JPWO2017110261A1 - 撮像装置、合焦制御方法、及び合焦制御プログラム - Google Patents

撮像装置、合焦制御方法、及び合焦制御プログラム Download PDF

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Abstract

レンズ装置との組み合わせによらずに常に高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供する。レンズ装置４０を着脱可能なデジタルカメラは、フォーカスレンズを移動させながら撮像画像信号を取得するサーチ制御部１１０と、取得された撮像画像信号に基づいて目標位置決定用の評価値を算出する評価値算出部１１１と、デジタルカメラで設定可能な最大のフレームレートｆｂｏｄｙを記憶する記憶部１２と、レンズ性能情報をレンズ装置４０から取得するレンズ情報取得部１１４と、を備える。サーチ制御部１１０は、レンズ装置４０から取得されたレンズ性能情報と、記憶部１２に記憶されているフレームレートｆｂｏｄｙと、に基づいて、加減速制御と定速制御とのいずれかを選択的に行う。

Description

本発明は、撮像装置、合焦制御方法、及び合焦制御プログラムに関する。
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、及びスマートフォン等の撮像機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。
これら撮像装置では、主要な被写体に焦点を合わせる合焦制御方法として、コントラストＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）方式や位相差ＡＦ方式が採用されている。
コントラストＡＦ方式は、フォーカスレンズを光軸方向に沿って移動させつつ、フォーカスレンズの各移動位置で得られる撮像画像信号から鮮鋭度の評価値を算出し、最も評価値の高いレンズ位置をフォーカスレンズの目標位置とする方式である。
特許文献１には、コントラストＡＦ方式による合焦制御を行う撮像装置が記載されている。
この撮像装置は、評価値を得るためにフォーカスレンズを移動させる際に、評価値の変化が小さい期間ではフォーカスレンズを速く移動させ、合焦評価値の変化が大きくなる期間になるとフォーカスレンズを遅く移動させる加減速制御を行っている。この加減速制御によれば、合焦精度を確保しながら、合焦制御の高速化を実現することができる。
特許文献２には、撮像装置に記憶されている情報と撮像装置に装着されたレンズ装置に記憶されている情報とに基づいて、目標位置をサーチするためにフォーカスレンズを移動させる際のフォーカスレンズの移動速度を制御するシステムが記載されている。
特許文献３には、目標位置をサーチするためにフォーカスレンズを移動させる際のフォーカスレンズの移動範囲を制御する撮像装置が記載されている。
日本国特開平７−７６５０号公報 日本国特開平１−２３９５１４号公報 日本国特開平２００７−２９９９９７号公報
コントラストＡＦ方式によって合焦制御を高速に行うためには、評価値を得るためにフォーカスレンズを最近接端から無限遠端まで移動させるサーチ動作時のフォーカスレンズの移動速度を速くするのがよい。
しかし、単純にフォーカスレンズの移動速度だけを速くしても、撮像素子によって撮像画像信号をサンプリングする間隔が長いと、算出できる評価値の数が減少する。このため、目標位置の決定精度を向上させることができない。
そこで、サーチ動作時におけるフォーカスレンズの移動速度を速くすると共に、フォーカスレンズの移動中における撮像画像信号のサンプリング間隔を短くする（フレームレートを速くする）のが有効となる。しかし、フレームレートが速くなると、これに合わせてフォーカスレンズの移動速度を大きくする必要がある。
このように移動速度が大きくなると、移動速度を加速したあと減速させるのに時間がかかる。このため、特許文献１に記載されているように、加減速制御を行う場合には、評価値がピーク付近となるレンズ位置をフォーカスレンズが通過している間に、フォーカスレンズの移動速度が十分に低下していない状態が発生しうる。
この結果、評価値がピークとなるレンズ位置付近において評価値のサンプリング数が十分に確保できなくなって、目標位置の決定精度が低下する。
目標位置の決定精度を上げるためには、フォーカスレンズを最近接端から無限遠端まで移動させた後に、フォーカスレンズの移動速度を所望値（十分な数の評価値を得られるような値）に設定した状態で、フォーカスレンズを無限遠端から最近接端側に戻す制御を行って、評価値のサンプリング数を増やす必要がある。しかし、この制御を行うと、合焦制御完了までの時間が伸びてしまう。
したがって、加減速制御を行う場合には、サーチ動作中のフォーカスレンズの移動速度とフレームレートとの組み合わせを最適化することで、合焦精度と合焦速度のバランスを最も良い状態にすることが重要である。
しかし、レンズ装置が着脱可能な撮像装置においては、フォーカスレンズの駆動性能はレンズ装置によって様々であり、設定可能なフレームレートは撮像装置によって様々である。
このため、レンズ装置と撮像装置との組み合わせによっては、加減速制御を行うことで、高い合焦精度と合焦速度の高速化の両立を図ることができない場合が発生しうる。
特許文献１は、フレームレートとフォーカスレンズの移動速度との関係や、レンズ装置が着脱可能な場合について考慮していない。
特許文献２に記載の撮像装置は、フォーカスレンズの移動速度をサーチ動作時に変化させることは行っていない。
特許文献３に記載の撮像装置は、フォーカスレンズの移動速度をサーチ動作時に変化させることは行っていない。また、レンズ装置が着脱可能な場合について考慮していない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、レンズ装置との組み合わせによらずに常に高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明の撮像装置は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に上記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御部と、上記撮像画像信号に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定部と、上記目標位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御部と、上記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は上記撮像画像信号を読み出す際の読み出し間隔を示す第一の撮像性能情報を記憶する記憶部と、上記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を上記レンズ装置から取得するレンズ情報取得部と、を備え、上記サーチ制御部は、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの移動速度を制御して上記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、上記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを、上記レンズ性能情報と上記第一の撮像性能情報とに基づいて選択的に行うものである。
