JP7689436B2 - フォーカス制御装置、フォーカス制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、フォーカス制御装置、フォーカス制御方法およびプログラムに関する。

デジタルカメラには、画面上の所定の領域に自動的に合焦するようにフォーカス制御を行うオートフォーカス（以下、ＡＦ）の機能を有している。ＡＦの合焦対象となる領域の選択には、各種の手法が用いられている。関連する技術として、特許文献１および２の技術が提案されている。特許文献１の技術では、ＡＦからＭＦ（マニュアルフォーカス）に切り替えられたときに、ＡＦで設定された領域の中に小さい複数の領域が設定される。そして、ＭＦからＡＦに切り替えられたときに、ＭＦで設定された複数の領域のうち合焦状態と判定されたＡＦの領域が設定される。特許文献２の技術は、マニュアル操作でフォーカス制御を行い、被写体にベストピントが合った場合に、合焦した範囲を複数の領域に分割し、分割した領域からＡＦ枠の位置を自動で設定する。

特開２０１６－２０６３５２号公報 特開２０１０－９７１６７号公報

特許文献１の技術では、被写体に設定されたＡＦの領域の中にＭＦ操作に基づく領域が設定される。合焦対象の被写体がＭＦ操作の前のＡＦの領域の外側にある場合、合焦対象の被写体に対してＡＦ制御を行うことができないため、ユーザが意図した被写体に合焦させることができない。特許文献２の技術では、ＭＦ操作を行った後に、ＡＦ位置が設定される。このため、ユーザは、様々なシーンで、狙った被写体を合焦させるためのＭＦ操作を行うことが毎回の撮影で必要になり、ユーザに高い熟練度が求められる。その結果、ユーザが意図した被写体に合焦させることができないことがある。かかる問題は、デジタルカメラ等の撮像装置以外の任意のフォーカスを制御する装置に生じ得るものである。

そこで、本発明は、ユーザが意図した被写体に合焦されなくなることを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のフォーカス制御装置は、撮像素子から出力された第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を算出する焦点検出手段と、前記デフォーカス量を用いて自動で前記フォーカスレンズの位置を制御するオートフォーカスと、ユーザの操作入力に応じてフォーカスレンズの位置を制御するマニュアルフォーカスとの何れかで焦点調節を行う焦点調節手段と、前記オートフォーカスにおいて画面の中央付近のＡＦエリアの被写体であり至近側の被写体を優先してピントを合わせるように焦点調節をする第１の焦点調節処理と、前記オートフォーカスから前記マニュアルフォーカスに切り替えられた後に、前記マニュアルフォーカスから前記オートフォーカスに切り替えられた際に、前記マニュアルフォーカスにおいて合焦している被写体が別の被写体へ切り替わった状態で、前記マニュアルフォーカスからオートフォーカスに切り替えられた場合に、切り替え後のオートフォーカスにおいて、前記マニュアルフォーカスで合焦した別の被写体にピントを合わせ続けるように焦点調節をする第２の焦点調節処理と、を制御する制御手段と、を備え、前記第２の焦点調節処理では、前記マニュアルフォーカスで合焦した別の被写体を判定する際、合焦しているか、または合焦状態に近い被写体が存在するか否かを、ＡＦエリア内に所定深度内の前記焦点検出手段による検出結果があるか否かによって判定し、前記所定深度は、前記オートフォーカスにおいて合焦していると判定する深度よりも深い。

本発明によれば、ユーザが意図した被写体に合焦されなくなることを抑制できる。

撮像装置の構成の一例を示す図である。 各測距対象エリアの一例を示す図である。 フォーカス制御の全体の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 初期化監視処理の一例を示すフローチャートである。 フォーカスモード選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ＭＦ処理の流れの一例を示すフローチャートである。 フォーカスレンズの位置関係および各種の画面例を示す図である。 ＭＦ制御モードからＡＦ制御モードに切り替えが行われた直後に、測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードを設定する処理の一例を示すフローチャートである。 ＡＦ処理の状態遷移の一例を示す図である。 ＡＦ制御モードに応じたＡＦ処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１０に続くフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施形態に記載されている構成によって限定されることはない。

図１は、本実施形態の撮像装置１００の構成の一例を示す図である。撮像装置１００は、例えば、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置である。撮像装置１００は、フォーカス制御を行うフォーカス制御装置に対応する。フォーカス制御装置としては、例えば、スマートフォンやタブレット端末等の電子機器であってもよい。また、撮像装置１００が通信機能を有している場合、フォーカス制御装置としての機能は外部サーバ（情報処理装置）が果たし、外部サーバと撮像装置１００とが無線通信を行うことにより、本実施形態の制御が実現されてもよい。

撮像装置１００は、被写体からの光を結像するための撮像光学系を有する。図１の例では、撮像光学系は、第１群レンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２群レンズ１０４およびフォーカスレンズ１０５（フォーカスコンペンセータレンズ）により構成される。第１群レンズ１０１および第２群レンズ１０４は固定のレンズである。変倍レンズ１０２は、光軸方向に移動して変倍動作を行う。フォーカスレンズ１０５は、変倍動作に伴う焦点面の移動を補正する機能および焦点調節の機能を有する。絞り１０３は、所定の絞り機能を有する。撮像光学系は、さらに不図示のフォーカスリングを含み、手動によるフォーカスリングの操作量に応じてフォーカスレンズ１０５が光軸方向に移動する。

撮像素子１０６は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子である。撮像素子１０６には撮像光学系を通過した光が結像する。撮像素子１０６は、結像した光を光電変換して、電気信号を出力する。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７は、撮像素子１０６が出力した電気信号をサンプリングするとともにゲインを調整する。カメラ信号処理回路１０８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの出力信号に対して、画像処理を施して、撮像信号（画像）を生成する。モニタ装置１０９はＬＣＤ等のディスプレイであり、カメラ信号処理回路１０８からの画像を表示する。また、モニタ装置１０９は、撮像信号とともに、撮像装置１００の撮影モードに関する情報や、設定された焦点検出領域の目安となるＡＦ測距枠等の情報を表示する。記録装置１１０は、カメラ信号処理回路１０８が出力した画像を磁気テープや光ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体に記録する。

ズームレンズ駆動源１１１は、変倍動作のために変倍レンズ１０２を光軸方向に移動させるための駆動源である。フォーカスレンズ駆動源１１２は、焦点調節のためにフォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させるための駆動源である。ズームレンズ駆動源１１１およびフォーカスレンズ駆動源１１２は、ステッピングモータやＤＣモータ、振動型モータ、ボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。

