軸方向に微小駆動させる。一般的に、微小駆動の往復幅（振幅）は、焦点深度内に設定される。このため、高精細で焦点深度が浅くなるに従い、振幅を小さくする必要がある。その結果、従来と同等のＢＰＦ帯域を用いたＡＦ評価値（焦点状態を示す信号）では、ボケているときに微小駆動によって十分なＡＦ評価値の差を得ることが難しく、合焦方向を見つける時間が長くなる可能性がある。

また、画素数が多くなり映像信号を処理する周期（フレームレート）が従来よりも低くなることにより、微小駆動の往復時間が延び、合焦方向を見つける時間が長くなる。このため、ユーザが被写体を変更した場合などでボケている状態となったシーンにおいて、ボケている映像が長い時間記録されてしまう可能性が高い。

特許文献１には、ユーザの操作により低速追従モードと高速追従モードの選択を可能としたカメラシステムが開示されている。

特開２０１０−０６３１６２号公報

しかしながら、特許文献１のカメラでは、低速追従モードと高速追従モードの選択に関してユーザの操作が必要となるため、ユーザの手間となる。また、高速追従モードの際に微小駆動の周期を高い周期に設定すると、フォーカスレンズの駆動タイミング制御をカメラや被写体の状態に応じて変更する必要があるが、この点について、特許文献１には開示されていない。このため特許文献１のカメラでは、高速な合焦制御を行うことができず、ボケている状態の映像が長い時間記録されてしまう可能性がある。

そこで本発明は、高速な合焦制御が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。

本発明の一側面としての制御装置は、像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行う制御手段を有し、前記制御手段は、前記合焦制御の際に、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行い、前記微小駆動の際に、焦点状態が合焦近傍状態ではないと判定した場合、前記往復移動の周期として第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更する。
また、本発明の他の側面としての制御装置は、像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行う制御手段と、パンニング検出手段とを有し、前記制御手段は、前記合焦制御の際に、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行い、前記微小駆動の際に、前記パンニング検出手段によりパンニングが検出されなかった場合、前記往復移動の周期を第１の周期に設定し、前記パンニング検出手段によりパンニングが検出された場合、該パンニングが検出されている間、および、該パンニングが検出されなくなってから所定期間が経過するまで、前記往復移動の周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更する。

本発明の他の側面としての撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像データを出力する撮像素子と、前記制御装置とを有する。

本発明の他の側面としての制御方法は、像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行うステップとを有し、前記合焦制御を行うステップは、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行うステップを含み、前記微小駆動を行うステップにおいて、焦点状態が合焦近傍状態ではないと判定した場合、前記往復移動の周期として第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更する。
また、本発明の他の側面としての制御方法は、像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行うステップと、パンニング検出ステップとを有し、前記合焦制御を行うステップは、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行うステップを含み、前記微小駆動を行うステップにおいて、前記パンニング検出ステップによりパンニングが検出されなかった場合、前記往復移動の周期を第１の周期に設定し、前記パンニング検出ステップによりパンニングが検出された場合、該パンニングが検出されている間、および、該パンニングが検出されなくなってから所定期間が経過するまで、前記往復移動の周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更する。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。

本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。

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、高速な合焦制御が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

本実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態におけるＴＶ−ＡＦ制御の全体的な動作を示すフローチャートである。 本実施形態における微小駆動周期決定処理を示すフローチャートである。 本実施形態における簡易合焦度の説明図である。 本実施形態におけるＢＰＦ帯域判定処理を示すフローチャートである。 本実施形態における４Ｖ周期の微小駆動を示すフローチャートである。 本実施形態における２Ｖ周期の微小駆動を示すフローチャートである。 本実施形態における山登り駆動を示すフローチャートである。 本実施形態において、微小駆動モードでのフォーカスレンズの動作説明図である。 本実施形態におけるフォーカスレンズの駆動タイミングの説明図である。 本実施形態における焦点信号のデフォーカス特性の説明図である。

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。

＜撮像装置の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態における撮像装置について説明する。図１は、本実施形態における撮像装置１００（ビデオカメラ）の構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、コントラストＡＦ制御において、カメラや被写体の状況に応じて、フォーカスレンズの駆動周期、および、合焦方向の判定に用いる焦点評価値を生成するＢＰＦ帯域を変更することにより、合焦方向の判定時間および合焦時間を短縮化する。なお本実施形態は、撮像装置１００としてビデオカメラについて説明するが、これに限定されるものではなく、デジタルスチルカメラなどの他の撮像装置にも適用可能である。

図１において、１０１は第１固定レンズ、１０２は光軸ＯＡに沿った方向（光軸方向）に移動して変倍を行う変倍レンズ、１０３は絞りである。１０４は、第２固定レンズである。１０５は、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とフォーカシングの機能とを兼ね備えた、撮像用の光学系の焦点調節のためのフォーカスコンペンセータレンズ（以下、フォーカスレンズまたは焦点調節部材ともいう）である。第１固定レンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２固定レンズ１０４、および、フォーカスレンズ１０５により、撮像光学系が構成される。１０６は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサを備えて構成される光電変換素子としての撮像素子である。撮像素子１０６は、フォーカスレンズ１０５を含む撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像データを出力する。１０７は、撮像素子１０６からの出力信号（画像データ）のサンプリング、ゲイン調整、および、デジタル化を行うＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータである。１０８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号（画像データに対応する像信号）を生成するカメラ信号処理回路（信号処理手段）である。１０９は、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する表示装置である。１１０は、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を磁気テープ、光ディスク、または、半導体メモリなどの記録媒体に記録する記録装置である。１１１は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１０７からの全画素の出力信号のうち焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すＡＦゲートである。ＡＦゲート１１１は、後述のカメラ／ＡＦマイコン１１４で設定された領域（ＡＦ枠）に関して焦点信号を生成することができるように構成されている。

１１２は、焦点信号処理回路（焦点信号生成手段）である。焦点信号処理回路１１２は、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を含み、ＡＦゲート１１１を通過した信号（像信号）から高周波成分（所定の周波数帯域の成分）を抽出して焦点信号を生成する。すなわち焦点信号処理回路１１２は、像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて焦点信号を生成する。この焦点信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表す値であるが、合焦状態の映像の鮮鋭度は高く、ボケた映像の鮮鋭度は低いため、撮像光学系の焦点状態を表す値として利用することができる。焦点信号処理回路１１２は、焦点信号のほか、輝度差信号（ＡＦゲート１１１を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）などの信号も生成する。

１１３は、画像信号に対して公知の顔認識処理を施し、撮影画面内の人物の顔領域の位置及び大きさを検出する顔検出処理回路（被写体検出手段）である。公知の顔認識処理としては、例えば、画像データで表される各画素の階調色から、肌色領域を抽出し、予め用意する顔の輪郭プレートとのマッチング度で顔を検出する方法や、抽出された目、鼻、口などの顔の特徴点からパターン認識を行う方法などが開示されている。顔検出処理回路１１３は、その検出結果を後述のカメラ／ＡＦマイコン１１４に送信する。

カメラ／ＡＦマイコン１１４は、顔検出処理回路１１３による検出結果に基づいて、撮影画面内の顔領域を含む位置にＡＦ枠を設定するようにＡＦゲート１１１へ情報を送信する。ここで、顔検出処理回路１１３にて複数の顔領域が検出された場合、その中から焦点調節の対象となる主顔をカメラ／ＡＦマイコン１１４にて自動的に選択する。主顔を選択する処理方法としては、顔の大きさや位置に基づいて、大きさが大きく、位置が画面中央に近い顔を自動的に主顔とする等の公知の手法がある。また、図示しない主顔選択操作部によりユーザが主顔を指定した場合、その情報に基づいてカメラ／ＡＦマイコン１１４はユーザが指定した顔を主顔として選択する。なお、主顔として選択されている被写体が撮影画面外となった場合、撮影画面内にある他の顔領域の中から再度主顔が選択される。

またカメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号処理回路１１２の出力信号に基づいて、後述のズーミング駆動源１１５およびフォーカシング駆動源１１６を制御しフォーカスレンズ１０５を駆動するとともに、記録装置１１０へ画像記録命令を出力する。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、前述のＡＦ枠の設定や主顔の選択処理を行う。またカメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述する本実施形態の各種ＡＦ制御処理、すなわち焦点信号に基づいて合焦制御を行う。なお、これらの処理は、カメラ／ＡＦマイコン１１４にて、所定の周期（例えば、映像信号の垂直同期信号の発生周期）ごとに繰り返し実行される。本実施形態では、この周期をＶ周期、タイミングをＶタイミングと呼ぶ。本実施形態において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、少なくとも一つのプロセッサを含む制御手段である。また本実施形態において、少なくとも焦点信号処理回路１１２およびカメラ／ＡＦマイコン１１４により、制御装置が構成される。

