JPWO2018096810A1 - フォーカス制御装置とフォーカス制御方法とプログラムおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

制御部３０のフォーカス駆動制御部３４は、例えば測距エリアのデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予めユーザが選択した駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行う。また、フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアのデフォーカス量が駆動制御判定閾値以下である場合、デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定してフォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行う。ユーザが選択した駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動して、その後、合焦状態を保持できる。したがって、自由度の高いオートフォーカス動作を容易に行えるようになる。

Description

この技術は、フォーカス制御装置とフォーカス制御方法とプログラムおよび撮像装置に関し、自由度の高いオートフォーカス動作を容易に行うことができるようにする。

従来、フォーカス制御装置では、測距結果に基づいてオートフォーカス動作が行われている。例えば特許文献１では、測距結果に基づいてフォーカスレンズの移動方向と移動速度を設定することが行われている。

特開２００６−３０１０３２号公報

ところで、測距結果に基づいてフォーカスレンズの移動方向と移動速度を設定しても、オートフォーカス動作における例えばフォーカス変化やフォーカス精度等の特性がユーザの所望する特性とならない場合がある。

そこで、この技術では、自由度の高いオートフォーカス動作を容易に行うことができるフォーカス制御装置とフォーカス制御方法とプログラムおよび撮像装置を提供することを目的とする。

この技術の第１の側面は、
撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部
を有するフォーカス制御装置にある。

この技術では、撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量や画像信号から高周波成分を抽出して算出した被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、フォーカス駆動制御部は速度重視駆動制御を行い、予め設定された駆動パターン例えばユーザ操作に応じて設定または変更された駆動パターンに応じてフォーカスレンズの移動速度を設定してフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する。また、駆動パターンを記憶する駆動パターン記憶部をさらに有しており、フォーカス駆動制御部は、フォーカスレンズに対するユーザ操作に応じて駆動パターンを生成して駆動パターン記憶部に記憶する。

この技術の第２の側面は、
撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部
を有するフォーカス制御装置にある。

この技術では、撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値以下である場合、フォーカス駆動制御部は被写体重視駆動制御を行う。被写体重視駆動制御では、デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定してフォーカスレンズを駆動する。例えば、デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定する追従性重視制御、またはデフォーカス量を時間方向または空間方向に平滑化して得られた平滑化デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定する安定性重視制御、あるいは測距エリアの被写体の撮像画像から画像の鮮鋭度に応じた評価値を算出して、鮮鋭度が最大となるようにフォーカスレンズを駆動する精度重視制御を行う。また、ユーザ操作を受け付けるユーザインタフェース部を備え、フォーカス駆動制御部は、ユーザ操作に応じて測距エリアの設定または変更を行う。

この技術の第３の側面は、
撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量に応じてフォーカスレンズの駆動制御と、測距エリアの領域サイズを設定するフォーカス駆動制御部を備え、
前記フォーカス駆動制御部は、
前記デフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行い、
前記デフォーカス量が前記駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行い
前記デフォーカス量が予め設定された測距エリア判定閾値よりも大きい場合、前記測距エリアを予め設定されている領域サイズである速度重視駆動時の測距サイズに設定して、
前記デフォーカス量が前記測距エリア判定閾値以下である場合、前記測距エリアを前記速度重視駆動時の測距サイズと異なる領域サイズである被写体重視測距サイズに設定するフォーカス制御装置にある。

この技術では、撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された測距エリア判定閾値よりも大きい場合、フォーカス駆動制御部は、測距エリアを予め設定されている領域サイズである速度重視駆動時の測距サイズに設定して、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下である場合、測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズと異なる領域サイズである被写体重視測距サイズに設定する。また、フォーカス駆動制御部は、測距エリアの被写体の動き状態に応じて被写体重視測距サイズを設定する。例えば、測距エリアの被写体が動被写体である場合に被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズよりも大きくして、被写体が静止被写体である場合に被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズまたは速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくする。また、フォーカス駆動制御部は、例えば被写体の撮像モードに応じて前記被写体重視測距サイズの設定を行い、撮像モードが動被写体を撮像するモードである場合に被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズよりも大きくして、撮像モードが静止被写体を撮像するモードである場合に被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズまたは速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくする。また、フォーカス駆動制御部は、被写界深度に応じて被写体重視測距サイズを設定して、被写界深度が深い場合は被写界深度が浅い場合よりも領域サイズを小さくする。