位相差ＡＦ用ゲート１１３は、測距領域設定部１１８で設定された画素のうち位相差ＡＦ方式により検出された、ＡＦ枠内の焦点検出領域に対応する第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号を通すゲートである。位相差ＡＦ信号処理部１１４は、位相差ＡＦ用ゲート１１３を通過した２つの焦点検出信号に基づき相関演算を行い、それぞれの焦点検出領域ごとに像ずれ量を算出する。算出された像ずれ量は、カメラマイコン１１５の合焦位置検出部１１９に出力される。カメラマイコン１１５は、合焦位置検出部１１９、合焦判定部１２０、フォーカス制御部１２１およびズーム制御部１２２を含む。

合焦位置検出部１１９は、位相差ＡＦ方式の焦点検出方法を用いて、位相差ＡＦ信号処理部１１４が算出した像ずれ量に基づき、撮像素子１０６の撮像面上での現在のフォーカス位置と合焦位置とのずれ量（デフォーカス量）を算出する。合焦位置検出部１１９は、算出したデフォーカス量をフォーカス制御部１２１に送信する。また、合焦位置検出部１１９は、算出したデフォーカス量をフォーカスレンズ１０５の駆動量に変換し、合焦判定部１２０に送信する。合焦判定部１２０は、フォーカスレンズ１０５の駆動量の情報をフォーカス制御部１２１に送信する。フォーカス制御部１２１は、受信した駆動量の情報に基づき、フォーカスレンズ駆動源１１２を制御して、フォーカスレンズ１０５を駆動させることで、自動で焦点調節を行うＡＦ制御を実行する。

ＴＶ－ＡＦ用ゲート１１６およびＴＶ－ＡＦ信号処理部１１７は、位相差ＡＦ方式以外のＡＦ方式として採用しているＴＶ－ＡＦ方式を実現するために設けられている。ＴＶ－ＡＦ用ゲート１１６は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの全画素の出力信号のうち、ＴＶ－ＡＦによる焦点検出に用いられる領域の信号のみを、ＴＶ－ＡＦ信号処理部１１７に供給する。ＴＶ－ＡＦ信号処理部１１７は、ＴＶ－ＡＦ用ゲート１１６から供給されるＴＶ－ＡＦ焦点領域中（本実施形態ではＡＦ枠内）の画像信号に対して、フィルタを用いた特定周波数成分の抽出等の手法を適用する。そして、ＴＶ－ＡＦ信号処理部１１７は、画像の鮮鋭度（コントラストの程度）が合焦位置で最も高くなるようなＴＶ－ＡＦ評価値を生成する。生成されたＴＶ－ＡＦ評価値は、合焦判定部１２０に送信される。また、生成されたＴＶ－ＡＦ評価値は、フォーカス制御部１２１に送信される。フォーカス制御部１２１は、受信したＴＶ－ＡＦ評価値に基づき、フォーカスレンズ駆動源１１２を制御してフォーカスレンズ１０５を駆動させるこことで、ＴＶ－ＡＦ方式によるＡＦ制御を行う。

測距領域設定部１１８は、撮像素子１０６の全画素のうち、位相差ＡＦ用ゲート１１３に入力する第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号を読み出す画素群の設定を行う。測距領域設定部１１８は、何れの領域を位相差ＡＦ用として読み出すかを任意に指定できる。メモリ１２３は、カメラマイコン１１５のフォーカス制御部１２１が実行するプログラムや任意の情報を記憶する。フォーカス制御部１２１を含むカメラマイコン１１５は、例えば、ＣＰＵにより実現される。カメラマイコン１１５のＣＰＵがメモリ１２３に記憶されているプログラムを実行することにより、本実施形態の制御が実現される。カメラマイコン１１５は、所定のプログラミング回路により実現されてもよい。カメラマイコン１１５またはフォーカス制御部１２１は、フォーカス制御装置に対応する。

本実施形態では、自動で焦点調節を行うＡＦ（オートフォーカス）とユーザが手動で焦点調節をＭＦ（マニュアルフォーカス）との２つのフォーカス制御のモードの切り替えを行うことが可能である。カメラマイコン１１５のフォーカス制御部１２１は、ユーザ操作に基づき、ＡＦモードとＭＦモードとを交互に切り替えることができる。

次に、測距領域設定部１１８が行う測距領域の設定方法について説明する。本実施形態では、フォーカス制御部１２１は、ユーザ操作に基づき、以下の２つの測距対象ＡＦエリアのうち何れかを設定する。
・第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）
・第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）
第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）が設定されている場合、撮像装置１００は、画面中央付近の被写体に対してＡＦを行う。第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）が設定されている場合、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）よりも外側の範囲を含む広いエリアの被写体に対してもＡＦを行う。基本的に、撮影対象の主被写体は画面の中央付近に存在している確率が高い。このため、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）は、画面周辺の領域（画面中央付近以外の領域）の被写体を排除するために設定されるエリアである。一方、主被写体は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の外側に存在する場合もある。第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の外側に位置する被写体に対してもＡＦを行うためのエリアである。つまり、第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）を拡大したエリアである。

図２は、各測距対象エリアの一例を示す図である。図２（ａ）は、カメラ信号処理回路１０８から取得した撮像信号である撮像画像２００に対する最大の測距領域２０１を示す図である。測距領域２０１は、格子状に複数の測距領域に分割される。以下の各測距対象ＡＦエリアも、格子状に複数の測距領域に分割される。図２（ｂ）は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）２０２を示す図である。図２（ｃ）は、第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）２０３を示す図である。第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）２０２は、画面の中央付近に配置されるエリアである。第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）２０３は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）２０２の外側のエリアも測距対象エリアとして含む。図２（ｄ）は、第３の測距対象ＡＦエリア（Ｃａｔｃｈ）２０４を示す図である。第３の測距対象ＡＦエリア（Ｃａｔｃｈ）２０４は、ＡＦ開始時、または、新しい被写体を監視するための測距対象ＡＦエリアである。第３の測距対象ＡＦエリア（Ｃａｔｃｈ）２０４は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）２０２が選択されているときに、補助的に使用されるＡＦエリアである。

撮像装置１００は、最大の測距領域２０１に対して、被写体の状態やＡＦの状態に応じで、各測距対象ＡＦエリア２０２～２０４のうち何れかに変更することができる。これにより、ユーザが狙った被写体に対して合焦した状態を維持するように制御することが可能になる。ＡＦ制御時には、フォーカス制御部１２１は、各測距対象エリア２０２～２０４から得られる複数の測距結果のうち、少なくとも１つ以上の測距結果を使用して、フォーカスレンズ駆動源１１２に対して駆動命令を与える。

次に、ＡＦ制御モードについて説明する。撮像装置１００は、以下の２つのＡＦ制御モードを有している。撮像装置１００は、以下の２つのＡＦ制御モードから、ＡＦ中のＡＦ制御モードを任意に選択可能である。
・第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）
・第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）
第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）が設定されている場合、撮像装置１００は、画面の中央付近のエリアを優先してＡＦ制御（中央優先ＡＦ制御）を行う。第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）が設定されている場合、至近の被写体に対してＡＦ制御がされる。第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）が設定されている場合、フォーカス制御部１２１は、画面中央の第３の測距対象ＡＦエリア（Ｃａｔｃｈ）２０４に存在する被写体を測距結果に基づき検出するとともに、測距結果に応じて合焦動作を行う。一度、検出された被写体が画面内を移動した場合、フォーカス制御部１２１は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）２０２の範囲内までは、検出された被写体に対するＡＦ制御を継続させる。これにより、被写体の自動追尾が行われる。