１１５は、変倍レンズ１０２を移動させるためのアクチュエータおよびその駆動回路を含むズーミング駆動源である。１１６は、フォーカスレンズ１０５を移動させるためのアクチュエータおよびその駆動回路を含むフォーカシング駆動源である。ズーミング駆動源１１５およびフォーカシング駆動源１１６は、それぞれ、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ、または、ボイスコイルモータなどのアクチュエータを備えて構成される。１１７は、撮像装置１００の状態を検出する状態検出回路である。状態検出回路１１７は、例えば、撮像装置１００のパンニング（パンニング状態）を検出するパンニング検出手段である。

＜ＴＶ−ＡＦ制御＞
次に、図２を参照して、ＴＶ−ＡＦ制御（コントラストＡＦ制御）について説明する。図２は、ＴＶ−ＡＦ制御の全体的な動作を示すフローチャートである。図２の各ステップは、カメラ／ＡＦマイコン１１４の指令に基づいて、所定の周期（例えば映像信号の垂直同期信号の発生周期）ごとに繰り返し実行される。

まずステップＳ２０１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号処理回路１１２から出力される焦点信号（ＡＦ評価値）を取得する。続いてステップＳ２０２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ＢＰＦ帯域判定処理を実行する。なお、ＢＰＦ帯域判定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Ｓ２０３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述の微小駆動モードに設定されているか否かを判定する。微小駆動モードに設定されている場合、ステップＳ２０４に進む。一方、微小駆動モードに設定されていない場合、ステップＳ２２１に進む。

ステップＳ２０３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、微小駆動周期決定処理を実行する。なお、微小駆動周期決定処理の詳細については、図３および図４を参照して後述する。続いてステップＳ２０８において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ２０４にて判定された周期が、微小駆動の処理周期（往復周期）が４Ｖ周期（第１の周期）または２Ｖ周期（第２の周期）であるかを判定（確認）する。この周期が４Ｖ周期である場合、ステップＳ２０９に進む。一方、この周期が２Ｖ周期である場合、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０９において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、４Ｖ周期の微小駆動（４Ｖ変調）を実施し、ステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、２Ｖ周期の微小駆動（２Ｖ変調）を実施し、ステップＳ２１１に進む。なお、４Ｖ変調および２Ｖ変調の詳細については、図６、図７、および、図９を参照して後述する。

ステップＳ２１１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在、方向判定モードに設定されているか否かを判定する。方向判定モードに設定されている場合、ステップＳ２１２に進む。一方、方向判定モードに設定されていない場合、ステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２１２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、所定回数連続して同一方向に合焦点が存在しているか否かを判定する。所定回数連続して同一方向に合焦点が存在している場合、ステップＳ２１３に進む。ステップＳ２１３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、方向判定ができたと判定し、ステップＳ２１６に進む。一方、ステップＳ２１２にて所定回数連続して同一方向に合焦点が存在しない場合、ステップＳ２１６に進む。

ステップＳ２１４において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズの移動状態が所定の同一エリア内（所定の幅の範囲内）で往復した回数が閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定する。フォーカスレンズが合焦位置すなわち焦点信号が最大となる位置付近にあれば、焦点信号レベルはフォーカスレンズが無限方向および至近方向のどちらに駆動されても減少する。このため、微小駆動においてフォーカスレンズは合焦位置付近で往復を繰り返す。したがって、前述のように、所定の同一エリア内で往復した回数によってフォーカスレンズが合焦位置付近（合焦近傍状態）にあるか否かを判定することができる。所定回数以上反転を繰り返して往復回数が閾値ＴＨ１以上である場合、ステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、合焦判定ができたと判定する。一方、ステップＳ２１４にて往復回数が閾値ＴＨ１未満である場合、ステップＳ２１６に進む。

ステップＳ２１６において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ２１４にて合焦判定が行われたか否かを判定する。合焦判定が行われた場合、ステップＳ２１９に進む。一方、合焦判定が行われなかった場合、ステップＳ２１７に進む。ステップＳ２１７において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ２１２にて方向判定ができたか否かを判定する。方向判定ができた場合、ステップＳ２１８へ遷移して山登り動作（山登り駆動モード）へ移行する。一方、方向判定ができなかった場合、ステップＳ２０１へ戻り、微小駆動モードを継続する。ステップＳ２１９において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、合焦の際の焦点信号レベルをメモリに格納した後、ステップＳ２２０に遷移して再起動判定モードへ移行する。

ステップＳ２２１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述する山登り駆動モードに設定されているか否かを判定する。山登り駆動モードに設定されている場合、ステップＳ２２５に進む。一方、山登り駆動モードに設定されていない場合、ステップＳ２２９に進む。

ステップＳ２２５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、山登り駆動動作を行い、焦点信号が大きくなる方向へ所定の速度でフォーカスレンズを山登り駆動する。山登り駆動に関する詳細な動作は、図８を参照して後述する。

ステップＳ２２６において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ２２５の山登り駆動動作によって焦点信号のピーク位置が発見されたか否かを判定する。ピーク位置が発見された場合、ステップＳ２２７に進む。一方、ピーク位置が発見されなかった場合、ステップＳ２０１へ戻り、山登り駆動モードを継続する。ステップＳ２２７において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号がピークとなったフォーカスレンズ位置を目標位置に設定した後、ステップＳ２２８へ進み、停止モードへ移行する。

ステップＳ２２９において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、停止モードに設定されているか否かを判定する。停止モードに設定されている場合、ステップＳ２３０に進む。一方、停止モードに設定されていない場合、ステップＳ２３２に進む。ステップＳ２３０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５が焦点信号のピーク位置に戻ったか否かを判定する。フォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻った場合、ステップＳ２３１に進み、微小駆動（合焦判定）モードへ移行する。一方、フォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻っていない場合、ステップＳ２０１へ戻り、停止モードを継続する。

ステップＳ２３２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在の焦点信号レベルとステップＳ２１９にて保持（格納）された焦点信号レベルとを比較し、焦点信号の変動量が所定値より大きいか否かを判定する。焦点信号の変動量が所定値よりも大きい場合、ステップＳ２３３に進み、微小駆動（方向判定）モードへ移行する。一方、焦点信号の変動量が所定値よりも小さい場合、ステップＳ２０１へ戻り、再起動判定モードを継続する。

好ましくは、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、像信号の各水平ラインにおけるコントラスト値の最大値に対する焦点信号の最大値の割合が所定の割合以上である場合（第１の条件を満たす場合）、焦点状態が合焦近傍状態であると判定する。または、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号が最大値となる位置をフォーカスレンズ１０５が所定の範囲内で往復する回数が所定の回数以上である場合（第２の条件を満たす場合）、焦点状態が合焦近傍状態であると判定する。また好ましくは、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、第１の条件と第２の条件の少なくとも一方を満たす場合、焦点状態が合焦近傍状態であると判定する。

好ましくは、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、往復移動の周期（微小駆動周期）に応じて所定の範囲を変更する。より好ましくは、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、往復移動の周期が第１の周期（４Ｖ周期）である場合、所定の範囲として第１の範囲に設定し、往復移動の周期が第２の周期（２Ｖ周期）である場合、所定の範囲として第１の範囲よりも広い第２の範囲に設定する。

＜４Ｖ変調動作と２Ｖ変調動作＞
次に、図９を参照して、４Ｖ変調動作および２Ｖ変調動作のそれぞれにおけるフォーカスレンズ動作について説明する。図９は、微小駆動モードでのフォーカスレンズの動作説明図であり、図９（ａ）は４Ｖ変調動作、図９（ｂ）は２Ｖ変調動作の場合をそれぞれ示している。

図９（ａ）、（ｂ）のそれぞれの上部には、映像信号の垂直同期信号が示されている。各図の中央部のラベルは、撮像素子１０６への映像信号の蓄積と読み出しの様子を表現しており、Ａ〜Ｉのそれぞれの映像が台形となっているのは、ＣＭＯＳにおけるローリングシャッタ制御を表現している。各図の下部には、時間とフォーカスレンズ１０５の位置との関係が示されており、横軸は時間、縦軸はフォーカスレンズ１０５の位置をそれぞれ表している。

まず、図９（ａ）を参照して、４Ｖ変調動作について説明する。図９（ａ）において、ラベルＡの映像信号に対する焦点信号はＥＶ_Ａ、ラベルＣの映像信号に対する焦点信号はＥＶ_Ｃ、ラベルＥの映像信号に対する焦点信号はＥＶ_Ｅである。焦点信号ＥＶ_Ａ、ＥＶ_Ｃ、ＥＶ_Ｅはそれぞれ時刻Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｃ、Ｔ_Ｅのタイミングで、カメラ／ＡＦマイコン１１４に取り込まれる。時刻Ｔ_Ｆでは、焦点信号ＥＶ_Ｃと焦点信号ＥＶ_Ｅとを比較し、焦点信号ＥＶ_Ｅが大きい場合のみ振動中心を移動する。すなわち、「最新の焦点信号＞１つ前の焦点信号」の場合、振動中心を移動する。なお、ここでのフォーカスレンズ１０５の移動は、焦点深度を基準とし、画面で認識できない移動量に設定する。

カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ラベルＤの時刻に撮像素子１０６に蓄積された映像信号に対する焦点信号ＥＶ_Ｄ（不図示）も受信しているが、４Ｖ変調動作においては取り込みを行わない。これは、ラベルＤの映像信号を蓄積している期間は、フォーカスレンズ１０５を次の目標位置に駆動している途中であり、合焦方向を判定するための焦点信号として使用できないためである。

以上のように、４Ｖ変調では、比較評価するための焦点信号は、フォーカスレンズ１０５が目標位置に到達しているときの焦点信号であるため、合焦付近でフォーカスレンズ１０５を微小に動かしているときでも焦点信号の変化を捉えやすい。また、検出した顔や顔以外の被写体を追尾してＡＦをする場合のようにＡＦ枠が画面内を自由に移動するようなシーンでは、画面全体でフォーカスレンズ１０５が目標位置に到達しているときの映像信号となる。このため、ＡＦ枠の位置によりＡＦの合焦性能が低下することはない。一方、ボケている場合など、合焦位置ではなく合焦の方向が分かればよいなどの場合、微小駆動１往復するのに垂直同期信号４回分（４Ｖ）を要する。

続いて、図９（ｂ）を参照して、２Ｖ変調動作について説明する。図９（ｂ）において、ラベルＡの映像信号に対する焦点信号はＥＶ_Ａ、ラベルＢの映像信号に対する焦点信号はＥＶ_Ｂ、ラベルＣの映像信号に対する焦点信号はＥＶ_Ｃである。焦点信号ＥＶ_Ａ、ＥＶ_Ｂ、ＥＶ_Ｃはそれぞれ時刻Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂ、Ｔ_Ｃのタイミングで、カメラ／ＡＦマイコン１１４に取り込まれる。時刻Ｔ_Ｂでは、焦点信号ＥＶ_ＡとＥＶ_Ｂとを比較し、焦点信号ＥＶ_Ａが大きい場合にのみ振動中心を移動する。すなわち、「最新の焦点信号＜１つ前の焦点信号」の場合に振動中心を移動する。なお、４Ｖ変調の場合と同様に、フォーカスレンズ１０５の移動は、焦点深度を基準とし、画面で認識できない移動量に設定する。

ここで、２Ｖ変調動作においては、時刻Ｔ_Ｂで振動中心を移動するか否かを判定するよりも、時刻Ｔ_Ｃで焦点信号ＥＶ_Ｂと焦点信号ＥＶ_Ｃとを比較するほうが、前述の方法よりも適切なように見える。しかしながら、２Ｖ変調時には、駆動振幅が大きくなるほどフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングを図９（ｂ）における時刻Ｔ_Ｃよりも前のタイミング（最大でラベルＤの読み出しが開始される垂直同期信号と同じのタイミング）に早めなければならない。これに関しては、図１０を参照して後述する。従って、２Ｖ変調時に、ａ）の位置を目標位置とするのか、ｂ）の位置を目標位置とするのかを時刻Ｔ_Ｂのタイミングで決定しなければならない。以上のように、ボケている場合など、合焦の方向が分かればよい場合などは、微小駆動１周期に垂直同期信号２回分（２Ｖ）しか要しないため、４Ｖ変調時の半分の時間で方向判定が可能となる。

一方、２Ｖ変調の場合、合焦付近でフォーカスレンズが所定の同一エリア内（所定の幅の範囲内）で往復する場合、４Ｖ変調時と比べて往復の幅が大きくなるため、２Ｖ変調時は同一エリア内であると判定する所定の幅を４Ｖ変調時よりも広い幅に設定する。これは、比較する焦点信号として、４Ｖ変調時よりも１回分古い信号を用いるためである。この結果、４Ｖ変調時よりも２Ｖ変調時の方が合焦位置から離れていることを判定できるタイミングが１回の中心移動分だけ遅く、合焦位置から離れる方向への中心移動が１回多く発生する。同一エリア内での往復は、合焦位置を中心として至近方向と無限方向の両方向に移動するため、前記「所定の幅」は、以下の式（１）により算出することができる。

２Ｖ変調時の所定の幅＝４Ｖ変調時の幅＋２×中心移動量＋α … （１）
２Ｖ変調時は、フォーカスレンズ１０５が駆動中に蓄積した映像信号の焦点評価値を用いることにより、４Ｖ変調時よりも合焦位置検出性能が劣る可能性があるため、αの値で余裕を持った値として設定してもよい。

前述のように、４Ｖ変調時と２Ｖ変調時とでは、カメラ／ＡＦマイコン１１４が焦点信号を取り込む周期と目標位置を設定するタイミングおよび周期とが変わる。加えて、４Ｖ変調時と２Ｖ変調時とでは、「最新の焦点信号」と「１つ前の焦点信号」とを比較する場合の大小関係が反対の関係となる。しかしながら、４Ｖ変調と２Ｖ変調との切り替わり直後の所定期間は、切り替わり前の変調時の焦点信号取り込みタイミングおよび周期と焦点信号の比較方法を継続しなければならない。すなわち、４Ｖ変調から２Ｖ変調に切り替わった直後の２Ｖ（切り替わり時を含む）は、切り替わり直前の４Ｖ変調時にフォーカスレンズ１０５を次の目標位置に駆動している途中の焦点信号を取り込まないようにする。また、焦点信号の比較方法も４Ｖ変調時と同様に「最新の焦点信号＞１つ前の焦点信号」であるか否かを判定する。

一方、２Ｖ変調から４Ｖ変調に切り替わった直後の３Ｖ（切り替わり時を含む）は、切り替わり直前の２Ｖ変調時の焦点信号をＶごとに取り込むようにする。また、焦点信号の比較方法も２Ｖ変調時と同様に「最新の焦点信号＜１つ前の焦点信号」であるか否かを判定する。

以下の説明では、前述したような切り替わり前の変調動作の所定の処理を継続する期間を「過渡期」と定義し、「垂直同期信号２回分」や「垂直同期信号３回分」の判定は、「過渡期カウンタ」をセットしてカウントダウンしていくことにより行われる。

＜微小駆動周期決定処理＞
次に、図３を参照して、図２のステップＳ２０４にて実行される微小駆動周期決定処理について説明する。図３は、微小駆動周期決定処理を示すフローチャートである。図３の各ステップは、主に、カメラ／ＡＦマイコン１１４の指令に基づいて実行される。微小駆動周期決定処理は、微小駆動を、４Ｖ周期の微小駆動（４Ｖ変調）または２Ｖ周期の微小駆動（２Ｖ変調）のいずれに設定するかを決定する処理である。

まず、ステップＳ３０１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」であるか否かを判定する。過渡期カウンタが「０」の場合、ステップＳ３０２に進む。一方、過渡期カウンタが「０」以外の場合、ステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３０２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、顔検出処理回路１１３から顔検出結果が出力されているか、フリッカーを検出しているか、または、同一エリアでの往復回数が閾値ＴＨ２を超えているか否を判定する。前述の条件のうち少なくとも一つが成り立つ場合、ステップＳ３０３に進む。一方、全ての条件が成り立たない場合、ステップＳ３０６に進む。なお本実施形態において、閾値ＴＨ２は、合焦判定の際に用いられる閾値ＴＨ１よりも小さい値に設定される。また本実施形態において、ステップＳ３０２の条件としては、前述の三つの条件が用いられるが、これらに限定されるものではなく、条件の一部の除去、変更、または、追加が任意に可能である。

ステップＳ３０３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在、２Ｖ変調に設定されているか否かを判定する。現在２Ｖ変調に設定されている場合、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、４Ｖ変調に変更する際に前述の過渡期を判定するため、過渡期カウンタに「２」をセットする。続いてステップＳ３０５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、微小駆動周期を４Ｖ周期に変更して、微小駆動周期決定処理を終了する。なお、２Ｖ変調から４Ｖ変調へ変更する場合、後述する微小駆動の動作状態を示すカウンタは、「０」または「２」で開始するように設定される。

ここで、撮像素子１０６に電荷を蓄積するタイミングから開始する理由（微小駆動の動作状態を示すカウンタを「０」または「２」で開始する理由）について説明する。図９を参照して説明したように、２Ｖ変調では、図９（ｂ）中のａ）を目標位置とするのか、ｂ）を目標位置とするのかを時刻Ｔ_Ｂのタイミング（フォーカスレンズ１０５を駆動する前の垂直同期信号のタイミング）で決定する必要がある。一方、４Ｖ変調では、図９（ａ）中のａ）を目標位置とするのか、ｂ）を目標位置とするのかを時刻Ｔ_Ｆのタイミング（フォーカスレンズ１０５を駆動するのと同じ垂直同期信号のタイミング）で決定する。２Ｖ変調から４Ｖ変調に切り替わった場合、仮に、微小駆動の動作状態を示すカウンタを「１」または「３」から開始すると、２Ｖ変調時に決定した目標位置を４Ｖ変調に切り替わったタイミングで設定し直してしまう。このため、変調動作の切り替わりタイミングでフォーカスレンズ１０５が２Ｖ変調時に決めた目標位置に到達しない可能性がある。または、仮に２Ｖ変調時に決めた目標位置にフォーカスレンズ１０５が到達したとしても、すぐに４Ｖ変調時に決めた目標位置に向かって駆動する。このため、２Ｖ変調時に決めた目標位置において撮像素子１０６に電荷を蓄積することができず、所望の焦点評価値を取得できない。従って、２Ｖ変調から４Ｖ変調に切り替える場合、微小駆動の動作状態を示すカウンタは「０」または「２」で開始するように設定する必要がある。