この技術の第４の側面は、
撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御をフォーカス駆動制御部で行うこと
を含むフォーカス制御方法にある。

この技術の第５の側面は、
撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御をフォーカス駆動制御部で行うこと
を含むフォーカス制御方法にある。

この技術の第６の側面は、
フォーカス制御を行うコンピュータに、
撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する手順と、
前記デフォーカス量が前記閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する手順と
を前記コンピュータで実行させるためのプログラムにある。

なお、本技術のプログラムは、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎用コンピュータに対して、コンピュータ可読な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなどの記憶媒体、あるいは、ネットワークなどの通信媒体によって提供可能なプログラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読な形式で提供することにより、コンピュータ上でプログラムに応じた処理が実現される。

この技術の第７の側面は、
撮像画面内の測距エリアのデフォーカス量を検出するデフォーカス検出部と、
フォーカスレンズを含む撮像光学系と、
前記デフォーカス検出部で検出されたデフォーカス量が予め設定された閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンで前記フォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行い、前記デフォーカス量が前記閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部と
を有する撮像装置にある。

この技術によれば、撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御が行われる。このため、自由度の高いオートフォーカス動作を容易に行うことができるようになる。なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また付加的な効果があってもよい。

撮像システムの構成を例示した図である。 第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。 測距エリアの設定動作を説明するための図（タップ操作あるいは長押し操作によって測距エリアを設定する場合）である。 測距エリアの設定動作を説明するための図（測距枠を所望の被写体の表示位置に移動して測距エリアを設定する場合）である。 測距エリアの設定動作を説明するための図（スイッチ操作によって測距枠を移動して測距エリアを設定する場合）である。 測距エリアの設定動作を説明するための図（予め登録されている測距エリアから測距エリアを選択する場合）である。 速度重視駆動制御で選択可能な駆動パターンを例示した図である。 被写体重視駆動制御を説明するための図である。 精度を重視した被写体重視駆動制御を説明するための図である。 被写体の変更動作を説明するための図である。 被写体の他の変更動作を説明するための図である。 第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。 測距エリアが速度重視駆動時の測距サイズである場合を説明するための図である。 測距エリアが被写体重視測距サイズである場合を説明するための図である。 第２の実施の形態の動作例を示した図である。 第２の実施の形態の他の動作例を示した図である。 第３の実施の形態の動作例を示した図である。

以下、本技術を実施するための形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．撮像システムの構成
２．オートフォーカス制御の第１の実施の形態
３．オートフォーカス制御の第２の実施の形態
４．オートフォーカス制御の第３の実施の形態
５．オートフォーカス制御の他の実施の形態

＜１．撮像システムの構成＞
図１は、本技術のフォーカス制御装置を用いた撮像システムの構成を例示している。撮像システム１０は、撮像部２０と制御部３０、ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）部４０、表示部５０、記録再生部６０を有している。撮像部２０は撮像画像の画像信号および撮像画像に含まれる被写体の測距結果を示す測距情報を生成して制御部３０へ出力する。また、撮像部２０は、レンズや絞りの制御状態を示す撮像光学系情報を生成して制御部３０へ出力する。制御部３０は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号や測距情報および撮像光学系情報等に基づいて撮像部２０の動作制御を行う。また、撮像部２０で生成された画像信号の出力制御を行う。表示部５０は、制御部３０から出力された画像信号に基づいて撮像画像を表示する。記録再生部６０は、制御部３０から出力された画像信号を記録媒体に記録する。なお、撮像部２０と制御部３０、表示部５０、記録再生部６０は一体化して設けられてもよく、個々に独立して設けられてもよい。また、一部のみ例えば制御部３０とユーザインタフェース部４０と表示部５０を一体に構成してもよい。

撮像部２０は、撮像光学系ブロック２１、撮像光学系駆動処理部２２、撮像素子２３、信号処理部２４、測距部２５を有している。

撮像光学系ブロック２１は、フォーカスレンズ２１１やズームレンズ２１２、絞り２１３、シャッター機構２１４を有している。フォーカスレンズ２１１は、被写体光学像を撮像素子２３の撮像面に結像させる。ズームレンズ２１２には、撮像素子２３の撮像面に結像される被写体光学像の大きさを調整する。絞り２１３は、撮像素子２３の撮像面に結像される被写体光学像の明るさを調整する。シャッター機構２１４は、被写体光学像を撮像素子２３の撮像面に結像される期間の調整、すなわち撮像素子２３の露光時間を調整する。