フォーカス制御部１２１は、画面の中央付近の第３の測距対象ＡＦエリア（Ｃａｔｃｈ）２０４に、現在のフォーカスレンズ位置よりも至近側の測距結果が検出された場合、新しい主被写体が現れたことを検出する。フォーカス制御部１２１は、第３の測距対象ＡＦエリア（Ｃａｔｃｈ）２０４から検出された被写体についての測距結果に応じて、合焦制御を行う。

フォーカス制御部１２１は、第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）が設定されている場合、中央の至近側に表れた被写体に次々と合焦させるため、様々なシーンにおいて、合焦動作が可能な汎用性の高いＡＦ制御を行う。汎用性の高いＡＦ制御は、ＡＦ制御の対象領域の割合を画面に対してある程度限定した範囲内から合焦する領域を選択するＡＦ制御である。これにより、画面の外周部分に位置する対象物（例えば、壁や地面等）に対して、誤ってＡＦ制御が行われることが抑制される。

第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）が設定されている場合、フォーカス制御部１２１は、合焦を優先するＡＦ制御（合焦優先ＡＦ制御）を行う。この場合、フォーカス制御部１２１は、現在のフォーカスレンズ１０５の位置において合焦しているか、または合焦状態に近い被写体を測距結果から判定し、測距結果に応じて合焦動作を行う。第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）が設定されている場合、フォーカス制御部１２１は、新しい被写体が第３の測距対象ＡＦエリア（Ｃａｔｃｈ）２０４に現れたとしても、ＡＦの対象の被写体を変更しない。この点は、第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）とは異なる。

従って、第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）では、フォーカス制御部１２１は、新たな被写体が現れたとしても、被写体の切り替えを行わないため、ユーザが狙った被写体にのみ合焦動作を行う。つまり、第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）は、ユーザが意図する被写体にのみ合焦動作を行う専用性の高いＡＦ制御である。第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）の設定と第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）の設定とは排他的な関係にある。ただし、第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）において、合焦付近の被写体がなくなった場合や特定条件に合致した場合等において、第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）から第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）に遷移する。

次に、ＡＦ制御モードと測距対象ＡＦエリアとの関係について説明する。撮像装置１００は、通常時は、第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）で動作する。フォーカス制御部１２１は、ユーザによりＡＦからＭＦに切り替える操作が行われたとき、ＡＦ制御モードからＭＦ制御モードに切り替える。ＡＦからＭＦに切り替える操作としては、例えば、ユーザによるフォーカスリング操作がある。フォーカス制御部１２１は、フォーカスリング操作が継続している場合にはＭＦ制御モードを維持し、フォーカスリング操作が終了したときにＭＦ制御モードからＡＦ制御モードへ切り替える。フォーカス制御部１２１は、撮像装置１００がＭＦ制御モードからＡＦ制御モードに切り替わる際、被写体の位置を特定するとともに、ＡＦ制御モードおよび測距対象ＡＦエリアを決定する。

ユーザがフォーカスリング操作をすると、ＡＦ制御モードからＭＦ制御モードに切り替わる。このとき、ユーザは、ＡＦ制御モードで自動的に特定された主被写体に対しての変更要求の操作を撮像装置１００に対して行ったことになる。そこで、ＭＦ制御モードからＡＦ制御モードに切り替わるタイミングで、ＭＦ制御でユーザが狙った被写体を特定するために、フォーカス制御部１２１は、以下の判定を行う。
（１）ＡＦ制御モードが、第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）であるか、または第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）であるかの判定
（２）測距対象ＡＦエリアが、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）であるか、または第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）であるかの判定
上記の（１）は、光軸方向（Ｚ軸）に対する判定である。ユーザが狙った被写体以外に合焦させない場合には、第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）は第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に変更される。上記の（２）は、光軸方向（Ｚ方向）と直行するＸＹ方向（画面内の縦および横の移動）に関する判定である。ユーザ操作をトリガとして、ユーザが狙った被写体が中央以外に存在する場合には、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）は第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）に変更される。

次に、フォーカス制御について説明する。以下のフォーカス制御の処理は、基本的に、カメラマイコン１１５のフォーカス制御部１２１が所定のプログラムを実行することにより実現される。図３は、フォーカス制御の全体の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３のフローチャートの処理は、例えば、撮像素子１０６からの撮像信号（画像）の読み出し周期にて繰り返し実行される。Ｓ３０１で、フォーカス制御部１２１は、フォーカスモード選択処理を実行する。フォーカスモード選択処理では、ＡＦ制御モードとＭＦ制御モードとの何れに設定するかが判定される。フォーカスモード選択処理の詳細は、後述する。

Ｓ３０２で、フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０１で選択されたフォーカスモードが、ＡＦ制御モードであるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０２でＹｅｓと判定した場合（ＡＦ制御モードが選択されている場合）、処理をＳ３０３に進める。Ｓ３０３で、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ操作終了直後であるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、直前に読み出された撮像信号（画像）のモードがＭＦ制御モードであり、現在のモード（１周期後のモード）がＡＦ制御モードである場合、ＭＦ操作直後であると判定する。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０３でＹｅｓと判定した場合（ＭＦ操作直後である場合）、処理をＳ３０４に進める。Ｓ３０４で、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ操作直後である場合に応じた測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードを設定する。このとき、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアとして、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）または第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）の何れかを設定する。また、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードとして、第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）または第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）の何れかを設定する。

Ｓ３０５で、フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０４で設定された設定内容に応じたＡＦ処理を行う。詳細は後述する。Ｓ３０６で、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードの初期化を監視する処理（初期化監視処理）を行う。このとき、フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０４で設定された測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードの初期化条件を監視して、初期化フラグのＯＮ／ＯＦＦを設定する処理を行う。詳細は、後述する。

Ｓ３０７で、フォーカス制御部１２１は、初期化フラグがＯＮであるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０７でＹｅｓと判定した場合（初期化フラグがＯＮである場合）、処理をＳ３０８に進める。一方、フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０７でＮｏと判定した場合（初期化フラグがＯＦＦである場合）、図３のフォーカス制御処理を終了させる。Ｓ３０８で、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアを、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）に戻す。Ｓ３０９で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードを第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）に戻す。そして、フォーカス制御部１２１は、図３のフォーカス制御処理を終了させる。