本発明の合焦制御方法は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能であり、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に上記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御ステップと、上記撮像画像信号に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出ステップと、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定ステップと、上記目標位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御ステップと、上記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を上記レンズ装置から取得するレンズ情報取得ステップと、を備え、上記サーチ制御ステップでは、上記レンズ性能情報と、上記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は撮像画像信号の読み出し間隔を示す撮像性能情報を記憶する上記撮像装置内の記憶部に記憶されている撮像性能情報と、に基づいて、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの移動速度を制御して上記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、上記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを選択的に行うものである。
本発明の合焦制御プログラムは、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能であり、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置に含まれるコンピュータを、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に上記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御部と、上記撮像画像信号に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定部と、上記目標位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御部と、上記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を上記レンズ装置から取得するレンズ情報取得部と、して機能させるためのプログラムであり、上記サーチ制御部は、上記レンズ性能情報と、上記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は撮像画像信号の読み出し間隔を示す撮像性能情報を記憶する上記撮像装置内の記憶部に記憶されている撮像性能情報と、に基づいて、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの移動速度を制御して上記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、上記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを選択的に行うものである。
本発明によれば、レンズ装置との組み合わせによらずに常に高速かつ高精度の合焦制御を実現することのできる撮像装置、合焦制御方法、及び、合焦制御プログラムを提供することができる。
本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。 図１に示すデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の機能ブロック図である。 加減速制御時におけるフォーカスレンズの移動速度の変化の一例を示す図である。 図１に示すデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。 図２に示すシステム制御部１１の機能ブロックの変形例を示す図である。 第一の変形例のデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。 第二の変形例のデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。 第三の変形例のデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォンの外観を示すものである。 図９のスマートフォンの内部ブロック図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を説明するための撮像装置の一例としてのデジタルカメラの概略構成を示す図である。
図１に示すデジタルカメラは、焦点調節のためのフォーカスレンズを含む撮像レンズ１と、絞り２と、レンズ情報記憶部３と、レンズ制御部４と、レンズ駆動部８と、絞り駆動部９と、を有するレンズ装置４０を着脱可能な撮像装置である。
レンズ装置４０の撮像レンズ１及び絞り２は撮像光学系を構成する。撮像レンズ１は、フォーカスレンズを少なくとも含む。
フォーカスレンズとは、光軸方向に移動することで、撮像光学系の焦点位置を調節するレンズを言う。複数枚のレンズからなる撮像レンズが全群繰り出しのレンズの場合は、全群全体がフォーカスレンズとなる。
レンズ装置４０のレンズ制御部４は、デジタルカメラのシステム制御部１１と有線又は無線によって通信可能に構成される。
レンズ制御部４は、システム制御部１１からの指令にしたがって、レンズ駆動部８を介して撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズを駆動したり、絞り駆動部９を介して絞り２を駆動したりする。
レンズ装置４０のレンズ情報記憶部３には、レンズ装置４０による合焦性能を示すレンズ性能情報が記憶されている。レンズ性能情報については後述する。
デジタルカメラは、レンズ装置４０の撮像光学系を通して被写体を撮像するＣＣＤ型又はＣＭＯＳ型等の撮像素子５と、撮像素子５の出力に接続された相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部６と、アナログ信号処理部６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換回路７と、記憶部１２と、撮像素子駆動部１０と、システム制御部１１と、操作部１４と、を備える。アナログ信号処理部６及びアナログデジタル変換回路７は、システム制御部１１によって制御される。
デジタルカメラの電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１は、撮像素子駆動部１０を介して撮像素子５を駆動し、レンズ装置４０を通して撮像した被写体像を撮像画像信号として出力させる。システム制御部１１には、操作部１４を通してユーザからの指示信号が入力される。
システム制御部１１は、レンズ制御部４とレンズ駆動部８を介して撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズを移動させる。更に、システム制御部１１は、レンズ制御部４と絞り駆動部９を介して絞り２の開口量を制御することにより、露光量の調整を行う。
記憶部１２には、撮像素子５により動画撮像を行って、撮像素子５から撮像画像信号を連続して読み出す際の単位時間（例えば１秒）あたりに読み出される撮像画像信号の数であるフレームレートｆｂｏｄｙが記憶されている。フレームレートｆｂｏｄｙは、第一の撮像性能情報を構成する。
デジタルカメラの電気制御系は、更に、フラッシュメモリとＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含むメインメモリ１６と、メインメモリ１６に接続されたメモリ制御部１５と、アナログデジタル変換回路７から出力される撮像画像信号に対し、補間演算、ガンマ補正演算等を行って撮像画像データを生成するデジタル信号処理部１７と、デジタル信号処理部１７で生成された撮像画像データをＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）形式に圧縮したり圧縮画像データを伸張したりする圧縮伸張処理部１８と、着脱自在の記録媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、カメラ背面等に搭載された表示部２３が接続される表示制御部２２と、を備えている。
メモリ制御部１５、デジタル信号処理部１７、圧縮伸張処理部１８、外部メモリ制御部２０、及び表示制御部２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令によって制御される。