撮像光学系駆動処理部２２は、制御部３０からのフォーカス駆動制御信号に基づきフォーカスレンズ２１１を駆動する。また、撮像光学系駆動処理部２２は、フォーカスレンズ２１１のフォーカスレンズ位置情報を生成して制御部３０へ出力する。さらに、撮像光学系駆動処理部２２は、制御部３０からのズーム制御信号や絞り制御信号に基づきズームレンズ２１２や絞りを駆動する処理、およびズームレンズ２１２のレンズ位置や絞りの設定位置を示すズームレンズ位置情報や絞り設定情報を生成して制御部３０へ出力する。また、撮像光学系駆動処理部２２は、制御部３０からのシャッター制御信号に基づき、指定された露光期間に対応させてシャッター機構を駆動する。

撮像素子２３は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサまたはＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等からなり、撮像光学系ブロック２１を介して撮像面に入射された被写体光を光電変換して画像信号を生成する。撮像素子２３は、生成した画像信号を信号処理部２４へ出力する。

信号処理部２４は、撮像素子２３から供給された画像信号に対してノイズ除去処理やＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換等を行う。さらに、信号処理部２４は、デモザイク処理やガンマ補正、ホワイトバランスや色調，彩度，コントラスト等の調整処理を行い制御部３０へ出力する。

測距部２５は、被写体の測距情報を生成する。測距部２５は、撮像素子２３に設けられてもよく、撮像素子２３と別個に設けられてもよい。例えば測距部２５を設けた撮像素子２３としては、撮像面に像面位相差検出画素を設けたイメージセンサが用いられる。フォーカス制御において、フォーカスを合わせる被写体領域である測距エリアに位相差検出画素が設けられる。像面位相差検出画素は、瞳分割によって分割された一方の画像と他方の画像の画像信号を個々に生成する。測距部２５は、像面位相差検出画素で生成された画像信号を用いて、一方の画像と他方の画像の位相差を検出する。

また、測距部２５は、イメージセンサとは別個にオートフォーカス用の一対のラインセンサを設けて、瞳分割によって分割された一方の画像と他方の画像を一対のラインセンサ上に結像させて、一対のラインセンサに結像された画像の位相差を検出してもよい。さらに、測距部２５は、出力した光や電波の反射に基づき被写体までの距離を測定できるセンサ等を用いてもよい。

測距部２５は、検出した位相差や被写体までの距離を示す測距情報を、制御部３０へ出力する。また、測距部２５は、撮像画像における画素毎の被写界深度を示すデプスマップを生成して測距情報として制御部３０へ出力してもよい。

制御部３０は、例えば画像信号出力制御部３１、デフォーカス検出部３２、駆動パターン記憶部３３、フォーカス駆動制御部３４等を有している。画像信号出力制御部３１は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づき、撮像部２０で生成された画像信号を表示部５０や記録再生部６０，外部機器等へ出力する制御を行う。

デフォーカス検出部３２は、測距情報に基づきフォーカス誤差を示すデフォーカス量を検出する。例えば測距情報が位相差を示している場合、位相差をデフォーカス量として用いてもよく、位相差に対応するフォーカスレンズ位置の差をデフォーカス量として用いてもよい。また、測距情報が被写体までの距離を示している場合、測距情報で示された距離の被写体に合焦するフォーカスレンズ位置と現在のフォーカスレンズ位置との差をデフォーカス量として用いる。また、測距情報がデプスマップである場合、測距エリアにおけるデプス値で示された位置に合焦するフォーカスレンズ位置と現在のフォーカスレンズ位置との差をデフォーカス量として用いる。デフォーカス検出部３２は、測距情報から検出したデフォーカス量をフォーカス駆動制御部３４へ出力する。

駆動パターン記憶部３３は、デフォーカス検出部３２で検出されたデフォーカス量に応じてフォーカスレンズを駆動する際の駆動パターンを記憶する。駆動パターンは例えばフォーカスレンズの移動速度を示す駆動パターンまたは速度変化を示す駆動パターンであってもよく、駆動パターンを生成するための情報例えば速度と変化パターン（等速変化あるいは曲線変化等）を指定した設定情報等であってもよい。また、駆動パターン記憶部３３は、複数の駆動パターンを記憶して、ユーザ等によって選択的に用いるようにしてもよい。

フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアのデフォーカス量やユーザインタフェース部４０からの操作信号と駆動パターン記憶部３３から取得した駆動パターンに基づいてフォーカス駆動制御信号を生成する。フォーカス駆動制御部３４は、生成したフォーカス駆動制御信号を撮像部２０へ出力してオートフォーカス動作を行う。また、フォーカス駆動制御部３４は、撮像光学系ブロック２１のフォーカスレンズ２１１に対するユーザ操作に応じて駆動パターンを生成して、生成した駆動パターンを駆動パターン記憶部に記憶してもよい。測距エリアのデフォーカス量は、例えば測距エリア内の複数位置でデフォーカス量が得られている場合、例えばエリアの中央のデフォーカス量を用いてもよく、測距エリアに含まれる複数のデフォーカス量の平均値を測距エリアのデフォーカス量としてもよい。なお、図１では、デフォーカス検出部３２をフォーカス駆動制御部３４と別個に設けているが、測距部２５から取得した測距情報等に基づきフォーカス駆動制御部３４で測距エリアのデフォーカス量を算出するようにしてもよい。

ユーザインタフェース部４０は、操作スイッチやタッチパネル等で構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部３０へ出力する。

表示部５０は、液晶表示素子や有機ＥＬ表示等を用いて構成されている。表示部５０は、制御部３０から供給された画像信号に基づき、撮像部２０で得られた撮像画像を表示する。また、表示部５０の画面上には、ユーザインタフェース部４０のタッチパネルが設けられて、グラフィカルユーザインタフェースが構成されており、画面表示に応じてユーザがタッチパネルを操作することで、撮像システム１０の各種設定や動作切り替え等が可能とされている。

記録再生部６０は、記録媒体が固定または着脱可能とされており、制御部３０から供給された撮像画像の画像信号を記録する。また、記録再生部６０は、記録されている画像信号を制御部３０からの要求に応じて読み出して制御部３０へ出力する。したがって、記録再生部６０に記録されている撮像画像を表示部５０で表示することができる。

＜２．オートフォーカス制御の第１の実施の形態＞
次に、オートフォーカス制御の第１の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、測距エリア内の被写体にフォーカスを合わせる際に、ユーザが所望するフォーカス変化を行うことができるようにする。すなわち、フォーカス駆動制御部は、撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターン例えばユーザインタフェース部に対するユーザ操作に応じて選択された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行う。

また、第１の実施の形態では、測距エリア内の被写体にフォーカスがあった状態を維持できるようにする。すなわち、フォーカス駆動制御部は、デフォーカス量が駆動制御判定閾値以下である場合、デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定してフォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行う。

図２は、第１の実施の形態の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１でフォーカス駆動制御部は測距エリアを設定する。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づいて、撮像画面内に測距エリアを設定してステップＳＴ２に進む。

図３乃至図６は、測距エリアの設定動作を説明するための図である。図３は、タップ操作あるいは長押し操作によって測距エリアを設定する場合を示している。ユーザは所望の被写体ＯＢの位置に対してタップ操作あるいは長押し操作を行う。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づき、タップ操作あるいは長押し操作が行われたことを検出した場合、操作位置を含むように測距エリア（測距枠Ｇｒで囲まれたエリア）を設定する。なお、測距エリアは、タップ操作あるいは長押し操作によって指定された点であってもよい。

図４は、測距枠を所望の被写体の表示位置に移動して測距エリアを設定する場合を示している。フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアを示す測距枠Ｇｒを画面上に表示している。ユーザは測距枠Ｇｒを破線で示す位置から所望の被写体ＯＢの位置に移動するドラッグ操作を行う。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づき、ドラッグ操作が行われたことを検出した場合、移動後の測距枠Ｇｒで囲まれたエリアを測距エリアとして設定する。

図５は、スイッチ操作によって測距枠を移動して測距エリアを設定する場合を示している。ユーザは、ユーザインタフェース部４０の移動キー（十字キーまたはジョイスティック等）４０１を操作して、測距枠Ｇｒを破線で示す位置から所望の被写体ＯＢの位置に移動する。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づき、測距枠Ｇｒの移動操作が行われたことを検出した場合、移動後の測距枠Ｇｒで囲まれたエリアを測距エリアとして設定する。

図６は、予め登録されている測距エリアから測距エリアを選択する場合を示している。ユーザは、ユーザインタフェース部４０の選択キー４０２を操作して、所望の被写体ＯＢの位置である測距枠Ｇｒを選択する。なお、一点鎖線で示す枠が選択可能な測距枠を例示している。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づき、測距枠Ｇｒの選択操作が行われたことを検出した場合、ユーザが選択した測距枠Ｇｒで囲まれたエリアを測距エリアとして設定する。