本実施形態のフォーカス操作としては、ＡＦ操作がされた後に、ＭＦ操作がされ、再度ＡＦ操作がされた場合が想定される。ＭＦ操作がされる前に行われたＡＦ操作によるＡＦの設定（第１の設定）は、測距対象ＡＦエリアが第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）であり、ＡＦ制御モードが第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）である。ＭＦ操作がされた後に行われたＡＦ操作によるＡＦの設定（第２の設定）は、第１の設定とは異なる設定になることがある。詳細は、後述する。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０３でＮｏと判定した場合（ＭＦ操作直後でない場合）、処理をＳ３１０に進める。Ｓ３１０で、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ操作直後でない場合に応じた測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードを設定し、設定内容に応じたＡＦ処理を行う。このとき、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアとして第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）を設定し、ＡＦ制御モードとして第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）を設定する。そして、フォーカス制御部１２１は、図３のフォーカス制御処理を終了させる。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ３０２でＮｏと判定した場合（ＭＦ制御モードが選択されている場合）、処理をＳ３１１に進める。Ｓ３１１で、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ処理を行う。ＭＦ処理の詳細は、後述する。そして、フォーカス制御部１２１は、図３のフォーカス制御処理を終了させる。

次に、図３のＳ３０６の初期化監視処理について説明する。図４は、初期化監視処理の一例を示すフローチャートである。初期化監視処理は、ユーザにより撮影シーンを変更する操作が行われたかを監視する処理である。本実施形態では、焦点距離とパンニングとＭＦ操作と測距の変化とのうち少なくとも１つを監視することで、ユーザにより撮影シーンを変更する操作が行われたかが監視される。撮影シーンを変更する操作が行われた場合、フォーカス制御部１２１は、初期値に戻すためのフラグをセットする。初期値は、上述したように、測距対象ＡＦエリアが第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）、ＡＦ制御モードが第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）の設定である。以下、図４のフローチャートに沿って、説明する。

Ｓ４０１で、フォーカス制御部１２１は、所定量以上のズーム操作があったかを監視する。所定量は任意に設定できる。例えば、焦点距離が１０％以上変化するようなズーム操作が行われた場合、フォーカス制御部１２１は、Ｓ４０１でＹｅｓと判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ４０１でＮｏと判定した場合、処理をＳ４０２に進める。Ｓ４０２で、フォーカス制御部１２１は、パンニングが検出されたかを判定する。例えば、撮像装置１００に設けられる不図示の角速度センサからの出力が、画面が切り替わる程度のパンニングが発生したことを示すかに基づき、Ｓ４０２の判定がされてもよい。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ４０２でＮｏと判定した場合、処理をＳ４０３に進める。Ｓ４０３で、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ操作がされたかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ４０３でＮｏと判定した場合（ＭＦ操作がされていない場合）、処理をＳ４０４に進める。Ｓ４０４で、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリア内の測距結果を監視し、測距結果に所定量以上の変動があったかを判定する。例えば、フォーカス制御部１２１は、第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）内に全体の測距結果の平均が２０％以上の変動があったかを判定する。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ４０４でＮｏと判定した場合（測距結果に所定量以上の変動がなかった場合）、処理をＳ４０５に進める。Ｓ４０５で、フォーカス制御部１２１は、被写体に変更がなかったと判定し、初期化フラグをＯＦＦに設定する。一方、フォーカス制御部１２１は、Ｓ４０１～Ｓ４０４の何れかでＹｅｓと判定した場合、処理をＳ４０６に進める。Ｓ４０６で、フォーカス制御部１２１は、被写体に変更がなかったと判定し、初期化フラグをＯＮに設定する。つまり、Ｓ４０１～Ｓ４０４の何れかでＮｏと判定された場合、ＡＦの設定は第１の設定に変更される。

次に、図３のＳ３０１のフォーカスモード選択処理について説明する。図５は、フォーカスモード選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。Ｓ５０１で、フォーカス制御部１２１は、ユーザ操作によりフォーカスリングが操作されているかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ５０１でＹｅｓと判定した場合（フォーカスリングが操作されている場合）、処理をＳ５０２に進める。Ｓ５０２で、フォーカス制御部１２１は、フォーカスモードをＭＦ制御モードに設定する。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ５０１でＮｏと判定した場合（フォーカスリングが操作されていない場合）、処理をＳ５０３に進める。Ｓ５０３で、フォーカス制御部１２１は、フォーカスモードをＡＦ制御モードに設定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ５０２またはＳ５０３の処理を実行した後、図５のフォーカスモード選択処理を終了する。ここで、フォーカスモードの変更は、フォーカスレンズ１０５の操作の前に、ＡＦとＭＦとのスイッチの切り替えにより行われる場合がある。本実施形態では、ＡＦ制御とＭＦ制御の変更はシームレスに行われるため、フォーカスレンズ１０５の操作の有無によりＡＦ制御モードの変更が行われる。当該制御は、フルタイムマニュアルフォーカスとも称される。

次に、図３のＳ３１１のＭＦ処理について説明する。ＭＦ処理は、ＭＦ制御モードが選択されている際に実行される。図６は、ＭＦ処理の流れの一例を示すフローチャートである。Ｓ６０１で、フォーカス制御部１２１は、ユーザ操作（ＭＦ操作）に基づくフォーカスリングの回転に従い、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に駆動させるようにフォーカスレンズ駆動源１１２を制御する。Ｓ６０２で、フォーカス制御部１２１は、ユーザ操作に基づき移動したフォーカスリングの駆動量を、ユーザによるＭＦ操作量として記録する。ＭＦ操作量は、ＭＦ操作の操作時間であってもよい。ＭＦ操作量は、ＭＦ制御モードが連続する間は累積して記録され続け、ＭＦ制御モードからＡＦ制御モードに切り替わった段階でＭＦ操作量の蓄積が終了する。そして、ＡＦ制御モードからＭＦ制御モードに切り替わった段階で記録されたＭＦ操作量はリセットされ、再びＭＦ操作量の蓄積が開始する。

図６のＳ６０１では、フォーカス制御部１２１の制御に基づきフォーカスレンズ１０５が光軸方向に駆動される例を示しているが、フォーカスレンズ１０５の駆動は、他の手法により実施されてもよい。例えば、フォーカスリングとフォーカスレンズ１０５とがギア等により機械的に接続されている場合においては、フォーカスリングの操作によりフォーカスレンズ１０５を駆動させることができる。この場合、フォーカス制御部１２１による制御は不要である。

また、ＭＦ制御モードにおけるフォーカスレンズ１０５の駆動は、フォーカスリングの操作以外の操作に基づき行われてもよい。例えば、フォーカスレンズ１０５の駆動は、撮像装置１００に接続されたリモコン等の操作部材により行われてもよい。また、Ｓ６０２において、ＭＦ操作量以外の情報が記録されてもよい。例えば、ユーザ操作に応じて駆動したフォーカスレンズ１０５の駆動量やフォーカスレンズ１０５の駆動により生じたデフォーカス量の変化量、フォーカスレンズ１０５の駆動量を相当するデフォーカス量の変化量に換算した値等が記録されてもよい。