図３のステップＳ３０６において、後述する簡易合焦度が「合焦」以外か否か、パンニングがあるか否か、パンニング終了後所定期間内であるか否か、または、微小駆動の動作状態を示すカウンタが「０」または「２」であるか否かを判定する。この動作は、カメラ／ＡＦマイコン１１４および状態検出回路１１７（パンニング検出手段）により実行される。そしてカメラ／ＡＦマイコン１１４は、状態検出回路１１７によりパンニングが検出された場合、パンニングが検出されている間、および、パンニングが検出されなくなってから所定期間が経過するまで、微小駆動周期を２Ｖ周期（第２の周期）に設定する。

前述の条件のうち少なくとも一つが成り立つ場合、２Ｖ変調を実施する条件が成り立っているため、ステップＳ３０７に進む。一方、前述の全ての条件が成り立たない場合、ステップＳ３０３に進む。なお、ステップＳ３０６にて微小駆動の動作状態を示すカウンタが「０」または「２」であるか否について判定している理由は、カウンタが「１」または「３」であるタイミングで２Ｖ変調に移行すると、焦点信号のつじつまが合わなくなるためである。例えば、カウンタが「１」のときに２Ｖ変調に移行する場合を考える。まず、４Ｖ変調時にカウンタが「０」の場合、後述するステップＳ６０３で無限側の焦点信号を保持する。次のタイミング（カウンタが「１」）で２Ｖ変調に切り替わると、４Ｖ変調時にレンズが駆動していたタイミングの焦点信号を、後述するステップＳ７０４において再度無限側の焦点信号として保持しようとする。このため本実施形態では、微小駆動の動作状態を示すカウンタが「０」または「２」であるか否についても判定する。なお本実施形態において、ステップＳ３０６の条件としては、前述の四つの条件が用いられるが、これらに限定されるものではなく、条件の一部の除去、変更、または、追加が任意に可能である。

ここで、図４を参照して、簡易合焦度について説明する。図４は、簡易合焦度の説明図であり、所定の被写体に対して各フォーカスレンズ位置における焦点信号の変化を示している。

実線４０１で示される焦点信号は、フォーカスレンズ位置が合焦位置に近くなるほど大きくなり、フォーカスレンズ位置が合焦位置から遠ざかるほど小さくなる。本実施形態において、焦点信号は、映像信号を所定のカットオフ周波数以上の高周波成分を通過させる高周波フィルタに通し、通過した高周波成分に基づいた値（ＴＥＰ）である。また、領域４０３〜４０５は、簡易合焦度と呼ばれる合焦の程度（合焦、小ボケ、大ボケ）を表す領域の概念である。簡易合焦度は、前述のＴＥＰを「コントラストの最大値と最小値の差分の最大値（ＭＭＰ）」で割った値として算出される。

図４において、フォーカスレンズ位置に応じたＭＭＰの変化を、点線４０２として示している。点線４０２は、実線４０１で示される焦点信号と比較して、フォーカスレンズ位置に応じた値の増減が少ない。コントラストの最大値と最小値は、被写体が同じである限りボケ状態に応じず略同一であり、被写体による焦点信号の変動をある程度抑えることができる。このため本実施形態では、簡易合焦度（ＴＥＰ／ＭＭＰ）の値が５５％以上である場合は「合焦」、４０％以上である場合は「小ボケ」、４０％未満である場合は「大ボケ」と判定する。ただし、前記の割合（合焦、小ボケ、大ボケの境界に関する簡易合焦度の値）は、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。

図３のステップＳ３０７において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在、４Ｖ変調に設定されているか否かを判定する。現在４Ｖ変調に設定されている場合、ステップＳ３０８に進み、２Ｖ変調に変更する際に過渡期を判定する前述の過渡期カウンタに「３」をセットする。一方、現在２Ｖ変調である場合、２Ｖ変調のまま微小駆動周期決定処理を終了する。ステップＳ３０８にて過渡期カウンタに「３」をセットした後、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９において、微小駆動周期を２Ｖ周期に変更して、微小駆動周期決定処理を終了する。

ステップＳ３１０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタをカウントダウンして、微小駆動周期決定処理を終了する。このように本実施形態では、過渡期カウンタが「０」ではない場合に微小駆動周期の判定をせずに過渡期カウンタのカウントダウンのみを行う。これにより、４Ｖ変調と２Ｖ変調がＶごとに変化することを回避し、焦点信号の取得タイミングや駆動目標位置の設定タイミングの複雑化を防ぐことができる。

以上の処理により、４Ｖ変調動作と２Ｖ変調動作の切り替わり判定を行い、被写体がボケている場合における短時間での方向判定動作と、合焦付近ではより正確な合焦位置の検出とを両立した制御を行うことが可能である。

＜ＢＰＦ帯域判定処理＞
次に、図１１を参照して、焦点信号のデフォーカス特性について説明する。図１１は、焦点信号のデフォーカス特性の説明図である。図１１（ａ）は、フォーカスレンズ１０５の位置に対する焦点信号の一例を示す図である。

被写体を撮影した場合、図１１（ａ）のように焦点が合うに従って、ＡＦ評価値は大きくなり、ＡＦ評価値（レベル）が最大になる点が合焦位置となる。このデフォーカス特性は、映像信号の帯域に対してバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の中心周波数を高くすると合焦付近での山の形状が急峻になり、中心周波数を低くすると合焦付近での山の形状がなだらかになる。またデフォーカス特性において、ＢＰＦの中心周波数を低くすると、山の裾野での傾斜が強調される（傾斜が増加する）。本実施形態では、図１１（ａ）に示されるように、三つの帯域の焦点信号１１０１、１１０２、１１０３に関して考える。

図１１（ａ）において、１１０５を第１のモードにおける大ボケ時の微小駆動の振幅と仮定すると、大ボケ時に最も有効となる低帯域の焦点信号１１０３（ＡＦ評価値）では変化量１１０７が得られる。ここで、カメラのモードを第１のモードよりも焦点深度が浅い第２のモードに変更した場合を考える。以下、第２のモードの焦点深度は第１のモードの焦点深度の半分とする。第２のモードにおける焦点深度は第１のモードの半分となるため、ピント面の移動が映像として見えないようにするには微小駆動の振幅も半分とする必要がある。このとき、低帯域の焦点信号１１０３（ＡＦ評価値）の変化量１１０６として示されるように、方向判定性能が低下する。例えば、図１１（ａ）に示されるような理想的な山形状を描く場合、方向判定性能の低下につながりにくいが、実際は映像のノイズ成分やブレの影響により正しい方向が判定できなくなる可能性が高い。そこで本実施形態では、前述の三つの帯域の焦点信号１１０１、１１０２、１１０３のうち、最も低い帯域（低帯域、第１の周波数帯域）の焦点信号１１０３のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）をさらに低い帯域（超低帯域、第２の周波数帯域）に設定する。これにより、小さい振幅でも第１のモードの際と同じ焦点信号の変化量が得られるようにする。

図１１（ｂ）において、バンドパスフィルタを超低帯域に設定した場合のデフォーカス特性の例を焦点信号１１１１として示す。焦点信号１１１１は、合焦付近での山形状の急峻性は低下しているが、山の裾野での傾斜が増加している。ここで、第１のモード時の振幅１１０５で得られる低帯域の焦点信号１１０３の差分１１０７と、第２のモード時の振幅１１０４で得られる超低帯域の焦点信号１１１１の差分１１１２とを比較すると、略同一の変化量を得られることがわかる。

前述のように、大ボケ時などの場合に山の裾野の傾斜がよりはっきりと出る超低帯域に切り替えることにより、方向判定性能が向上する。また、前述のＢＰＦ帯域の変更は、微小駆動の周期を２Ｖ周期に切り替える条件と簡易合焦度が「合焦」以外の場合という点で、同一条件としている。これは、微小駆動の周期を２Ｖ変調とした場合、フォーカスレンズ１０５が駆動している途中の焦点評価値を取得することと関係している。すなわち、フォーカスレンズ１０５が駆動している途中の映像信号はフォーカスレンズ１０５の駆動ブレがあるため、フォーカスレンズ１０５が停止している場合よりも焦点信号の低帯域側の成分が増加する。そのため、超低帯域でより判定しやすい状況となる。