図２に戻り、ステップＳＴ２でフォーカス駆動制御部はデフォーカス量を取得する。フォーカス駆動制御部３４は、ステップＳＴ１で設定した測距エリアに含まれる被写体のデフォーカス量をデフォーカス検出部３２から取得する。例えば、フォーカス駆動制御部３４は、撮像部２０において像面位相差検出画素を設けたイメージセンサが用いられている場合、測距エリア内の像面位相差検出画素を用いて算出した位相差から検出したデフォーカス量をデフォーカス検出部３２から取得する。また、フォーカス駆動制御部３４は、測距部２５で被写体までの距離が測定された場合、測距エリア内の被写体までの距離とフォーカスレンズの現在位置から検出したデフォーカス量をデフォーカス検出部３２から取得する。フォーカス駆動制御部３４は、デフォーカス検出部３２から測距エリアのデフォーカス量を取得してステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３でフォーカス駆動制御部は、デフォーカス量が駆動制御判定閾値よりも大きいか判別する。フォーカス駆動制御部３４は、ステップＳＴ２で取得した測距エリアのデフォーカス量が予め設定されている駆動制御判定閾値よりも大きい場合にステップＳＴ４に進み、デフォーカス量が駆動制御判定閾値以下である場合にステップＳＴ５に進む。

ステップＳＴ４でフォーカス駆動制御部は、速度重視駆動制御を行う。フォーカス駆動制御部３４は、速度重視駆動制御を行う場合、予めユーザが選択した駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動するフォーカス駆動制御信号を生成して撮像部２０へ出力してステップＳＴ６に進む。

図７は、速度重視駆動制御で選択可能な駆動パターンを例示している。図７の（ａ）はフォーカスレンズの移動速度が一定の場合を示している。フォーカスレンズの移動速度が速い駆動パターンＣＶａをユーザが選択した場合、フォーカス位置が駆動開始時の位置Ｐｓから合焦位置Ｐｆとなるまでの時間、すなわち撮像画像が測距エリアの被写体にフォーカスの合った画像となるまでの時間が短くなる。また、移動速度が遅い駆動パターンＣＶｂをユーザが選択した場合、撮像画像は測距エリアの被写体にフォーカスの合った画像となるまでの時間が長くなる。

図７の（ｂ）はフォーカスレンズの移動速度が一定でない場合を例示している。駆動パターンＣＶｃは、時間の経過と共に移動速度が低下する場合を示している。駆動パターンＣＶｃをユーザが選択した場合、撮像画像はぼけが少なくなるに伴いぼけの減り具合が小さい画像となる。

駆動パターンＣＶｄは、フォーカス駆動制御の駆動開始時とフォーカスが合焦位置に近づいたとき、他の期間よりも移動速度を高速とした場合を示している。例えばフォーカス制御開始時のぼけが大きくフォーカスレンズを移動してもぼけの減り具合が目立たないような場合、駆動パターンＣＶｄが選択されていると、ぼけの減り具合が目立たないようなレンズ位置ではフォーカスレンズを高速に移動することができる。また、フォーカスレンズが合焦位置に近づいたときに移動速度が高速とされるので、例えばぼけが小さく目立たないような状態となったとき速やかに合焦状態となる。したがって、駆動パターンＣＶｄを選択すれば、合焦状態となるまでの期間においてぼけの変化が顕著な撮像画像を生成できるようになる。

なお、速度重視駆動制御では、取得されたデフォーカス量に応じてフォーカスレンズの移動量を設定してもよい。この場合、デフォーカス量が取得される毎に移動量の設定が行われることから、移動速度を設定した場合と同様な動作が可能となり、図７の駆動パターンのような速度重視駆動制御を行うことができる。

このように、フォーカス駆動制御部３４は、速度重視駆動制御であるとき、ユーザが選択した駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動することから、ユーザが所望するフォーカス変化を生じた撮像画像を撮像部２０で生成することができるようになる。したがって、ユーザは、動画の撮像時において例えば測距エリアの被写体にフォーカスが合うまでのぼけの変化を演出として利用することが可能となる。

図２に戻り、ステップＳＴ３からステップＳＴ５に進むと、フォーカス駆動制御部は、被写体重視駆動制御を行う。フォーカス駆動制御部３４は、被写体重視駆動制御を行う場合、デフォーカス量に応じてフォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定してフォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動制御信号を生成して撮像部２０へ出力してステップＳＴ６に進む。