次に、図３のＳ３０４の測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードの設定処理について説明する。図７は、フォーカスレンズ１０５の位置関係および各種の画面例を示す図である。図８は、ＭＦ制御モードからＡＦ制御モードに切り替えが行われた直後に、測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードを設定する処理の一例を示すフローチャートである。図８のフローチャートの処理では、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ操作と測距結果とに応じて、以下の３つのケースそれぞれについて、測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードを設定する。

第１のケースは、ＡＦにより合焦していた被写体から、ユーザ操作により画面の中央付近の違う被写体に主被写体が変更されたケースである。例えば、遠近競合等に起因して、ＡＦにより合焦した被写体とは異なる被写体を主被写体としてＡＦ制御を行う場合が想定される。第１のケースでは、測距対象ＡＦエリアは第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）に設定され、ＡＦ制御モードは第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に設定される。

第２のケースは、ユーザ操作により画面の中央付近ではない被写体に主被写体が変更されたケースである。例えば、画面の中央付近の測距対象ＡＦエリアの外側に主被写体が存在する場合に、外側の主被写体にＡＦ制御を行う場合が想定される。第２のケースでは、測距対象ＡＦエリアは第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）に設定され、ＡＦ制御モードは第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に設定される。

第３のケースは、ユーザによりＭＦ操作の誤操作がされた場合、或いはＭＦ操作がされたものの被写体が変更されていないケースである。例えば、ボケが生じている状態からピントを合わせる操作を行うケースが第３のケースとして想定される。第３のケースでは、測距対象ＡＦエリアは第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）に設定され、ＡＦ制御モードは第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）に設定される。当該設定は、第１の設定である。

図７（ａ）は、被写体とフォーカスレンズ１０５との位置関係の一例を示す図である。図７（ａ）の例では、無限の被写体７０２および至近の被写体７０３が示されている。また、図７（ａ）には、フォーカスレンズ１０５が無限の被写体７０２に合焦する位置７１２、至近の被写体７０３に合焦する位置７１４および中間位置に合焦する位置７１３が示されている。範囲７１５は、合焦被写体を判定するための所定範囲（合焦範囲）を示す。

図７（ｂ）は、２つの測距対象ＡＦエリアの一例を示す図である。第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）７０４は、フォーカスレンズ１０５が位置７１４にあるときの測距対象ＡＦエリアである。至近の被写体７０３は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）７０４の外側にあるため、通常のＡＦ制御では、至近の被写体７０３に合焦させることができない。ユーザが、至近の被写体７０３に合焦させることを意図して、撮像装置１００のフォーカスリングを回してＭＦ操作すると、フォーカスレンズ１０５は、図７（ａ）の位置７１５まで移動するように駆動される。これにより、至近の被写体７０３に合焦させることができる。

この状態で、ユーザによるＭＦ操作が停止すると、合焦被写体を判定するための所定範囲７１５の範囲内に、至近の被写体７０３が入る。従って、フォーカス制御部１２１は、ユーザ操作に基づき、主被写体は至近の被写体７０３に変更されたと判定できる。このとき、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアを第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）から、図７（ｃ）に示される第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）７１６に変更する。これにより、至近の被写体７０３は第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）７１６に入るため、至近の被写体７０３を合焦させることができる。

そして、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアを第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）７１６に設定した状態で、至近の被写体７０３の合焦位置７１７に対して、Ｔｒａｃｋ枠７１８を配置する。Ｔｒａｃｋ枠７１８については後述する。また、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードを第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）から第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に変更する。これにより、画面の中央に他の被写体が現れたとしても、主被写体は至近の被写体７０３から変更することが抑制されるため、合焦位置７１７に対する合焦状態を維持することができる。

図７（ｄ）は、最大の測距対象ＡＦエリア７１８の一例を示す図である。最大の測距対象ＡＦエリア７１８は、図２の測距領域２０１に対応する。ここで、フォーカスレンズ１０５が、図７（ａ）の位置７１３にある場合を想定する。この場合、合焦被写体を判定する所定範囲７１５に、主被写体である至近の被写体７０３が存在しない。このケースは、上述した第３のケースであることが想定される。従って、測距対象ＡＦエリアは第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）に設定され、ＡＦ制御モードは第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）に設定される。

図８は、図３のＳ３０４の設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。Ｓ８０１で、フォーカス制御部１２１は、合焦被写体を判定し、測距結果選択枠を選択する処理である。フォーカス制御部１２１は、図７（ｄ）の最大の測距対象ＡＦエリア７１８から測距結果が最も小さい枠（合焦に最も近い枠）を選択する。測距結果が所定値より小さい枠（合焦に近い枠）が複数存在する場合には、フォーカス制御部１２１は、画面中央の近傍の枠を選択してもよいし、隣接する枠を参照して同じ測距結果の複数の枠の重心を選択してもよい。以下、選択された枠を、測距結果選択枠と称する。測距結果選択枠は、被写体がある場合に選択される。

Ｓ８０２で、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ制御モードにおいて、マニュアルフォーカスの操作時間（ＭＦ操作時間）が所定時間以上であるかを判定する。Ｓ８０２の判定処理は、ユーザの意図に基づくＭＦ操作がされたかを判定する処理である。例えば、ＭＦ操作時間が所定時間未満である場合（操作時間が短い場合）、誤操作がされた可能性がある。この場合、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードの変更を禁止する。所定時間は、例えば、「０．４秒」等といった任意の時間に設定可能である。Ｓ８０２で、フォーカス制御部１２１は、ＭＦ制御モードにおいて、マニュアルフォーカスの操作量（ＭＦ操作量）が所定操作量より小さい場合、測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードの変更を禁止してもよい。ＭＦ操作量は図６のＳ６０２で記録されているため、フォーカス制御部１２１は、記録されたＭＦ操作量に基づき、測距対象ＡＦエリアおよびＡＦ制御モードの変更を禁止するかを判定できる。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０２でＹｅｓと判定した場合（フォーカスの操作時間が所定時間以上である場合）、処理をＳ８０３に進める。Ｓ８０３で、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の内側に所定深度内の測距結果選択枠があるかを判定する。所定深度内の測距結果選択枠がある場合、被写体が検出される。一方、所定深度内の測距結果選択枠がない場合、被写体は検出されない。フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０３でＹｅｓと判定した場合（第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の内側に所定深度内の測距結果選択枠がある場合）、処理をＳ８０４に進める。