＜ＢＰＦ帯域判定処理＞
次に、図５を参照して、デフォーカス特性に基づくＢＰＦ帯域判定処理（図２のステップＳ２０２）について説明する。図５は、ＢＰＦ帯域判定処理を示すフローチャートである。図５の各ステップは、主に、カメラ／ＡＦマイコン１１４の指令に基づいて行われる。

まずステップＳ５０１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在の駆動モードが微小駆動モードであり、かつ、顔検出処理回路１１３から顔検出されていないかを判定する。前述の両方の条件が成り立つ場合、ステップＳ５０２に進む。一方、少なくともいずれか一方の条件が成り立たない場合、ステップＳ５０９に進む。

微小駆動モードではない場合（山登り駆動の場合）にＢＰＦ帯域を低帯域に戻す理由は、以下のとおりである。すなわち、山登り駆動の場合、合焦付近までフォーカスレンズ１０５が到達することが前提となる。合焦付近では低帯域の焦点信号も用いて夜景シーンの判定を行う。このため、超低帯域に設定した状態を維持すると、夜景シーンの判定を誤る可能性がある。従って、山登り制御に移行するとＢＰＦ帯域を超低帯域から低帯域に変更する。

また、顔検出している場合にＢＰＦ帯域を低帯域に戻す理由は、顔検出している状態は大ボケ状態ではないと判定できるためである。また、顔検出した場合、微小駆動も４Ｖ変調となるため、フォーカスレンズ１０５の駆動ブレもなく、超低帯域よりも低帯域のほうが適していると考えられるためである。

続いてステップＳ５０２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ズーム位置が所定位置よりもＷｉｄｅ側（広角側）であるか否か、夜景シーンであるか否か、または、高輝度シーンであるか否かを判定する。夜景シーンまたは高輝度シーンであるか否かは、焦点信号に基づいて判定可能である。前述の少なくとも一つの条件が成り立つ場合、ステップＳ５０３に進む。一方、全ての条件が成り立たない場合、ステップＳ５０４に進む。ズーム位置が所定位置よりもＷｉｄｅ側である場合にＢＰＦ帯域を超低域に変更しない理由は、以下のとおりである。すなわち、ズーム位置がＷｉｄｅ付近の場合、画面内に映りこむ被写体が多く、比較的高い周波数成分が多い傾向がある。また、被写界深度も深く、ボケ量も比較的少ないため、ＢＰＦ帯域を超低域に変更することによるメリットを受けにくい。

ステップＳ５０３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号処理回路１１２に対して三種類のＢＰＦ帯域（高域／中域／低域）のうち低域のＢＰＦ帯域を低帯域（第１の周波数帯域）に設定して、ステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５０４において、カメラ／ＡＦマイコン１１４が焦点信号処理回路１１２に対して三種類のＢＰＦ帯域のうち低域のＢＰＦ帯域を既に超低帯域（第２の周波数帯域）に設定している場合、ステップＳ５０５に進む。一方、低域のＢＰＦ帯域を超低帯域に設定していない場合、ステップＳ５０７に進む。

ステップＳ５０５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、図２のＴＶ−ＡＦ制御において再起動判定モードに移行しているか否かを判定する。再起動判定モードに移行している場合、ステップＳ５０６に進む。一方、再起動判定モードに移行していない場合、ステップＳ５１０に進む。本発明形態において、再起動判定モードに移行するまでＢＰＦ帯域を超低帯域から低帯域にもどさない理由は、以下のとおりである。すなわち、微小駆動中に周波数帯域を変更すると、変更後の帯域での焦点信号が出力されるまで時間がかかる。また、変更後の帯域での焦点信号も２回出力されるまで方向判定ができないため、一時的に駆動中心の移動判定ができず、合焦までの時間がのびる可能性がある。

ステップＳ５０６において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号処理回路１１２に対して三種類のＢＰＦ帯域（高域／中域／低域）のうち低域のＢＰＦ帯域を低帯域に設定して、ステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５０７において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ２０１にて取得した焦点信号に基づいて簡易合焦度を算出し、簡易合焦度が「合焦」以外であるか否かを判定する。簡易合焦度が「合焦」以外である場合、ステップＳ５０８に進む。ステップＳ５０８において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号処理回路１１２に対して三種類のＢＰＦ帯域（高域／中域／低域）のうち低域のＢＰＦ帯域を超低帯域（第２の周波数帯域）に設定する。一方、簡易合焦度が「合焦」である場合、ステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５０９において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号処理回路１１２に対して三種類のＢＰＦ帯域（高域／中域／低域）のうち低域のＢＰＦ帯域を低帯域（第１の周波数帯域）に設定して、ステップＳ５１０に進む。

ステップＳ５１０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ５０３、Ｓ５０６、Ｓ５０８、Ｓ５０９にて設定されたＢＰＦ帯域が前回設定されたＢＰＦ帯域と異なる帯域であるか否かを判定する。異なる帯域である場合、ステップＳ５１１に進む。一方、同じ帯域である場合、ＢＰＦ帯域判定処理を終了する。

ステップＳ５１１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過去の焦点信号履歴を初期化して、ＢＰＦ帯域判定処理を終了する。過去の焦点信号履歴を初期化する理由は、周波数帯域を切り替えると次回から出力される焦点信号の周波数帯域が変わり、微小駆動処理において過去の焦点評価値との比較判定ができないためである。

このように焦点信号処理回路１１２は、複数の周波数帯域（高域、中域、低域のＢＰＦ帯域）の成分のそれぞれに対応する複数の焦点信号を生成する。そして制御手段は、前述の所定の条件を満たす場合、複数の周波数帯域のうち最も低い周波数帯域（低域のＢＰＦ帯域）の成分を、第２の周波数帯域（超低帯域）に変更する。

＜４Ｖ変調の詳細フロー＞
次に、図６を参照して、ＴＶ−ＡＦ制御における４Ｖ周期の微小駆動（図２のステップＳ２０９）について説明する。図６は、４Ｖ周期の微小駆動を示すフローチャートである。図６の各ステップは、主に、カメラ／ＡＦマイコン１１４の指令に基づいて行われる。

まずステップＳ６０１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、微小駆動の動作状態を示すカウンタが現在「０」であるかを判定する。現在のカウンタが「０」である場合、ステップＳ６０２に進む。一方、カウンタが「０」でない場合、ステップＳ６０６に進む。

ステップＳ６０２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」であるか否かを判定する。過渡期カウンタが「０」である場合、ステップＳ６０３に進む。一方、過渡期カウンタが「０」でない場合、ステップＳ６０４に進む。

ステップＳ６０３、Ｓ６０４において、フォーカスレンズ１０５が無限側または至近側にある場合の処理として、現在の焦点信号レベルを保持する。ステップＳ６０３で取得する焦点信号は、後述のステップＳ６１６、Ｓ６１７にてフォーカスレンズ１０５が無限側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。一方、ステップＳ６０４にて取得する焦点信号は、後述の２Ｖ変調時のステップＳ７０３、Ｓ７０４にてフォーカスレンズ１０５が至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。続いてステップＳ６０５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、微小駆動の動作状態を示すカウンタが「３」であれば「０」に戻し、その他の値であればカウンタを加算する。

ステップＳ６０６において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在のカウンタが１であるかを判定し、そうである場合はステップＳ６０７へ、そうでない場合はステップＳ６１４へ進む。ステップＳ６０７において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」であるか否かを判定する。過渡期カウンタが「０」である場合、ステップＳ６０９に進む。一方、過渡期カウンタが「０」でない場合、ステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０８において、現在の焦点信号レベルを保持する。ステップＳ６０８にて取得する焦点信号は、後述の２Ｖ変調時のステップＳ７１３、Ｓ７１４にてフォーカスレンズ１０５が無限側または至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。

ステップＳ６０９において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述のステップＳ６１３にてフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅および中心移動振幅を演算する。通常、これらの振幅は、焦点深度内に設定される。続いてステップＳ６１０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」の場合、ステップＳ６０３にて保持した無限側の焦点信号レベルと後述のステップＳ６１６にて保持した至近側の焦点信号レベルとを比較する。前者が大きい場合、ステップＳ６１１に進む。一方、後者が大きい場合、ステップＳ６１２に進む。

一方、過渡期カウンタが「０」ではない場合、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ６０８にて保持した無限側の焦点信号レベルと前述のステップＳ６０４にて保持した至近側の信号レベルとを比較する。前者が大きい場合、ステップＳ６１１に進む。一方、後者が大きい場合、ステップＳ６１２に進む。ステップＳ６１１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、振動振幅と中心移動振幅とを加算し、駆動振幅とする。ステップＳ６１２において、振動振幅を駆動振幅とする。続いてステップＳ６１３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ６１１またはステップＳ６１２にて求めた駆動振幅に基づいて、フォーカスレンズ１０５を無限方向へ駆動する。

ステップＳ６１４において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在のカウンタが「２」であるか否かを判定する。カウンタが「２」である場合、ステップＳ６１５に進む。一方、カウンタが「２」でない場合、ステップＳ６１８に進む。