図２は、図１に示すデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の機能ブロック図である。
システム制御部１１は、サーチ制御部１１０と、評価値算出部１１１と、目標位置決定部１１２と、合焦制御部１１３と、レンズ情報取得部１１４と、を備える。
これらの機能ブロックは、システム制御部１１に含まれるプロセッサ（コンピュータ）が合焦制御プログラムを実行することによって形成される。システム制御部１１は、合焦制御装置を構成する。
サーチ制御部１１０は、レンズ制御部４を制御してフォーカスレンズを移動させながら、フォーカスレンズの位置毎に撮像素子５により被写体を撮像させて、フォーカスレンズの位置毎の撮像画像信号を取得する。
評価値算出部１１１は、サーチ制御部１１０により取得されたフォーカスレンズの位置毎の撮像画像信号に対してフィルタ処理を施し、このフィルタ処理後の信号に基づいてフォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する。評価値は、例えばフィルタ処理後の撮像画像信号のコントラスト値を算出することで得られる。
目標位置決定部１１２は、評価値算出部１１１によりフォーカスレンズの位置毎に算出された評価値に基づいて、フォーカスレンズの目標位置を決定する。
目標位置決定部１１２は、例えば、評価値算出部１１１により算出された複数の評価値から、撮像中の被写体に対する、フォーカスレンズ位置と評価値との関係を示す評価値曲線を求め、この評価値曲線の極大点に対応するフォーカスレンズの位置を目標位置として決定する。
又は、目標位置決定部１１２は、複数の評価値のうちの最大の評価値が得られたフォーカスレンズの位置を目標位置として決定する。
合焦制御部１１３は、レンズ制御部４を制御して、目標位置決定部１１２により決定された目標位置にフォーカスレンズを移動させる合焦制御を行う。
レンズ情報取得部１１４は、レンズ制御部４に対して、レンズ情報記憶部３に記憶されているレンズ性能情報の送信要求を行い、この送信要求に応じてレンズ制御部４から送信されてきたレンズ性能情報を取得する。
サーチ制御部１１０は、評価値の算出のためにフォーカスレンズを移動させる際のフォーカスレンズの駆動制御として、フォーカスレンズの移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを選択的に行う。
サーチ制御部１１０は、レンズ情報取得部１１４により取得されたレンズ性能情報と、記憶部１２に記憶されているフレームレートｆｂｏｄｙと、に基づいて、加減速制御と定速制御のどちらを行うかを決定する。
図３は、加減速制御時におけるフォーカスレンズの移動速度の変化の一例を示す図である。
図３において横軸はフォーカスレンズの位置を示す。図３において左側にある縦軸は、評価値算出部１１１により算出される評価値を示す。図３において右側にある縦軸は、フォーカスレンズの移動速度を示す。
図３において符号Ａ１は、フォーカスレンズの移動速度とフォーカスレンズの位置との関係を示すグラフである。図３において符号Ａ２は、評価値とフォーカスレンズの位置との関係を示すグラフである。
サーチ制御部１１０は、フォーカスレンズを基準位置（例えば最近接端又は無限遠端）に移動させた後、この基準位置からフォーカスレンズの移動を開始させ、フォーカスレンズの移動速度を第一の移動速度Ｖ１まで加速させる。
フォーカスレンズの移動が開始されると、サーチ制御部１１０は、評価値算出部１１１により算出される評価値をモニタし、評価値に閾値以上の変化があるか否かを判定する。
例えば、サーチ制御部１１０は、現在のフォーカスレンズの位置において算出された評価値と、現在のフォーカスレンズの位置の１つ手前の位置において算出された評価値との差が所定値以上であれば、評価値に閾値以上の変化があったと判定する。
図３の例では、位置Ｘ１にフォーカスレンズがある状態で、評価値に閾値以上の変化があったと判定されている。
サーチ制御部１１０は、評価値に閾値以上の変化があったと判定した場合は、フォーカスレンズの移動速度を第二の移動速度Ｖ２まで減速させる。サーチ制御部１１０は、評価値に閾値以上の変化がないと判定した場合は、フォーカスレンズの移動速度の減速を行わない。
このように、サーチ制御部１１０は、評価値算出部１１１により算出される評価値に基づいてフォーカスレンズの移動速度を制御することで加減速制御を行う。
図３に示した第一の移動速度Ｖ１及び第二の移動速度Ｖ２と、フォーカスレンズの移動速度を減速させるときの減速度ａｄｅｃ（単位時間あたりにどれだけ減速するかを示す値）は、レンズ性能情報としてレンズ情報記憶部３に記憶されている。
第二の移動速度Ｖ２は、評価値算出部１１１によって算出される評価値の数が合焦精度を確保できる範囲で任意の値が設定される。
第一の移動速度Ｖ１は、第二の移動速度よりも大きく、かつ、フォーカスレンズの駆動限界よりも小さい値が任意に設定される。
減速度ａｄｅｃは、評価値が閾値以上の変化を開始してからピークに達するよりも前に移動速度が第一の移動速度Ｖ１から第二の移動速度Ｖ２まで減速できるような任意の値が設定される。
また、レンズ性能情報には、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃに基づいて行われる加減速制御と組み合わせ可能な最大のフレームレートｆａｃｃが含まれている。フレームレートｆａｃｃは第二の撮像性能情報を構成する。
レンズ装置４０では、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃに基づいて加減速制御を行い、かつ、フレームレートｆａｃｃにしたがって撮像素子５から撮像画像信号を取り込んで評価値を算出して目標位置を決定することで、合焦速度と合焦精度のバランスを最良の状態にすることができる。
また、レンズ性能情報には、フレームレートｆａｃｃと加減速制御の組み合わせ、及び、フレームレートｆａｃｃよりも大きいフレームレートと定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うかを示す優先指定情報Ｐｍｏｄｅが含まれている。
レンズ装置４０は、フォーカスレンズの移動可能な範囲がどの機種でも同じわけではない。このため、レンズ装置によって、フレームレートｆａｃｃよりも大きいフレームレートで定速制御を行った方が合焦速度と合焦性能のバランスがよくなる場合もあれば、加減速制御を行った方が合焦速度と合焦性能のバランスがよくなる場合もある。
例えば、フォーカスレンズの移動可能な範囲が狭いレンズ装置では、フォーカスレンズの移動速度が一定であっても、フォーカスレンズを最近接端から無限遠端まで移動させるのに時間はかからない。このため、フレームレートが大きければ、加減速制御を行わなくとも、合焦速度と合焦精度のバランスを良好にすることができる。
また、フォーカスレンズの移動可能な範囲が広いレンズ装置では、定速制御だとフォーカスレンズを最近接端から無限遠端まで移動させるのに時間がかかる。このため、加減速制御を行うことで、合焦速度と合焦精度のバランスを良好にすることができる。
このような理由から、レンズ性能情報には、レンズ装置の特性に応じた優先指定情報Ｐｍｏｄｅが含まれている。
図４は、図１に示すデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。
レンズ装置４０がデジタルカメラに装着されると、システム制御部１１は、自機で設定可能な最大のフレームレートｆｂｏｄｙを記憶部１２から取得する（ステップＳ１）。
次に、システム制御部１１のレンズ情報取得部１１４は、フレームレートｆａｃｃと優先指定情報Ｐｍｏｄｅを含むレンズ性能情報をレンズ装置４０から取得する（ステップＳ２）。
次に、サーチ制御部１１０は、ステップＳ１で取得されたフレームレートｆｂｏｄｙがステップＳ２で取得されたフレームレートｆａｃｃよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３）。
フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃ以下である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、サーチ制御部１１０は、フレームレートをフレームレートｆｂｏｄｙに設定し、駆動制御を加減速制御に設定する（ステップＳ４）。
フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃより大きい場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、サーチ制御部１１０は、レンズ情報取得部１１４により取得された優先指定情報Ｐｍｏｄｅを参照し、加減速制御を優先して行うか否かを判定する（ステップＳ５）。
サーチ制御部１１０は、優先指定情報Ｐｍｏｄｅが定速制御を優先して行うことを指定する情報であった場合（ステップＳ５：ＮＯ）には、フレームレートをフレームレートｆｂｏｄｙに設定し、駆動制御を定速制御に設定する（ステップＳ６）。
この定速制御時のフォーカスレンズの移動速度は、フレームレートｆｂｏｄｙに対応させて記憶部１２に予め記憶されたものが用いられる。
サーチ制御部１１０は、優先指定情報Ｐｍｏｄｅが加減速制御を優先して行うことを指定する情報であった場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）には、フレームレートをフレームレートｆａｃｃに設定し、駆動制御を加減速制御に設定する（ステップＳ７）。
ステップＳ４、ステップＳ６、及び、ステップＳ７の後に、ＡＦを行う指示がなされると、サーチ制御部１１０は、ステップＳ４、ステップＳ６、及び、ステップＳ７において設定したフレームレート及び駆動制御にしたがって、フォーカスレンズの移動及び撮像素子５による動画撮像を行わせる。
そして、この動画撮像中に得られる撮像画像信号に基づいて評価値が算出され、この評価値に基づいてフォーカスレンズの目標位置が決定される。そして、合焦制御部１１３が、この決定された目標位置にフォーカスレンズを移動させることで、上記の指示に応じたＡＦが終了する。
以上のように、図１のデジタルカメラによれば、レンズ装置４０から取得したレンズ性能情報と、記憶部１２に記憶されているフレームレートｆｂｏｄｙとに基づいて、定速制御と加減速制御のどちらを行うべきか、また、フレームレートをどう設定すべきかを決めることができる。
フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃ以下の場合（ステップＳ３：ＮＯ）には、優先指定情報Ｐｍｏｄｅが定速制御を優先することを指定している場合であっても、フレームレートｆｂｏｄｙが小さいことから、定速制御とフレームレートｆｂｏｄｙの組み合わせでは十分なパフォーマンスが得られない可能性がある。
このため、加減速制御とフレームレートｆｂｏｄｙの組み合わせで評価値算出を行うことで、合焦速度と合焦精度を最も良好なものにすることができる。
また、フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃより大きい場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、優先指定情報ＰｍｏｄｅにしたがってステップＳ６又はステップＳ７の処理が行われる。このため、合焦速度と合焦精度を最も良好なものにすることができる。
デジタルカメラにはレンズ装置４０が着脱可能であるため、レンズ装置４０が他のものに交換された場合でも、レンズ性能情報とフレームレートｆｂｏｄｙとに基づいて最適なフレームレートと駆動制御の組み合わせを設定することができる。
したがって、レンズ装置とデジタルカメラとの組み合わせによらずに、常に高速かつ高精度の合焦制御を実現することができる。
図１のデジタルカメラでは、レンズ装置４０に記憶されるレンズ性能情報が、フレームレートｆａｃｃ、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃを含むものとした。
しかし、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃの情報は、デジタルカメラの記憶部１２に予め記憶されていてもよい。
例えば、レンズ装置４０の機種ＩＤ毎に、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃの情報を記憶部１２に記憶しておく。
そして、システム制御部１１のサーチ制御部１１０は、加減速制御を行う際には、装着されているレンズ装置４０の機種ＩＤに対応する上記の情報に基づいて加減速制御を行えばよい。
あるいは、レンズ装置４０の機種ＩＤによらずに、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃの情報を１組だけ記憶部１２に記憶しておき、サーチ制御部１１０は、これを利用して加減速制御を行ってもよい。
第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃの情報がレンズ装置４０に記憶されていることで、新しいレンズ装置４０が発売された場合でも、このレンズ装置４０に適した加減速制御が可能となる。また、デジタルカメラの記憶部１２に情報を記憶する作業が不要となり、デジタルカメラの製造コストを下げることができる。
以下、図１に示すデジタルカメラの変形例を説明する。
（第一の変形例）
図５は、図２に示すシステム制御部１１の機能ブロックの変形例を示す図である。
図５に示すシステム制御部１１は、図２に示すシステム制御部１１に、最大撮像性能情報算出部を構成するフレームレートｆａｃｃ算出部１１５が追加されたものである。フレームレートｆａｃｃ算出部１１５は、上記の合焦制御プログラムをプロセッサが実行することで形成される。
第一の変形例のデジタルカメラの記憶部１２には、評価値算出部１１１が評価値を算出する際に行うフィルタ処理のフィルタ特性情報が更に記憶されている。
フィルタ特性情報は、図３に示すグラフＡ２における評価値が閾値以上変化し始めてから評価値がピークに到達するまでのフォーカスレンズの移動距離（図３の距離Ｄｐｅａｋ）に相当する。
また、第一の変形例では、レンズ装置４０のレンズ情報記憶部３に記憶されるレンズ性能情報が、フレームレートｆａｃｃを含まない。また、このレンズ性能情報が、優先指定情報Ｐｍｏｄｅ、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃに加えて、第一の移動速度Ｖ１でフォーカスレンズを移動させる際の１フレーム期間中に許容されるフォーカスレンズの移動量ｆｍｈと、第二の移動速度Ｖ２でフォーカスレンズを移動させる際の１フレーム期間中で許容されるフォーカスレンズの移動量ｆｍと、デジタルカメラのシステム制御部１１からフォーカスレンズの移動速度を減速させる指令を受けてからフォーカスレンズの減速が実際に開始されるまでの遅延時間ｔｄｅｌａｙと、が含まれる。
フォーカスレンズの移動量ｆｍｈ、フォーカスレンズの移動量ｆｍ、減速度ａｄｅｃ、及び、遅延時間ｔｄｅｌａｙは、加減速制御が行われる際のフォーカスレンズの駆動能力を示す制御情報を構成する。
フレームレートｆａｃｃ算出部１１５は、レンズ装置４０から取得した上記の制御情報と、記憶部１２に記憶されているフィルタ特性情報と、に基づいて、レンズ装置４０において加減速制御が可能な最大のフレームレートｆａｃｃを算出する。
具体的には、フレームレートｆａｃｃ算出部１１５は、以下の式（１）をフレームレートｆａｃｃについて解いた式（２）に、レンズ装置４０から取得したフォーカスレンズの移動量ｆｍｈ、フォーカスレンズの移動量ｆｍ、減速度ａｄｅｃ、及び、遅延時間ｔｄｅｌａｙと、記憶部１２から取得したフィルタ特性情報（距離Ｄｐｅａｋ）を代入することで、フレームレートｆａｃｃを算出する。
なお、フォーカスレンズの移動量ｆｍｈ、フォーカスレンズの移動量ｆｍ、及び、距離Ｄｐｅａｋの単位は“ｍ”（メートル）である。遅延時間ｔｄｅｌａｙの単位は“ｓ”（秒）である。減速度ａｄｅｃの単位は“ｍ／ｓ２”である。フレームレートｆａｃｃの単位は“１／ｓ”である。
Figure 2017110261
Figure 2017110261
このように、第一の変形例では、レンズ装置４０において加減速制御が可能な最大のフレームレートｆａｃｃを演算によって求めるものとしている。