Ｓ８０４で、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアを第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）に設定する。Ｓ８０４の処理は、Ｓ８０１で判定された測距結果選択枠の位置（被写体の位置）が中央付近であるため、測距対象ＡＦエリアを第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）に設定する処理である。Ｓ８０５で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードを第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に設定する。Ｓ８０５の処理は、Ｓ８０１で判定された測距結果選択枠の被写体から、ＭＦ制御モードになる前のＡＦ制御モードで検出された被写体とは異なる被写体に対してＭＦ操作により合焦がされたと判定された場合に行われる。この場合、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードを第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に設定することで、ユーザが狙った被写体に対する合焦を維持させることができる。この場合、ユーザが狙った被写体に対して自動追尾が行われる。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０３でＮｏと判定した場合（第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の内側に所定深度内の測距結果選択枠がない場合）、処理をＳ８０６に進める。Ｓ８０６で、フォーカス制御部１２１は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の外側に所定深度内の測距結果選択枠があるかを判定する。このとき、フォーカス制御部１２１は、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の外側であり、且つ第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）の範囲内に、Ｓ８０１で判定された測距結果選択枠があるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０６でＹｅｓと判定した場合（第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）の外側に所定深度内の測距結果選択枠がある場合）、処理をＳ８０７に進める。

Ｓ８０３およびＳ８０６の所定深度は、任意の値（例えば、深度の３倍）に設定できる。所定深度が大きく設定された場合、ユーザによりＭＦ操作が行われた後に、ユーザが狙った被写体以外に対して、ＡＦが開始される可能性が高くなる。逆に、所定深度が小さく設定された場合、ユーザが狙った被写体に対して合焦付近までレンズを移動させる必要がある。その結果、ユーザ操作に高い熟練度が必要になり、また良好なモニタの視認性も必要になる。このため、所定深度は、適正深度から所定の範囲内にあることが好ましい。

Ｓ８０７で、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアを第２の測距対象ＡＦエリア（Ｗｉｄｅ）に設定する。この場合、Ｓ８０１で判定された測距結果選択枠の位置に対応する被写体が中央付近ではない位置にいると判定されため、フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０７の処理を行う。Ｓ８０８で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードを第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に設定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０６でＹｅｓと判定した場合Ｓ８０１で判定された測距結果選択枠の被写体ではなく、ＭＦ操作に基づく被写体に合焦させたと判定する。このため、フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０７の処理を行う。これにより、ユーザが狙った被写体を捉えやすくできる。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０２でＮＯと判定した場合、処理をＳ８０３に進める。また、フォーカス制御部１２１は、Ｓ８０６でＮｏと判定した場合、処理をＳ８０９に進める。Ｓ８０９で、フォーカス制御部１２１は、測距対象ＡＦエリアを第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）に設定する。Ｓ８０９の処理は、フォーカスの操作時間が所定時間未満である場合または被写体が検出されない場合に行われる。例えば、Ｓ８０１で判定された測距結果選択枠がない場合に、被写体は検出されない。また、Ｓ８０１で判定された測距結果選択枠が所定深度以内でないと判定された場合（Ｓ８０３でＮｏと判定され、且つＳ８０６でＮｏと判定された場合）に、被写体は検出されない。Ｓ８１０で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードを第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）に設定する。Ｓ８０９およびＳ８１０の処理が実行されると、ＡＦの設定は第１の設定に変更される。Ｓ８０５、Ｓ８０８またはＳ８１０の処理が実行された後、図８の設定処理は終了する。

次に、Ｓ３０４またはＳ３１０で設定されたＡＦ制御モードに応じたＡＦ処理について説明する。図９は、ＡＦ処理の状態遷移の一例を示す図である。本実施形態では、ＡＦ処理には以下の３つのＡＦ状態がある。
・Ｃａｔｃｈ（ボケが生じている状態から被写体に合焦させる状態）
・Ｔｒａｃｋ（被写体に対する合焦を維持する状態）
・Ｗａｉｔ（被写体の合焦の維持ができなくなった状態）
初期値を示すＤｅｆａｕｌｔ９００からＡＦ開始の指示９０１があった場合、ＡＦ状態は、Ｃａｔｃｈ９０２に遷移する。被写体が所定深度外である場合（９０３）、Ｃａｔｃｈ９０２のＡＦ状態は維持される。被写体が所定深度内に入った場合（９０４）に、Ｃａｔｃｈ９０２からＴｒａｃｋ９０６に遷移する。被写体が所定深度内にある場合（９０５）、Ｔｒａｃｋ９０６のＡＦ状態は維持される。Ｔｒａｃｋ９０６のＡＦ状態から、被写体が所定深度外になった場合（９０７）、ＡＦ状態は、Ｗａｉｔ９０９に遷移する。また、Ｔｒａｃｋ９０６のＡＦ状態から、被写体が変更された場合（９１２）に、ＡＦ状態は、Ｃａｔｃｈ９０２に遷移する。

所定時間が経過していない場合（９１０）、Ｗａｉｔ９０９のＡＦ状態は維持される。所定時間が経過した場合（９１１）、ＡＦ状態は、Ｃａｔｃｈ９０２に遷移する。また、被写体が所定深度内に戻った場合（９０８）、ＡＦ状態は、Ｔｒａｃｋ９０６に遷移する。

以上のように、フォーカス制御部１２１は、ＣａｔｃｈとＴｒａｃｋとＷａｉｔとの３つのＡＦ状態を遷移させながら、ＡＦ処理を行う。ここで、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードが第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）に設定されている場合、ＡＦ状態を、Ｔｒａｃｋ９０６からＣａｔｃｈ９０２に遷移させる。一方、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードが第２のＡＦ制御モード（Ｌｉｍｉｔ）に設定されている場合、ＡＦ状態を、Ｔｒａｃｋ９０６からＣａｔｃｈ９０２に遷移させることを禁止する。つまり、この場合、合焦する対象の被写体の変更が禁止される。これにより、ユーザが狙った被写体に対する合焦が維持される。

図１０および図１１は、ＡＦ制御モードに応じたＡＦ処理の流れの一例を示すフローチャートである。Ｓ９０１で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態が図９の何れのＡＦ状態であるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態がＣａｔｃｈであると判定した場合、処理をＳ１００２に進める。フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態がＴｒａｃｋであると判定した場合、処理をＳ１００７に進める。フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態がＷａｉｔであると判定した場合、処理をＳ１０１２に進める。

Ｓ１００２で、フォーカス制御部１２１は、Ｃａｔｃｈ枠を設定する。図７（ｅ）は、画面の中央付近にＣａｔｃｈ枠７０５が設定された一例を示す図である。図７（ｅ）に示されるように、画面には、無限の被写体７０２および至近の被写体７０３が含まれている。また、第１の測距対象ＡＦエリア（Ｓｔａｎｄａｒｄ）７０４が破線で示されている。Ｃａｔｃｈ枠７０５には複数の測距領域が含まれている。Ｓ１００３で、フォーカス制御部１２１は、Ｃａｔｃｈ枠７０５から複数の測距領域のそれぞれの測距結果を取得する。Ｓ１００４で、Ｓ１００３で取得された複数の測距結果から最も至近の測距結果を選択する。図７（ｅ）の例では、合焦領域７０６が、最も至近の測距領域として選択される。