ステップＳ６１５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」であるか否かを判定する。過渡期カウンタが「０」である場合、ステップＳ６１６に進む。一方、過渡期カウンタが「０」でない場合、ステップＳ６１７に進む。ステップＳ６１６、Ｓ６１７において、フォーカスレンズ１０５が至近側または無限側にある場合の処理として、現在の焦点信号レベルを保持する。ステップＳ６１６にて取得する焦点信号は、前述のステップＳ６０３、Ｓ６０４にてフォーカスレンズ１０５が無限側または至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。一方、ステップＳ６１７にて取得する焦点信号は、後述の２Ｖ変調時のステップＳ７１３、Ｓ７１４にてフォーカスレンズ１０５が無限側または至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。

ステップＳ６１８において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」であるか否かを判定する。過渡期カウンタが「０」である場合、ステップＳ６２０に進む。一方、過渡期カウンタが「０」でない場合、ステップＳ６１９に進む。ステップＳ６１９において、現在の焦点信号レベルを保持する。ステップＳ６１９にて取得する焦点信号は、後述の２Ｖ変調時のステップＳ７０３、Ｓ７０４にてフォーカスレンズ１０５が至近側または無限側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。ステップＳ６２０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述のステップＳ６２４にてフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅および中心移動振幅を演算する。通常、これらの振幅は焦点深度内に設定される。

続いてステップＳ６２１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」の場合、ステップＳ６１６にて保持した至近側の焦点信号レベルと前述のステップＳ６０３にて保持した無限側の焦点信号レベルとを比較する。前者が大きい場合、ステップＳ６２２に進む。一方、後者が大きい場合、ステップＳ６２３に進む。一方、過渡期カウンタが「０」ではない場合、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ６１９にて保持した至近側の焦点信号レベルと前述のステップＳ６１７にて保持した無限側の信号レベルとを比較する。前者が大きい場合、ステップＳ６２２に進む。一方、後者が大きい場合、ステップＳ６２３に進む。

ステップＳ６２２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、振動振幅と中心移動振幅とを加算し、駆動振幅とする。ステップＳ６２３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、振動振幅を駆動振幅とする。続いてステップＳ６２４において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ６２２またはステップＳ６２３にて求めた駆動振幅に基づいて、フォーカスレンズ１０５を無限方向へ駆動する。

＜２Ｖ変調の詳細フロー＞
次に、図７を参照して、ＴＶ−ＡＦ制御における２Ｖ周期の微小駆動（図２のステップＳ２１０）について説明する。図７は、２Ｖ周期の微小駆動を示すフローチャートである。図７の各ステップは、主に、カメラ／ＡＦマイコン１１４の指令に基づいて行われる。

まずステップＳ７０１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、微小駆動の動作状態を示すカウンタが現在「０」または「１」であるかを判定する。カウンタが「０」または「１」である場合、ステップＳ７０２に進む。一方、カウンタが「０」または「１」でない場合（すなわち、カウンタが「２」または「３」である場合）、ステップＳ７１２に進む。

ステップＳ７０２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」であるか否かを判定する。過渡期カウンタが「０」である場合、ステップＳ７０３に進む。一方、過渡期カウンタが「０」でない場合、ステップＳ７０４に進む。ステップＳ７０３、Ｓ７０４において、フォーカスレンズ１０５が至近側または無限側にある場合の処理として、現在の焦点信号レベルを保持する。ステップＳ７０３にて取得する焦点信号は、前回のタイミングにおけるステップＳ７０３、Ｓ７０４にてフォーカスレンズ１０５が至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。一方、ステップＳ７０４にて取得する焦点信号は、前述の４Ｖ変調時のステップＳ６１６、ステップＳ６１７にてフォーカスレンズ１０５が無限側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。

続いてステップＳ７０５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述のステップＳ７０９にてフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅および中心移動振幅を演算する。通常、これらの振幅は焦点深度内に設定される。続いてステップＳ７０６において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」の場合、ステップＳ７０３にて保持した至近側の焦点信号レベルと後述のステップＳ７１３にて保持した無限側の焦点信号レベルとを比較する。無限側の焦点信号レベルが至近側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７０７に進む。一方、至近側の焦点信号レベルが無限側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７０８に進む。一方、過渡期カウンタが「０」ではない場合、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ７０４にて保持した無限側の焦点信号レベルと後述のステップＳ７１４または前述の４Ｖ変調時のステップＳ６１６にて保持した至近側の信号レベルとを比較する。無限側の焦点信号レベルが至近側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７０７に進む。一方、至近側の焦点信号レベルが無限側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７０８に進む。

ステップＳ７０７において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、振動振幅と中心移動振幅とを加算し、駆動振幅とする。ステップＳ７０８において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、振動振幅を駆動振幅とする。続いてステップＳ７０９において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ７０７またはステップＳ７０８にて求めた駆動振幅に基づいて、フォーカスレンズ１０５を無限方向へ駆動する。続いてステップＳ７１０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ７０９にて設定した駆動目標位置に対してフォーカスレンズ１０５を駆動開始するタイミングを求め、ステップＳ７１１に進む。なお、ステップＳ７１０おおよび後述のステップＳ７２０にて求めるフォーカスレンズ１０５の駆動開始タイミングについては、後述する。

ステップＳ７１１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、カウンタをクリアする。すなわちカメラ／ＡＦマイコン１１４は、微小駆動の動作状態を示すカウンタが「０」または「１」である場合、「２」に設定する。一方、カウンタが「２」または「３」である場合、「０」に設定する。

ステップＳ７１２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」であるか否かを判定する。過渡期カウンタが「０」である場合、ステップＳ７１３に進む。一方、過渡期カウンタが「０」でない場合、ステップＳ７１４に進む。ステップＳ７１３、Ｓ７１４において、フォーカスレンズ１０５が無限側または至近側にある場合の処理として、現在の焦点信号レベルを保持する。ステップＳ７１３にて取得する焦点信号は、前回のタイミングにおけるステップＳ７１３、Ｓ７１４にてフォーカスレンズ１０５が無限側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。一方、ステップＳ７１４にて取得する焦点信号は、前述の４Ｖ変調時のステップＳ６０３、Ｓ６０４にてフォーカスレンズ１０５が至近側にあるときに撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成された映像信号によるものである。

続いてステップＳ７１５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、後述のステップＳ７１９にてフォーカスレンズ１０５を駆動するための振動振幅および中心移動振幅を演算する。通常、これらの振幅は焦点深度内に設定される。続いてステップＳ７１６において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、過渡期カウンタが「０」の場合、ステップＳ７１３にて保持した無限側の焦点信号レベルと前述のステップＳ７０３で保持した至近側の焦点信号レベルとを比較する。至近側の焦点信号レベルが無限側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７１７に進む。一方、無限側の焦点信号レベルが至近側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７１８に進む。一方、過渡期カウンタが「０」ではない場合、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ７１４にて保持した至近側の焦点信号レベルと前述のステップＳ７０４または前述の４Ｖ変調時のステップＳ６０３にて保持した無限側の信号レベルとを比較する。至近側の焦点信号レベルが無限側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７１７に進む。一方、無限側の焦点信号レベルが至近側の焦点信号レベルよりも大きい場合、ステップＳ７１８に進む。

ステップＳ７１７において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、振動振幅と中心移動振幅とを加算し、駆動振幅とする。ステップＳ７１８において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、振動振幅を駆動振幅とする。続いてステップＳ７１９において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ７１７またはステップＳ７１８にて求めた駆動振幅に基づいて、フォーカスレンズ１０５を無限方向へ駆動する。続いてステップＳ７２０において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ７１９にて設定した駆動目標位置に対してフォーカスレンズ１０５を駆動開始するタイミングを求め、ステップＳ７１１に進む。

＜２Ｖ変調時の フォーカスレンズ駆動タイミング算出について＞
次に、図１０を参照して、図７のステップＳ７１０、Ｓ７２０にて算出される２Ｖ変調時のフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングについて説明する。図１０は、本実施形態におけるフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングの説明図である。

図１０（ａ）は、基本となる映像信号の蓄積時間（シャッタースピード）、映像読み出し時間、および、振幅でフォーカスレンズを動作させる場合の、所定の垂直同期信号から次の垂直同期信号までの間のフォーカスレンズの駆動タイミングＴ_Ｂａｓｅを示している。図１０（ａ）の基本動作条件としては、以下のように仮定する。

すなわち、所定の垂直同期信号と次の垂直同期信号との時間間隔１００１は１／３０秒、シャッタースピード１００２は１／３０秒、映像信号の読み出し時間１００３は１／３０秒である。また、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅１００４は１０μｍ、フォーカスレンズ１０５を１０μｍ移動させるための駆動時間１００５は４／６００秒である。ただし、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、１／３０秒につき２０回の周期（１／６００秒）でフォーカスレンズ１０５を制御していると仮定し、この周期をフォーカスレンズ制御の最小単位時間とする。