なお、第一の変形例においてレンズ性能情報に含まれる優先指定情報Ｐｍｏｄｅは、上記の演算によって求まるフレームレートｆａｃｃと加減速制御の組み合わせ、及び、上記の演算によって求まるフレームレートｆａｃｃよりも大きい撮像性能情報と定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うべきかを示す情報である。
図６は、第一の変形例のデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。図６に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ２とステップＳ３の間にステップＳ２ｂを追加したものである。
ステップＳ２の後、フレームレートｆａｃｃ算出部１１５は、ステップＳ２で取得されたレンズ性能情報に含まれる制御情報と、記憶部１２に記憶されているフィルタ特性情報と、に基づいて、フレームレートｆａｃｃを算出する（ステップＳ２ｂ）。その後は、ステップＳ３以降の処理が行われる。
以上のように、第一の変形例のデジタルカメラによれば、レンズ装置４０が交換された場合でも、そのレンズ装置４０とデジタルカメラとの組み合わせに適したフレームレートｆａｃｃを算出することができる。
このため、フレームレートｆａｃｃを正確に算出することができ、ステップＳ４〜ステップＳ７のどの処理を行うべきかを正確に判断することができる。この結果、高速かつ高精度の合焦制御が可能となる。
第一の変形例のデジタルカメラでは、レンズ装置４０に記憶されるレンズ性能情報が、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、フォーカスレンズの移動量ｆｍｈ、フォーカスレンズの移動量ｆｍ、減速度ａｄｅｃ、及び、遅延時間ｔｄｅｌａｙを含むものとした。
しかし、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、フォーカスレンズの移動量ｆｍｈ、フォーカスレンズの移動量ｆｍ、及び、減速度ａｄｅｃの情報は、デジタルカメラの記憶部１２に予め記憶されていてもよい。
例えば、レンズ装置４０の機種ＩＤ毎に、第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、フォーカスレンズの移動量ｆｍｈ、フォーカスレンズの移動量ｆｍ、及び、減速度ａｄｅｃの情報を記憶部１２に記憶しておく。
そして、システム制御部１１のフレームレートｆａｃｃ算出部１１５は、装着されているレンズ装置４０の機種ＩＤに対応する上記の情報と、記憶部１２に記憶されているフィルタ特性情報と、レンズ装置４０から取得した遅延時間ｔｄｅｌａｙとに基づいて、フレームレートｆａｃｃを算出すればよい。
また、サーチ制御部１１０は、装着されているレンズ装置４０の機種ＩＤに対応する上記の情報に含まれる第一の移動速度Ｖ１、第二の移動速度Ｖ２、及び、減速度ａｄｅｃに基づいて加減速制御を行えばよい。
（第二の変形例）
ここまでは、レンズ性能情報に優先指定情報Ｐｍｏｄｅが含まれるものとしたが、レンズ性能情報が優先指定情報Ｐｍｏｄｅを含まない構成であってもよい。この場合のシステム制御部１１の動作を説明する。
図７は、第二の変形例のデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。図７に示すフローチャートは、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ５及びステップＳ７を削除し、ステップＳ３の判定がＹＥＳのときにステップＳ６が行われるものである。
例えば、レンズ装置４０が短焦点レンズであることを前提とすると、フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃよりも大きい場合には、フレームレートｆａｃｃと加減速制御を組み合わせるよりも、フレームレートｆｂｏｄｙと定速制御を組み合わせた方が高速かつ高精度に目標位置を決定できる。
レンズ装置４０が長焦点レンズであることを前提としても、フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃよりも十分に大きい場合には、フレームレートｆａｃｃと加減速制御を組み合わせるよりも、フレームレートｆｂｏｄｙと定速制御を組み合わせた方が高速かつ高精度に目標位置を決定できる。
このように、図７に示す動作であっても合焦速度と合焦精度を両立させることができる。
（第三の変形例）
第三の変形例は、第一の変形例に第二の変形例を適用したものである。
図８は、第三の変形例のデジタルカメラにおけるシステム制御部１１の動作を説明するためのフローチャートである。
図８に示すフローチャートは、図６に示すフローチャートにおいてステップＳ５及びステップＳ７を削除し、ステップＳ３の判定がＹＥＳのときにステップＳ６が行われるものである。
例えば、レンズ装置４０が短焦点レンズであることを前提とすると、フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃよりも大きい場合には、フレームレートｆａｃｃと加減速制御を組み合わせるよりも、フレームレートｆｂｏｄｙと定速制御を組み合わせた方が高速かつ高精度に目標位置を決定できる。
レンズ装置４０が長焦点レンズであることを前提としても、フレームレートｆｂｏｄｙがフレームレートｆａｃｃよりも十分に大きい場合には、フレームレートｆａｃｃと加減速制御を組み合わせるよりも、フレームレートｆｂｏｄｙと定速制御を組み合わせた方が高速かつ高精度に目標位置を決定できる。
このように、図８に示す動作であっても合焦速度と合焦精度を両立させることができる。
ここまでの説明では、デジタルカメラの撮像性能情報としてフレームレートを例にした。しかし、撮像性能情報は、フレームレートの逆数、つまり、１つの撮像画像信号（１フレーム）を得るために必要な時間（１フレーム期間）であってもよい。
次に、撮像装置としてスマートフォンの構成について説明する。
図９は、本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。図９に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。
図１０は、図９に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、ウェブデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像及び動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。
表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。
操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。
図１０に示すように、本発明の撮影装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。
係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。
なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。
更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
通話部２１１は、スピーカ２０５やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。
また、図９に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。
操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図９に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。
なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ ｍｅｍｏｒｙ ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｃａｒｄ ｍｉｃｒｏ ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。