図８は、被写体重視駆動制御を説明するための図である。被写体重視駆動制御において、追従性を重視したフォーカス制御または安定性を重視したフォーカス制御を行う。

図８の（ａ）は、追従性を重視したフォーカス制御を示している。フォーカス駆動制御部３４は、追従性を重視したフォーカス制御を行う場合、デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定してフォーカス駆動制御信号を生成する。したがって、フォーカスレンズは、測距情報に基づく合焦位置（黒丸で示す）に順次移動されることから追従性の良好なオートフォーカス動作を行うことができる。

図８の（ｂ）は安定性を重視したフォーカス制御を示している。フォーカス駆動制御部３４は、安定性を重視したフォーカス制御動作を行う場合、デフォーカス量を時間方向または空間方向に平滑化して得られた平滑化デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定してフォーカス駆動制御信号を生成する。例えば、フォーカス駆動制御部３４は、デフォーカス量について移動平均の算出を行い、現在から過去方向の所定期間中に取得されたデフォーカス量の平均値（平滑化デフォーカス量）を時間の経過と共に順次算出する。また、フォーカス駆動制御部３４は、算出した平均値が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定してフォーカス駆動制御信号を生成する。したがって、フォーカスレンズは、平滑化後の測距情報に基づく合焦位置（白丸で示す）に順次移動されることから安定性の良好なオートフォーカス動作を行うことができる。また、安定性を重視したフォーカス制御では、デフォーカス量の平滑化が行われることから、例えば測距情報に誤りが生じた場合であっても、撮像画像は測距情報の誤りによってぼけを生じた画像になりにくい。なお、黒丸は平滑化を行う前の測距情報に基づく合焦位置を示している。

フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアの被写体の動き状態に応じて追従性を重視したフォーカス制御（追従性重視制御）または安定性を重視したフォーカス制御（安定性重視制御）あるいは後述する精度を重視したフォーカス制御（精度重視制御）を行う。フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアの被写体が動被写体である場合に追従性を重視したフォーカス制御を行い、測距エリアの被写体が静止被写体である場合に安定性を重視したフォーカス制御を行う。このようにフォーカス制御を選択することで、撮像部２０は、被写体が動いている場合に精度よくフォーカスを合わせ続けることができるようになり、被写体が静止している場合にフォーカスずれを生じにくくできる。さらに、フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアの被写体が動被写体か静止被写体かなど被写体の状況を判断し、その結果に応じて平均値の点数を適応的に変えることによって算出したフォーカス移動量を設定することで、追従性と安定性を両立するフォーカス合わせを行うようにしてもよい。

測距エリアの被写体が動被写体であるか静止被写体であるかの判定は、デフォーカス量を利用して判定してもよく被写体の撮像画像を用いて判定してもよい。例えばデフォーカス量は合焦状態である場合に小さい値となることから、デフォーカス量が小さい値である被写体が測距エリアから移動している場合に動被写体と判定する。また、デフォーカス量に基づき検出した奥行き方向の変化すなわち像倍率の変化量が予め設定した閾値よりも大きい場合、過去から現在までのフォーカス移動のトレンド(傾き)が予め設定した閾値よりも大きい場合に動被写体と判定する。また、像面速度が予め設定した閾値よりも速い場合に動被写体と判定してもよい。被写体の撮像画像を用いる場合、例えば測距エリアの被写体画像を用いて時間経過後の撮像画像とマッチング処理を行い、撮像画像におけるマッチング位置が測距エリアから移動している場合に動被写体と判定する。さらに、撮像モードに応じて測距エリアの被写体が動被写体であるか静止被写体であるか判定してもよい。例えば被写体の人物を引き立てるポートレートモードであるときは静止被写体であると判定して、動きのある被写体の撮像を想定してスポーツモードであるときは動被写体であると判定してもよい。