図１０（ａ）において、２Ｖ変調にてラベルＡとラベルＢの両方の映像信号の焦点信号を使用するため、例えばラベルＡの映像信号蓄積時のフォーカスレンズ位置が無限側である場合、ラベルＢの映像信号蓄積時のフォーカスレンズ位置は至近側にある必要がある。しかしながら、ラベルＡの映像信号の全ての蓄積期間を無限側のフォーカスレンズ位置で停止させておくことはできない。そこで、ラベルＡの映像信号の蓄積では、少なくともシャッタースピードの半分以上の時間を駆動中心よりも無限側のレンズ位置で蓄積するように制御することにより、合焦方向の判定が可能となる。

従って、フォーカスレンズ１０５を駆動する場合、映像信号の読み出しが約半分完了したタイミング（読み出し時間１００３の半分のタイミング）で駆動中心を通過するようにフォーカスレンズ１０５を制御する。これにより、ラベルＡの映像信号の蓄積については全てのラインについてシャッタースピードの半分以上の時間を駆動中心よりも無限側のレンズ位置で蓄積することが可能となる。

以上より、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＴ_Ｂａｓｅは、以下のように算出される。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５が振動中心位置を垂直同期信号から１／６０秒後に通過するように制御する必要がある。フォーカスレンズ１０５が振動中心位置、すなわち駆動振幅１００４の半分である５μｍを駆動するには２／６００秒かかるため、垂直同期信号から１／６０秒経過するよりも２／６００秒前でフォーカスレンズ１０５を駆動すればよい。従って、「（１／６０秒）−（２／６００秒）＝８／６００秒」となり、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＴ_Ｂａｓｅは、垂直同期信号から８／６００秒後となる。

次に、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に対してシャッタースピードのみが異なっている一例であり、この場合のフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングをＴ_Ｓｈｔで示している。図１０（ｂ）に示されるシャッタースピード１００６は、１／６０秒である。

図１０（ｂ）において、図１０（ａ）と同様のタイミングで制御した場合、図１０（ａ）の場合よりも蓄積時間が短いため、ラベルＡの下部１／４の領域の映像信号については、シャッタースピードの半分以上の時間を駆動中心よりも至近側のレンズ位置で蓄積する。従って、下部１／４のエリアがＡＦエリアに重なっている場合、所望の焦点信号が出力されない可能性が高い。そこで、蓄積時間が１／６０秒の場合、映像信号の中央ラインの読み出しが完了してから、そのラインに対して次の映像信号の蓄積が開始されるまでの時間Ｔ_Ｇａｐの半分の時間が経過したタイミングで振動中心を通過するようにフォーカスレンズ１０５を制御する。これにより、ラベルＡの映像信号の蓄積については全てのラインについてシャッタースピードの半分以上の時間を振動中心よりも無限側のレンズ位置で蓄積することが可能となる。

以上より、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＴ_Ｓｈｔは、以下のように算出される。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５が振動中心位置を垂直同期信号から３／１２０秒後（１／６０＋１／１２０）に通過するように制御する必要がある。フォーカスレンズ１０５が振動中心位置、すなわち駆動振幅１００４の半分である５μｍを駆動するには２／６００秒かかるため、垂直同期信号から３／１２０秒経過するよりも２／６００秒前でフォーカスレンズ１０５を駆動すればよい。従って、「（３／１２０秒）−（２／６００秒）＝１３／６００秒」となり、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＴ_Ｓｈｔは、垂直同期信号から１３／６００秒後となる。このように、映像信号の蓄積時間が２／６００秒短くなると、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングはＴＢａｓｅに対して１／６００秒遅く動き出し制御を行うように設定する。

次に、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に対して映像信号の読み出し時間のみが異なっている一例であり、この場合のフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングをＴ_Ｒｅａｄで示している。図１０（ｃ）に示される映像信号の読み出し時間１００７は、１／６０秒である。

図１０（ｃ）においても、図１０（ａ）と同様のタイミングで制御した場合、ラベルＢの映像信号について、シャッタースピードの半分以上の時間を駆動中心よりも無限側のレンズ位置で蓄積するようなエリアはない。しかし、映像信号の上部ほど至近側のレンズ位置で蓄積する。従って、ＡＦエリアの上部と下部で焦点信号の傾向が異なり、正しく合焦方向を判定しにくくなる可能性が高い。そこで、読み出し時間が１／６０秒の場合、映像信号の中央ラインの読み出しが完了したタイミングで振動中心を通過するようにフォーカスレンズ１０５を制御する。これにより、ラベルＢの映像信号の上部と下部で焦点信号の傾向に差がなくなり、正しく合焦方向を判定しやすくなる。

以上より、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＴ_Ｒｅａｄは、以下のように算出される。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５が振動中心位置を垂直同期信号から１／１２０秒後に通過するように制御する必要がある。フォーカスレンズ１０５が振動中心位置、すなわち駆動振幅１００４の半分である５μｍを駆動するには２／６００秒かかるため、垂直同期信号から１／１２０秒経過するよりも２／６００秒前でフォーカスレンズ１０５を駆動すればよい。従って、「（１／１２０秒）−（２／６００秒）＝３／６００秒」となり、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＴ_Ｒｅａｄは、垂直同期信号から３／６００秒後となる。このように、映像信号の読み出しが２／６００秒短くなると、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングは、Ｔ_Ｂａｓｅに対して１／６００秒早く動き出し制御を行うように設定する。

次に、図１０（ｄ）は、図１０（ａ）に対してフォーカスレンズ１０５の駆動振幅のみが異なっている一例であり、この場合のフォーカスレンズ１０５の駆動タイミングをＴ_Ａｍｐで示している。図１０（ｄ）に示されるフォーカスレンズ１０５の駆動振幅１００８は、駆動振幅１００４の倍の２０μｍである。

図１０（ｄ）においても、図１０（ａ）と同様のタイミングで制御した場合、駆動振幅が大きいため、ラベルＢの映像信号の上部について、シャッタースピードの半分以上の時間を振動中心よりも無限側のレンズ位置で蓄積する。従って、上部のエリアがＡＦエリアに重なっている場合、所望の焦点信号が出力されない可能性が高い。そこで、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅１００８が２０μｍの場合、映像信号やＡＦエリアに対する読み出しが約半分完了したタイミングで振動中心を通過するようにフォーカスレンズ１０５を制御する。これにより、ラベルＢの映像信号の蓄積については全てのラインについてシャッタースピードの半分以上の時間を振動中心よりも至近側のレンズ位置で蓄積することが可能となる。

以上より、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングＴ_Ａｍｐは、以下のように算出される。カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５が駆動振幅１００８の振動中心位置を垂直同期信号から１／６０秒後に通過するように制御する必要がある。フォーカスレンズ１０５が振動中心位置、すなわち駆動振幅１００８の半分である１０μｍを駆動するには４／６００秒かかるため、垂直同期信号から１／６０秒経過するよりも４／６００秒前でフォーカスレンズ１０５を駆動すればよい。従って、「（１／６０秒）−（４／６００秒）＝６／６００秒」となり、フォーカスレンズ駆動タイミングＴ_Ａｍｐは、垂直同期信号から６／６００秒後となる。このように、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を２／６００秒で駆動できる量だけ増加させると、フォーカスレンズ１０５の駆動タイミングは、Ｔ_Ｂａｓｅに対して１／６００秒早く動き出し制御を行うように設定する。

このように、好ましくは、微小駆動周期が第２の周期（２Ｖ周期）である場合、フォーカスレンズの駆動タイミングを、像信号の読み出し時間、像信号の電荷蓄積時間、および、フォーカスレンズの駆動量のうち少なくとも一つに応じて変更する。

＜山登り駆動制御について＞
次に、図８を参照して、ＴＶ−ＡＦ制御における山登り駆動制御（山登り駆動モード、サーチ駆動モード）について説明する。図８は、山登り駆動制御（図２のステップＳ２２５）の動作を示すフローチャートである。図８の各ステップは、主に、カメラ／ＡＦマイコン１１４の指令に基づいて実行される。

まずステップＳ８０１において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、フォーカスレンズ１０５の駆動速度を設定する。続いてステップＳ８０２において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、現在の焦点信号レベルが前回の焦点信号レベルよりも増加しているか否かを判定する。現在の焦点信号レベルが前回の焦点信号レベルよりも増加している場合、ステップＳ８０３に進む。一方、現在の焦点信号レベルが前記の焦点信号レベルよりも増加していない場合、ステップＳ８０４に進む。ステップＳ８０３において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ８０１にて設定された速度に基づいて、フォーカスレンズ１０５を前回と同じ方向に山登り駆動する。