外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。
スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０や外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。
電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。
主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、ウェブページを閲覧するウェブブラウジング機能などがある。
また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。
更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。
なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。
カメラ部２０８は、図１に示したデジタルカメラにおける外部メモリ制御部２０、記録媒体２１、表示制御部２２、表示部２３、及び操作部１４以外の構成を含む。
カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。
図９に示すにスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。
また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。
また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。
以上のような構成のスマートフォン２００においても、高速・高精度のＡＦが可能になる。
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
開示された撮像装置は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に上記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御部と、上記撮像画像信号に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定部と、上記目標位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御部と、上記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は上記撮像画像信号を読み出す際の読み出し間隔を示す第一の撮像性能情報を記憶する記憶部と、上記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を上記レンズ装置から取得するレンズ情報取得部と、を備え、上記サーチ制御部は、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの移動速度を制御して上記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、上記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを、上記レンズ性能情報と上記第一の撮像性能情報とに基づいて選択的に行うものである。
開示された撮像装置は、上記レンズ性能情報は、上記加減速制御と組み合わせ可能な最大の第二の撮像性能情報を含むものである。
開示された撮像装置は、上記レンズ性能情報は、上記第二の撮像性能情報と上記加減速制御の組み合わせ、及び、上記第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と上記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うかを示す優先指定情報を更に含むものである。
開示された撮像装置は、上記レンズ性能情報は、上記加減速制御が行われる際の上記フォーカスレンズの駆動能力を示す制御情報を含み、上記評価値算出部は、上記撮像画像信号にフィルタ処理を施し、上記フィルタ処理後の信号に基づいて上記評価値を算出し、上記レンズ装置から取得した上記制御情報と、上記フィルタ処理のフィルタ特性情報と、に基づいて上記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報を算出する最大撮像性能情報算出部を更に備えるものである。
開示された撮像装置は、上記レンズ性能情報は、上記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報と上記加減速制御の組み合わせ、及び、上記最大の第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と上記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うべきかを示す優先指定情報を更に含むものである。
開示された撮像装置は、上記制御情報は、上記加減速制御時において上記フォーカスレンズの１フレーム期間中に許容されるフォーカスレンズの移動量、上記フォーカスレンズを減速させる際の減速度、及び、上記フォーカスレンズの減速を開始する指令を上記撮像装置から受けてから上記フォーカスレンズの減速が開始するまでの遅延時間を含むものである。
開示された撮像装置は、上記サーチ制御部は、上記第一の撮像性能情報が上記第二の撮像性能情報以下の場合には、上記第一の撮像性能情報にしたがって上記撮像素子を駆動しかつ上記加減速制御を実行し、上記第一の撮像性能情報が上記第二の撮像性能情報を超える場合には、上記第二の撮像性能情報にしたがって上記撮像素子を駆動しかつ上記加減速制御を実行するか、上記第一の撮像性能情報にしたがって上記撮像素子を駆動しかつ上記定速制御を実行するかを、上記優先指定情報に基づいて決定するものである。
開示された合焦制御方法は、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能であり、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に上記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御ステップと、上記撮像画像信号に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出ステップと、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定ステップと、上記目標位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御ステップと、上記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を上記レンズ装置から取得するレンズ情報取得ステップと、を備え、上記サーチ制御ステップでは、上記レンズ性能情報と、上記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は撮像画像信号の読み出し間隔を示す撮像性能情報を記憶する上記撮像装置内の記憶部に記憶されている第一の撮像性能情報と、に基づいて、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの移動速度を制御して上記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、上記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを選択的に行うものである。
開示された合焦制御方法は、上記レンズ性能情報は、上記加減速制御と組み合わせ可能な最大の第二の撮像性能情報を含むものである。
開示された合焦制御方法は、上記レンズ性能情報は、上記第二の撮像性能情報と上記加減速制御の組み合わせ、及び、上記第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と上記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うかを示す優先指定情報を更に含むものである。