Ｓ１００５で、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１００４で選択された最も至近の測距領域の測距結果が略合焦状態であるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１００４で選択された最も至近の測距領域の測距結果が完全な合焦状態でなくても、一定の範囲内の合焦状態であれば、多少のずれが生じていても、Ｓ１００５でＹｅｓと判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１００５でＮｏと判定した場合、処理をＳ１００６に進める。Ｓ１００６で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態をＣａｔｃｈに遷移させる。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１００６の処理を実行した後、処理をＳ１０１８に移す。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１００５でＹｅｓと判定した場合、処理をＳ１０１１に移す。

次に、ＡＦ状態がＴｒａｃｋであると判定された場合の処理について説明する。Ｓ１００７で、フォーカス制御部１２１は、Ｔｒａｃｋ枠を前回の合焦領域の周辺に設定する。図７（ｆ）の例では、合焦領域７０６（図７（ｅ）の合焦領域７０６）の周辺にＴｒａｃｋ枠７０７が設定されている。Ｔｒａｃｋ枠７０７には複数の測距領域が含まれている。Ｓ１００８で、フォーカス制御部１２１は、Ｔｒａｃｋ枠７０７から複数の測距領域のそれぞれの測距結果を取得する。Ｓ１００９で、フォーカス制御部１２１は、取得された複数の測距結果から合焦に最も近い測距結果を選択する。

Ｓ１０１０で、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１００９で選択された測距結果が略合焦状態であるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１０でＹｅｓと判定した場合、処理Ｓ１０１１に進める。Ｓ１０１１で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態をＴｒａｃｋに遷移させる。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１１の処理を実行した後、処理をＳ１０１８に移す。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１０でＮｏと判定した場合、処理をＳ１０１７に移す。

ＡＦ状態がＴｒａｃｋである場合、被写体の合焦位置の周辺に対してＴｒａｃｋ枠が設定され、さらに、Ｔｒａｃｋ枠の中から合焦に最も近い測距領域が選択される処理（Ｓ１００７～Ｓ１０１１の各処理）が行われる。Ｓ１００７～Ｓ１０１１の各処理が繰り返し行われることで、被写体がＸＹ方向に移動したとしても、被写体の移動にピントを追従させることができる。

次に、ＡＦ状態がＷａｉｔであると判定された場合の処理について説明する。Ｓ１０１２で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態がＴｒａｃｋのときの合焦位置の周辺にＷａｉｔ枠を設定する。図７（ｇ）は、一時的に被写体がＴｒａｃｋ枠７０７から外れた場合の一例を示す図である。例えば、ユーザが撮像装置１００を用いて操作を行っているときに、手振れや意図しないパンニング等が起こると、一時的に被写体がＴｒａｃｋ枠から外れることがある。この場合、被写体は再びＴｒａｃｋ枠に戻る可能性がある。そこで、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態がＴｒａｃｋのときの最後のＴｒａｃｋ枠７０７と同じ位置にＷａｉｔ枠７０８を設定する。

Ｓ１０１３で、フォーカス制御部１２１は、Ｗａｉｔ枠７０８から複数の測距領域のそれぞれの測距結果を取得する。Ｓ１０１４で、フォーカス制御部１２１は、取得された複数の測距結果から合焦に最も近い測距結果を選択する。Ｓ１０１５で、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１４で選択された合焦に最も近い測距結果が略合焦状態であるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１５でＹｅｓと判定した場合、処理をＳ１０１１に進める。Ｓ１０１１で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態をＴｒａｃｋに遷移させる。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１０でＮｏと判定した場合、処理をＳ１０１６に進める。

Ｓ１０１６で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態がＷａｉｔである時間が一定時間を超えたかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１６でＹｅｓと判定した場合、処理をＳ１００６に移す。ＡＦ状態がＷａｉｔであり、且つ略合焦状態でない時間が一定時間以上継続している場合、追尾していた被写体が画面から消えたか、或いはパンニング等に起因して被写体が画面から消えた、といった状況が想定される。このような場合、フォーカス制御部１２１は、画面中央付近のＣａｔｃｈ枠に対して合焦動作を行うようにＡＦ制御を変更する。一方、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１６でＮｏと判定した場合、処理をＳ１０１７に移す。この場合、ＡＦ状態は維持される。

Ｓ１０１８で、フォーカス制御部１２１は、測距結果に応じたレンズ駆動を行う。このとき、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１００４、Ｓ１００９またはＳ１０１４のいずれかで選択された測距結果をレンズ駆動量に変換し、フォーカスレンズ１０５を駆動するフォーカスレンズ駆動源１１２に駆動命令を与える。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１８の処理の後、処理を「Ａ」から図１１のＳ１０１９に進める。

Ｓ１０１９で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードが第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）であるかを判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１９でＹｅｓと判定した場合（ＡＦ制御モードが第１のＡＦ制御モード（Ｎｏｒｍａｌ）である場合）、処理をＳ１０２０に進める。Ｓ１０２０で、フォーカス制御部１２１は、至近の被写体の監視エリアを画面の中央付近に設定する。図７（ｈ）の例では、至近の被写体７１０の監視エリア７０９が画面中央付近に設定されている。

監視エリアは、複数の測距領域を含む。Ｓ１０２１で、フォーカス制御部１２１は、至近の被写体の監視エリアの複数の測距領域から測距結果を取得する。Ｓ１０２２で、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０２１で取得された複数の測距結果の中から、現在のレンズ位置（合焦している被写体距離）よりも至近側の測距結果を判定する。

Ｓ１０２３で、フォーカス制御部１２１は、至近の被写体があるかを判定する。このとき、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０２１で現在のレンズ位置よりも至近側の測距結果があると判定した場合、至近の被写体が現れたと判定する。この場合、フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０２３でＹｅｓと判定する。フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０２３でＹｅｓと判定した場合、処理をＳ１２０４に進める。Ｓ１２０４で、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ状態をＣａｔｃｈに遷移させる。至近の被写体が現れた場合、ＡＦ状態がＣａｔｃｈに遷移することで、再度、被写体を追尾するためのＡＦ処理に遷移させることができる。そして、フォーカス制御部１２１は、ＡＦ制御モードに応じたＡＦ処理を終了させる。

フォーカス制御部１２１は、Ｓ１０１９でＮｏと判定した場合、およびＳ１０２３でＮｏと判定した場合、図１０および図１１のＡＦ制御モードに応じたＡＦ処理を終了させる。Ｓ１０１９～Ｓ１０２４の各処理が行われることで、図７（ｈ）に示されるように、無限の被写体７０２よりも至近の被写体７１０が常時監視される。これにより、画面に至近の被写体７１０が現れた場合、至近の被写体７１０合焦させることが可能になる。