ステップＳ８０４において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、焦点信号レベルがピークを超えたか否か（ピークを超えて減少しているか否か）を判定する。焦点信号レベルがピークを超えた場合、ステップＳ８０５に進む。一方、焦点信号レベルがピークを超えていない場合、ステップＳ８０６に進む。ステップＳ８０５において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ピーク位置を発見したと判定する。ステップＳ８０６において、カメラ／ＡＦマイコン１１４は、ステップＳ８０１にて設定された速度に基づいて、フォーカスレンズ１０５を前回と逆の方向に山登り駆動する。なお、山登り駆動モードでステップＳ８０６を繰り返している場合、被写体の焦点信号の変化量が十分に得られないためにフォーカスレンズ１０５がハンチング状態にあることを意味する。

このように本実施形態において、制御手段（カメラ／ＡＦマイコン１１４）は、合焦制御（フォーカス制御）の際に、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に往復移動させる微小駆動（ウォブリング）を行う。また制御手段は、微小駆動の際に、往復移動の周期（微小駆動周期またはウォブリング周期）および所定の周波数帯域（ＢＰＦ帯域）のそれぞれを、焦点状態または撮影状態に応じて変更する。ここで焦点状態とは、合焦状態、合焦近傍状態、または、非合焦状態（小ボケ状態または大ボケ状態）などである。撮影状態とは、撮像装置がパンニング状態であるなどの撮像装置の状態である。

好ましくは、制御手段は、微小駆動の際に、焦点状態が合焦近傍状態ではない場合、往復移動の周期および所定の周波数帯域のそれぞれを変更する。より好ましくは、制御手段は、微小駆動の際に、焦点状態が合焦近傍状態ではない場合、往復移動の周期を短くし、かつ、所定の周波数帯域を低くする。

好ましくは、制御手段は、第１の周期（４Ｖ周期）かつ第１の周波数帯域（低帯域のＢＰＦ帯域）の成分で焦点信号を生成している状態で合焦近傍状態ではないと判定した場合、第２の周期（２Ｖ周期）かつ第２の周波数帯域（超低帯域のＢＰＦ帯域）に変更する。より好ましくは、第２の周期は、第１の周期よりも短い。また好ましくは、第２の周波数帯域は、第１の周波数帯域よりも低い。また好ましくは、制御手段は、第２の周期で微小駆動を行っている状態において焦点状態が合焦近傍状態であると判定した場合、往復移動の周期を第２の周期から第１の周期に変更する。また好ましくは、制御手段は、第２の周波数帯域の成分を用いて焦点信号を生成している状態において焦点状態が合焦近傍状態（例えば、図４の領域４０３の範囲内）であると判定した場合、所定の周波数帯域を第２の周波数帯域から第１の周波数帯域に変更する。

好ましくは、制御手段は、合焦制御の際に、フォーカスレンズを光軸方向の一方向に移動させながら焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動（山登り駆動）を行う。そして制御手段は、微小駆動を行っており、かつ第２の周波数帯域の成分を用いて焦点信号を生成している状態において、微小駆動からサーチ駆動に変更した場合、所定の周波数帯域を第２の周波数帯域から第１の周波数帯域に変更する。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。

本実施形態によれば、大ボケ時でも方向判定性能が向上し、方向判定時間の短縮に伴い合焦までに要する時間が短縮することで、ボケている状態の映像が長い時間記録されることを軽減することが可能となる。本実施形態は、特に、焦点深度の浅いレンズや撮像装置またはモードに対して効果的である。このため本実施形態によれば、高速な合焦制御が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。

１１２ 焦点信号処理回路（焦点信号生成手段）
１１４ カメラ／ＡＦマイコン（制御手段）

Claims (17)

1. 像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行う制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記合焦制御の際に、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行い、前記微小駆動の際に、焦点状態が合焦近傍状態ではないと判定した場合、前記往復移動の周期として第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とする制御装置。
2. 前記微小駆動では、前記フォーカスレンズの光軸方向の往復移動をする際の振動中心を、焦点信号に基づいて移動することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記像信号から前記所定の周波数帯域の成分を抽出するバンドパスフィルタを更に有し、
   前記焦点信号は、前記バンドパスフィルタにより抽出された前記所定の周波数帯域の成分を用いて生成され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. 前記制御手段は、前記第２の周期で前記微小駆動を行っている状態において前記焦点状態が前記合焦近傍状態であると判定した場合、前記往復移動の周期を前記第２の周期から前記第１の周期に変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行う制御手段と、
   パンニング検出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記合焦制御の際に、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行い、前記微小駆動の際に、前記パンニング検出手段によりパンニングが検出されなかった場合、前記往復移動の周期を第１の周期に設定し、前記パンニング検出手段によりパンニングが検出された場合、該パンニングが検出されている間、および、該パンニングが検出されなくなってから所定期間が経過するまで、前記往復移動の周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とする制御装置。
6. 複数の周波数帯域の成分のそれぞれに対応する複数の焦点信号を生成する焦点信号生成手段と、
   前記複数の周波数帯域のうち最も低い周波数帯域の成分を、前記第２の周波数帯域に変更する変更手段とを有することを変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記制御手段は、前記像信号の各水平ラインにおけるコントラスト値の最大値に対する前記焦点信号の最大値の割合が所定の割合以上であること、または、前記焦点信号が前記最大値となる位置を前記フォーカスレンズが所定の範囲内で往復する回数が所定の回数以上であることの少なくとも一方を満たす場合、前記焦点状態が前記合焦近傍状態であると判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記制御手段は、前記往復移動の周期に応じて前記所定の範囲を変更することを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
9. 前記制御手段は、前記往復移動の周期が前記第１の周期である場合、前記所定の範囲として第１の範囲に設定し、前記往復移動の周期が前記第２の周期である場合、前記所定の範囲として前記第１の範囲よりも広い第２の範囲に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. 前記制御手段は、前記往復移動の周期が前記第２の周期である場合、前記フォーカスレンズの駆動タイミングを、前記像信号の読み出し時間、前記像信号の電荷蓄積時間、および、前記フォーカスレンズの駆動量のうち少なくとも一つに応じて設定することを特徴とする請求項１乃至９に記載の制御装置。
11. フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像データを出力する撮像素子と、
    前記画像データに対応する像信号のうち所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行う制御手段と、を有し、
    前記制御手段は、前記合焦制御の際に、前記フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行い、前記微小駆動の際に、焦点状態が合焦近傍状態ではないと判定した場合、前記往復移動の周期として第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とする撮像装置。
12. フォーカスレンズを含む撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像データを出力する撮像素子と、
    前記画像データに対応する像信号のうち所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行う制御手段と、
    パンニング検出手段とを有し、
    前記制御手段は、前記合焦制御の際に、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行い、前記微小駆動の際に、前記パンニング検出手段によりパンニングが検出されなかった場合、前記往復移動の周期を第１の周期に設定し、前記パンニング検出手段によりパンニングが検出された場合、該パンニングが検出されている間、および、該パンニングが検出されなくなってから所定期間が経過するまで、前記往復移動の周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とする撮像装置。
13. 像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行うステップと、を有し、
    前記合焦制御を行うステップは、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行うステップを含み、前記微小駆動を行うステップにおいて、焦点状態が合焦近傍状態ではないと判定した場合、前記往復移動の周期として第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とする制御方法。
14. 像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行うステップと、
    パンニング検出ステップとを有し、
    前記合焦制御を行うステップは、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行うステップを含み、前記微小駆動を行うステップにおいて、前記パンニング検出ステップによりパンニングが検出されなかった場合、前記往復移動の周期を第１の周期に設定し、前記パンニング検出ステップによりパンニングが検出された場合、該パンニングが検出されている間、および、該パンニングが検出されなくなってから所定期間が経過するまで、前記往復移動の周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とする制御方法。
15. 像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行うステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記合焦制御を行うステップは、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行うステップを含み、前記微小駆動を行うステップにおいて、焦点状態が合焦近傍状態ではないと判定した場合、前記往復移動の周期として第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とするプログラム。
16. 像信号の所定の周波数帯域の成分を用いて生成された焦点信号に基づいて合焦制御を行うステップと、
    パンニング検出ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記合焦制御を行うステップは、フォーカスレンズを光軸方向に往復移動させる微小駆動を行うステップを含み、前記微小駆動を行うステップにおいて、前記パンニング検出ステップによりパンニングが検出されなかった場合、前記往復移動の周期を第１の周期に設定し、前記パンニング検出ステップによりパンニングが検出された場合、該パンニングが検出されている間、および、該パンニングが検出されなくなってから所定期間が経過するまで、前記往復移動の周期を前記第１の周期よりも短い第２の周期に設定し、かつ前記所定の周波数帯域を第１の周波数帯域よりも低い第２の周波数帯域に設定し、前記第２の周波数帯域の成分を用いて生成された前記焦点信号に基づいて前記微小駆動を行ってから、前記フォーカスレンズを前記光軸方向の一方向に移動させながら前記焦点信号が最大となる位置を探索するサーチ駆動に変更したことに応じて、前記所定の周波数帯域を前記第２の周波数帯域から前記第１の周波数帯域に変更することを特徴とするプログラム。
17. 請求項１５または１６に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
    

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