開示された合焦制御方法は、上記レンズ性能情報は、上記加減速制御が行われる際の上記フォーカスレンズの駆動能力を示す制御情報を含み、上記評価値算出ステップでは、上記撮像画像信号にフィルタ処理を施し、上記フィルタ処理後の信号に基づいて上記評価値を算出し、上記レンズ装置から取得した上記制御情報と、上記フィルタ処理のフィルタ特性情報と、に基づいて上記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報を算出する最大撮像性能情報算出ステップを更に備えるものである。
開示された合焦制御方法は、上記レンズ性能情報は、上記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報と上記加減速制御の組み合わせ、及び、上記最大の第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と上記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うべきかを示す優先指定情報を更に含むものである。
開示された合焦制御方法は、上記制御情報は、上記加減速制御時において上記フォーカスレンズの１フレーム期間中に許容されるフォーカスレンズの移動量、上記フォーカスレンズを減速させる際の減速度、及び、上記フォーカスレンズの減速を開始する指令を上記撮像装置から受けてから上記フォーカスレンズの減速が開始するまでの遅延時間を含むものである。
開示された合焦制御方法は、上記サーチ制御ステップでは、上記第一の撮像性能情報が上記第二の撮像性能情報以下の場合には、上記第一の撮像性能情報にしたがって上記撮像素子を駆動しかつ上記加減速制御を実行し、上記第一の撮像性能情報が上記第二の撮像性能情報を超える場合には、上記第二の撮像性能情報にしたがって上記撮像素子を駆動しかつ上記加減速制御を実行するか、上記第一の撮像性能情報にしたがって上記撮像素子を駆動しかつ上記定速制御を実行するかを、上記優先指定情報に基づいて決定するものである。
開示された合焦制御プログラムは、光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能であり、上記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置に含まれるコンピュータを、上記フォーカスレンズを移動させながら、上記フォーカスレンズの位置毎に上記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御部と、上記撮像画像信号に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定部と、上記目標位置に上記フォーカスレンズを移動させる合焦制御部と、上記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を上記レンズ装置から取得するレンズ情報取得部と、して機能させるためのプログラムであり、上記サーチ制御部は、上記レンズ性能情報と、上記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は撮像画像信号の読み出し間隔を示す撮像性能情報を記憶する上記撮像装置内の記憶部に記憶されている撮像性能情報と、に基づいて、上記評価値に基づいて上記フォーカスレンズの移動速度を制御して上記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、上記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを選択的に行うものである。
本発明は、特にデジタルカメラ等に適用して利便性が高く、有効である。
以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本出願は、２０１５年１２月２２日出願の日本特許出願（特願２０１５−２４９６１８）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
１ 撮影レンズ
２ 絞り
３ レンズ情報記憶部
４ レンズ制御部
５ 撮像素子
６ アナログ信号処理部
７ アナログデジタル変換回路
８ レンズ駆動部
９ 絞り駆動部
１０撮像素子駆動部
１１ システム制御部
１２ 記憶部
１４ 操作部
１５ メモリ制御部
１６ メインメモリ
１７ デジタル信号処理部
１９ 圧縮伸長処理部
２０ 外部メモリ制御部
２１ 記録媒体
２２ 表示制御部
２３ 表示部
２４ 制御バス
２５ データバス
１１０ サーチ制御部
１１１ 評価値算出部
１１２ 目標位置決定部
１１３ 合焦制御部
１１４ レンズ情報取得部
１１５ フレームレートｆａｃｃ算出部
２００ スマートフォン
２０１ 筐体
２０２ 表示パネル
２０３ 操作パネル
２０４ 表示入力部
２０５ スピーカ
２０６ マイクロホン
２０７ 操作部
２０８ カメラ部
２１０ 無線通信部
２１１ 通話部
２１２ 記憶部
２１３ 外部入出力部
２１４ ＧＰＳ受信部
２１５ モーションセンサ部
２１６ 電源部
２１７ 内部記憶部
２１８ 外部記憶部
２２０ 主制御部
ＳＴ１〜ＳＴｎ ＧＰＳ衛星

Claims (15)

  1. 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、
    前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子と、
    前記フォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に前記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御部と、
    前記撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、
    前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定部と、
    前記目標位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御部と、
    前記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は前記撮像画像信号を読み出す際の読み出し間隔を示す第一の撮像性能情報を記憶する記憶部と、
    前記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を前記レンズ装置から取得するレンズ情報取得部と、を備え、
    前記サーチ制御部は、前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの移動速度を制御して前記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、前記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを、前記レンズ性能情報と前記第一の撮像性能情報とに基づいて選択的に行う撮像装置。
  2. 請求項１記載の撮像装置であって、
    前記レンズ性能情報は、前記加減速制御と組み合わせ可能な最大の第二の撮像性能情報を含む撮像装置。
  3. 請求項２記載の撮像装置であって、
    前記レンズ性能情報は、前記第二の撮像性能情報と前記加減速制御の組み合わせ、及び、前記第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と前記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うかを示す優先指定情報を更に含む撮像装置。
  4. 請求項１記載の撮像装置であって、
    前記レンズ性能情報は、前記加減速制御が行われる際の前記フォーカスレンズの駆動能力を示す制御情報を含み、
    前記評価値算出部は、前記撮像画像信号にフィルタ処理を施し、前記フィルタ処理後の信号に基づいて前記評価値を算出し、