また、フォーカス駆動制御部３４は、被写体重視駆動制御において、精度を重視したフォーカス制御を行うようにしてもよい。図９は、精度を重視した被写体重視駆動制御を説明するための図である。フォーカス駆動制御部３４は、精度を重視したフォーカス制御を行う場合、デフォーカス量に換えて、測距エリアを含む評価値算出領域の画像から算出した評価値を用いる。フォーカス駆動制御部３４は、評価値算出領域の画像信号から高周波成分を抽出して被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値を算出する。なお、評価値は、フォーカスが被写体に近づいて被写体画像の鮮鋭度が高くなるに伴い値が小さくなるように設定されている。フォーカス駆動制御部３４は、フォーカス駆動制御信号によってフォーカスレンズを移動して、鮮鋭度が増加する方向を合焦方向と判別する。さらに、フォーカス駆動制御部３４は、フォーカス駆動制御信号によってフォーカスレンズを合焦方向に移動して鮮鋭度が最大となる合焦位置Ｐｆを判別したのち、フォーカスレンズを合焦位置に移動する。このようないわゆるコントラスト方式（あるいは山登り方式）でフォーカス制御を行うことで、撮像部２０は、測距エリアの被写体の鮮鋭度が高い撮像画像を生成できるようになる。なお、精度を重視した被写体重視駆動制御では、フォーカスレンズを移動させて合焦位置を判別することから、測距エリアの被写体が静止被写体である場合に、精度を重視した被写体重視駆動制御を行うようにしてもよい。

図２に戻り、ステップＳＴ６でフォーカス駆動制御部は、被写体が変更されたか判別する。フォーカス駆動制御部３４は、操作信号に基づきユーザがフォーカスを合わせる被写体を変更したと判別した場合、あるいはフォーカスを合わせる被写体を自動的に変更した場合にステップＳＴ１に戻り、変更後の被写体に対応させて測距エリアを設定する。また、フォーカス駆動制御部３４は、被写体が変更されたと判別していない場合ステップＳＴ２に戻り、測距エリアの被写体についてのデフォーカス量を取得することで、測距エリアの被写体にフォーカスが合っている状態を保持させる。

図１０は、被写体の変更動作を説明するための図である。フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアを登録できるようにして、測距エリアが登録された測距エリアに切り替えられた場合は、被写体が変更されたとする。図１０の（ａ）は、ユーザが予め登録した測距エリアを例示しており、測距枠Ｇｒｓで囲まれたが測距エリアである。図１０の（ｂ）は現在の測距エリアを例示しており、測距枠Ｇｒａで囲まれたが測距エリアである。ここで、ユーザは、所望の被写体ＯＢが登録した測距エリア内（測距枠Ｇｒｓで囲まれたエリア内）となるとき、ユーザインタフェース部４０の測距エリア読出スイッチ４０３を操作する。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づき、登録されている測距エリアの読出操作が行われたことを検出した場合、測距エリアを測距枠Ｇｒａのエリアから測距枠Ｇｒｓのエリアに切り替えて、被写体の変更が行われたとする。このように、フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアを登録できるようにして、登録された測距エリアを任意のタイミングで読み出すことができるようにする。したがって、例えば撮像画像の構図が決まっている場合、所望の位置に測距エリアを登録して、ユーザは、所望の被写体が測距エリアの位置となるタイミングで登録した測距エリアを読み出して測距エリアの切り替えを行う。このようにすれば、所望の被写体に容易にフォーカスを合わせることができるようになる。

図１１は、被写体の他の変更動作を説明するための図である。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザ操作に応じて測距エリアを移動できるようにして、測距エリアの移動が完了したとき被写体の変更が行われたとする。図１１の（ａ）は、移動前の測距エリアを例示しており、被写体ＯＢａの位置である測距枠Ｇｒで囲まれたが測距エリアである。

ユーザは、被写体ＯＢｂにフォーカスを合わせたい場合、ユーザインタフェース部４０の移動キー４０１を操作して、測距枠Ｇｒを所望の被写体ＯＢｂの位置とする。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づき、測距枠Ｇｒの移動操作が行われたことを検出した場合、図１１の（ｂ）に示す移動後の測距枠Ｇｒで囲まれたエリアを測距エリアとして設定する。このように、測距エリアを移動できるようにすれば、例えば撮像画像の構図が決まっていない場合や、所望の被写体の位置が分かっていない場合でも、所望の被写体に容易にフォーカスを合わせることができる。なお、図１０および図１１の動作は、ステップＳＴ１の測距エリアの設定で行ってもよい。