上述したように、本実施形態では、ユーザ操作により、ＡＦ制御モードからＭＦ制御モードに切り替わり、ＭＦ制御モードからＡＦ制御モードに切り替わった直後に、ＡＦ制御モードが変更される。ＭＦ制御モードで被写体が検出された場合には、当該検出された被写体に対する合焦を維持し、ＭＦ制御モード被写体が検出されなかった場合には、ＭＦ制御モードに切り替わる前のＡＦ制御モードに戻す制御が行われる。これにより、汎用性の高いＡＦが実現されるとともに、ＭＦ制御モードでユーザが狙った被写体に対して、専用性の高いＡＦを実現することができる。その結果、ユーザが意図した被写体に合焦されなくなることを抑制することができる。

また、ＭＦ制御モードに切り替わる前のＡＦ制御モードにおける測距対象ＡＦエリアの外側に被写体が存在している場合、ＭＦ制御モードから切り替わったＡＦ制御モードで、測距対象ＡＦエリアは拡大される。これにより、ユーザが狙った被写体に対するＡＦを実現することができる。また、ユーザが意図しない被写体に合焦されることを抑制することができる。そして、拡大された測距対象エリアでユーザが狙った被写体が検出された場合、検出された被写体に対する合焦が維持される。このため、ＭＦ制御モードに切り替わる前のＡＦ制御モードにおける測距対象ＡＦエリアの外側に被写体が存在している場合でも、汎用性の高いＡＦと専用性の高いＡＦとを実現することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。本発明は、上述の各実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記憶媒体を介してシステムや装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータの１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、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。

１００ 撮像装置
１０５ フォーカスレンズ
１１２ フォーカスレンズ駆動源
１１５ カメラマイコン
１２１ フォーカス制御部

Claims (11)

1. 撮像素子から出力された第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を算出する焦点検出手段と、
   前記デフォーカス量を用いて自動でフォーカスレンズの位置を制御するオートフォーカスと、ユーザの操作入力に応じてフォーカスレンズの位置を制御するマニュアルフォーカスとの何れかで焦点調節を行う焦点調節手段と、
   前記オートフォーカスにおいて画面の中央付近のＡＦエリアの被写体であり至近側の被写体を優先してピントを合わせるように焦点調節をする第１の焦点調節処理と、前記オートフォーカスから前記マニュアルフォーカスに切り替えられた後に、前記マニュアルフォーカスから前記オートフォーカスに切り替えられた際に、前記マニュアルフォーカスにおいて合焦している被写体が別の被写体へ切り替わった状態で、前記マニュアルフォーカスからオートフォーカスに切り替えられた場合に、切り替え後のオートフォーカスにおいて、前記マニュアルフォーカスで合焦した別の被写体にピントを合わせ続けるように焦点調節をする第２の焦点調節処理と、を制御する制御手段と、を備え、
   前記第２の焦点調節処理では、前記マニュアルフォーカスで合焦した別の被写体を判定する際、合焦しているか、または合焦状態に近い被写体が存在するか否かを、ＡＦエリア内に所定深度内の前記焦点検出手段による検出結果があるか否かによって判定し、
   前記所定深度は、前記オートフォーカスにおいて合焦していると判定する深度よりも深い、フォーカス制御装置。
2. 前記制御手段は、前記オートフォーカスから前記マニュアルフォーカスに切り替えられた後に、前記マニュアルフォーカスにおいて合焦している被写体が切り替わっていない状態で、前記マニュアルフォーカスからオートフォーカスに切り替えられた場合に、切り替え後のオートフォーカスにおいて、前記第１の焦点調節処理を行うように焦点調節を制御する、請求項１に記載のフォーカス制御装置。
3. 前記オートフォーカスの対象を示す情報を表示手段に表示させるように制御する表示制御手段をさらに備える、請求項１又は２に記載のフォーカス制御装置。
4. 前記オートフォーカスの対象となるエリアを識別するための枠を表示手段に表示させるように制御する表示制御手段をさらに備える、請求項１又は２に記載のフォーカス制御装置。
5. 前記マニュアルフォーカスに切り替え前のオートフォーカスの対象エリアの外側の被写体に対して、前記マニュアルフォーカスを行い、合焦被写体を判定するための所定範囲内に前記フォーカスレンズを移動させた状態で、前記マニュアルフォーカスを停止させることにより、前記オートフォーカスの対象エリアを、前記対象エリアの外側の被写体が含まれるＡＦエリアに変更する、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載のフォーカス制御装置。
6. 前記制御手段は、切り替え後のオートフォーカスにおいて、撮影シーンを変更する操作が行われた場合、前記第１の焦点調節処理を行う、請求項１乃至５のうち何れか１項に記載のフォーカス制御装置。
7. 前記撮影シーンを変更する操作がされたかは、所定量以上のズーム操作がされたか、パンニングが検出されたか、または焦点検出結果に所定量以上の変動があったかに基づき判定される、請求項６に記載のフォーカス制御装置。
8. 前記マニュアルフォーカスの操作時間が所定時間未満である場合、前記マニュアルフォーカスにおいて合焦している被写体が切り替わっていない状態であると判定される、請求項１乃至７のうち何れか１項に記載のフォーカス制御装置。
9. 前記マニュアルフォーカスの操作量が所定操作量より小さい場合、前記マニュアルフォーカスにおいて合焦している被写体が切り替わっていない状態であると判定される、請求項１乃至８のうち何れか１項に記載のフォーカス制御装置。
10. 撮像素子から出力された第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号に基づいてデフォーカス量を算出する焦点検出ステップと、
    前記デフォーカス量を用いて自動でフォーカスレンズの位置を制御するオートフォーカスと、ユーザの操作入力に応じてフォーカスレンズの位置を制御するマニュアルフォーカスとの何れかで焦点調節を行う焦点調節ステップと、
    前記オートフォーカスにおいて画面の中央付近のＡＦエリアの被写体であり至近側の被写体を優先してピントを合わせるように焦点調節をする第１の焦点調節処理と、前記オートフォーカスから前記マニュアルフォーカスに切り替えられた後に前記マニュアルフォーカスから前記オートフォーカスに切り替えられた際に、前記マニュアルフォーカスにおいて合焦している被写体が別の被写体へ切り替わった状態で、前記マニュアルフォーカスからオートフォーカスに切り替えられた場合に、切り替え後のオートフォーカスにおいて、前記マニュアルフォーカスで合焦した別の被写体にピントを合わせ続けるように焦点調節をする第２の焦点調節処理と、を制御する制御ステップと、を有し、
    前記第２の焦点調節処理では、前記マニュアルフォーカスで合焦した別の被写体を判定する際、合焦しているか、または合焦状態に近い被写体が存在するか否かを、ＡＦエリア内に所定深度内の前記焦点検出ステップによる検出結果があるか否かによって判定し、
    前記所定深度は、前記オートフォーカスにおいて合焦していると判定する深度よりも深い、フォーカス制御方法。
11. 請求項１乃至９のうち何れか１項に記載のフォーカス制御装置の各手段をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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