    前記レンズ装置から取得した前記制御情報と、前記フィルタ処理のフィルタ特性情報と、に基づいて前記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報を算出する最大撮像性能情報算出部を更に備える撮像装置。
  5. 請求項４記載の撮像装置であって、
    前記レンズ性能情報は、前記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報と前記加減速制御の組み合わせ、及び、前記最大の第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と前記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うべきかを示す優先指定情報を更に含む撮像装置。
  6. 請求項４又は５記載の撮像装置であって、
    前記制御情報は、前記加減速制御時において前記フォーカスレンズの１フレーム期間中に許容されるフォーカスレンズの移動量、前記フォーカスレンズを減速させる際の減速度、及び、前記フォーカスレンズの減速を開始する指令を前記撮像装置から受けてから前記フォーカスレンズの減速が開始するまでの遅延時間を含む撮像装置。
  7. 請求項３又は５記載の撮像装置であって、
    前記サーチ制御部は、前記第一の撮像性能情報が前記第二の撮像性能情報以下の場合には、前記第一の撮像性能情報にしたがって前記撮像素子を駆動しかつ前記加減速制御を実行し、
    前記第一の撮像性能情報が前記第二の撮像性能情報を超える場合には、前記第二の撮像性能情報にしたがって前記撮像素子を駆動しかつ前記加減速制御を実行するか、前記第一の撮像性能情報にしたがって前記撮像素子を駆動しかつ前記定速制御を実行するかを、前記優先指定情報に基づいて決定する撮像装置。
  8. 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能であり、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置による合焦制御方法であって、
    前記フォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に前記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御ステップと、
    前記撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出ステップと、
    前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定ステップと、
    前記目標位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御ステップと、
    前記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を前記レンズ装置から取得するレンズ情報取得ステップと、を備え、
    前記サーチ制御ステップでは、前記レンズ性能情報と、前記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は撮像画像信号の読み出し間隔を示す撮像性能情報を記憶する前記撮像装置内の記憶部に記憶されている第一の撮像性能情報と、に基づいて、前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの移動速度を制御して前記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、前記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御方法。
  9. 請求項８記載の合焦制御方法であって、
    前記レンズ性能情報は、前記加減速制御と組み合わせ可能な最大の第二の撮像性能情報を含む合焦制御方法。
  10. 請求項９記載の合焦制御方法であって、
    前記レンズ性能情報は、前記第二の撮像性能情報と前記加減速制御の組み合わせ、及び、前記第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と前記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うかを示す優先指定情報を更に含む合焦制御方法。
  11. 請求項８記載の合焦制御方法であって、
    前記レンズ性能情報は、前記加減速制御が行われる際の前記フォーカスレンズの駆動能力を示す制御情報を含み、
    前記評価値算出ステップでは、前記撮像画像信号にフィルタ処理を施し、前記フィルタ処理後の信号に基づいて前記評価値を算出し、
    前記レンズ装置から取得した前記制御情報と、前記フィルタ処理のフィルタ特性情報と、に基づいて前記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報を算出する最大撮像性能情報算出ステップを更に備える合焦制御方法。
  12. 請求項１１記載の合焦制御方法であって、
    前記レンズ性能情報は、前記加減速制御が可能な最大の第二の撮像性能情報と前記加減速制御の組み合わせ、及び、前記最大の第二の撮像性能情報よりも大きい撮像性能情報と前記定速制御の組み合わせのどちらを優先して行うべきかを示す優先指定情報を更に含む合焦制御方法。
  13. 請求項１１又は１２記載の合焦制御方法であって、
    前記制御情報は、前記加減速制御時において前記フォーカスレンズの１フレーム期間中に許容されるフォーカスレンズの移動量、前記フォーカスレンズを減速させる際の減速度、及び、前記フォーカスレンズの減速を開始する指令を前記撮像装置から受けてから前記フォーカスレンズの減速が開始するまでの遅延時間を含む合焦制御方法。
  14. 請求項１０又は１２記載の合焦制御方法であって、
    前記サーチ制御ステップでは、前記第一の撮像性能情報が前記第二の撮像性能情報以下の場合には、前記第一の撮像性能情報にしたがって前記撮像素子を駆動しかつ前記加減速制御を実行し、
    前記第一の撮像性能情報が前記第二の撮像性能情報を超える場合には、前記第二の撮像性能情報にしたがって前記撮像素子を駆動しかつ前記加減速制御を実行するか、前記第一の撮像性能情報にしたがって前記撮像素子を駆動しかつ前記定速制御を実行するかを、前記優先指定情報に基づいて決定する合焦制御方法。
  15. 光軸方向に移動可能なフォーカスレンズを含むレンズ装置を着脱可能であり、前記フォーカスレンズを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像装置に含まれるコンピュータを、
    前記フォーカスレンズを移動させながら、前記フォーカスレンズの位置毎に前記撮像素子により被写体を撮像させて撮像画像信号を取得するサーチ制御部と、
    前記撮像画像信号に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定するための評価値を算出する評価値算出部と、
    前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの目標位置を決定する目標位置決定部と、
    前記目標位置に前記フォーカスレンズを移動させる合焦制御部と、
    前記フォーカスレンズによる合焦性能を示すレンズ性能情報を前記レンズ装置から取得するレンズ情報取得部と、して機能させるためのプログラムであり、
    前記サーチ制御部は、前記レンズ性能情報と、前記撮像素子から連続して撮像画像信号を読み出す際の単位時間当たりに読み出される撮像画像信号の数又は撮像画像信号の読み出し間隔を示す撮像性能情報を記憶する前記撮像装置内の記憶部に記憶されている撮像性能情報と、に基づいて、前記評価値に基づいて前記フォーカスレンズの移動速度を制御して前記移動速度を加速させた後に減速させる加減速制御と、前記フォーカスレンズの移動速度を一定とする定速制御とのいずれかを選択的に行う合焦制御プログラム。
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