このように、オートフォーカス制御の第１の実施の形態によれば、デフォーカス量が駆動制御判定閾値よりも大きい場合、速度を重視したフォーカス駆動制御が行われて、ユーザの所望するようなフォーカス変化を生じた撮像画像を生成できるようになる。また、デフォーカス量が駆動制御判定閾値以下である場合は、追従性または安定性あるいは精度を重視してオートフォーカス動作を行うことができるので、被写体を重視したフォーカス駆動制御が行われて、所望の被写体にフォーカスが合っている状態を精度よく維持できるようになる。このように、デフォーカス量に応じてフォーカス駆動制御が切り替えられるので、測距エリアの被写体にフォーカスが合うまでのぼけの変化を演出として利用することが可能であり、被写体にフォーカスが合うとフォーカスが合っている状態を保ち続けることができる。したがって、自由度が高く高性能なオートフォーカス動作を行うことができる。また、フォーカス駆動制御部は、画像信号から高周波成分を抽出して算出した被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値を用いて、フォーカス駆動制御を行ってもよい。この場合、フォーカス駆動制御部は、例えば測距エリアを含む評価値算出領域の被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値を取得して、評価値に対して設定されている駆動制御判定閾値と取得した評価値を比較する。フォーカス駆動制御部は、被写体画像の鮮鋭度が低く評価値が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合に速度重視駆動制御を行い、駆動制御判定閾値以下である場合に被写体重視駆動制御を行う。このように、フォーカス駆動制御部で被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値を用いた場合でも、撮像システムは、デフォーカス量を用いた場合と同様な作用効果を得ることができる。

＜３．オートフォーカス制御の第２の実施の形態＞
次に、オートフォーカス制御の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、デフォーカス量に応じて測距エリアの領域サイズの切り替えを行う場合について説明する。フォーカス駆動制御部は、デフォーカス量が予め設定された測距エリア判定閾値よりも大きい場合、測距エリアを予め設定されている領域サイズである速度重視駆動時の測距サイズに設定する。また、フォーカス駆動制御部は、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下である場合、測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズと異なる領域サイズである被写体重視測距サイズに設定する。なお、測距エリア判定閾値が駆動制御判定閾値と等しい値である場合、速度重視駆動時の測距サイズは速度重視駆動制御における測距サイズ、被写体重視測距サイズは被写体重視駆動制御における測距サイズである。

図１２は、第２の実施の形態の動作を示すフローチャートである。ステップＳＴ１１でフォーカス駆動制御部は測距エリアを設定する。フォーカス駆動制御部３４は、ユーザインタフェース部４０からの操作信号に基づいて、撮像画面内に測距エリアを設定してステップＳＴ１２に進む。なお、測距エリアの設定は、上述した図３乃至図６の測距エリアの設定動作と同様に行う。

ステップＳＴ１２でフォーカス駆動制御部はデフォーカス量を取得する。フォーカス駆動制御部３４は、ステップＳＴ１１で設定した測距エリアに含まれる被写体のデフォーカス量をデフォーカス検出部３２から取得する。例えば、フォーカス駆動制御部３４は、上述したステップＳＴ２と同様に、位相差から検出したデフォーカス量または測距エリア内の被写体までの距離とフォーカスレンズの現在位置等から検出したデフォーカス量を取得してステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ１３でフォーカス駆動制御部は、デフォーカス量が測距エリア判定閾値よりも大きいか判別する。フォーカス駆動制御部３４は、ステップＳＴ１２で取得した測距エリアのデフォーカス量が予め設定されている測距エリア判定閾値よりも大きい場合にステップＳＴ１４に進み、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下である場合にステップＳＴ１５に進む。

ステップＳＴ１４でフォーカス駆動制御部は、測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズに設定する。フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアを予め設定されている領域サイズである速度重視駆動時の測距サイズに設定する。また、フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアの測距結果に基づきフォーカスレンズを合焦位置へと駆動するフォーカス駆動制御信号を生成して撮像部２０へ出力してステップＳＴ１６に進む。

図１３は、測距エリアが速度重視駆動時の測距サイズである場合を説明するための図である。撮像システム１０において、表示部５０では、撮像画面ＧＡに対してユーザインタフェース領域ＵＡが設定されており、ユーザインタフェース領域ＵＡの領域内におけるユーザ操作に応じて操作信号を生成する。所望の被写体にフォーカスを合わせたい場合、ユーザは上述のように測距枠を所望の位置とする操作を行う。フォーカス駆動制御部３４は、操作信号に基づいて設定された測距枠Ｇｒで囲まれたエリアを測距エリアとして設定する。また、測距エリアの領域サイズは予め設定された速度重視駆動時の測距サイズとする。フォーカス駆動制御部３４は、設定した測距エリアの測距結果に基づいてフォーカス駆動制御信号を生成して撮像部２０へ出力する。したがって、撮像画像は所望の被写体にフォーカスが合った画像となる。

図１２に戻り、ステップＳＴ１５でフォーカス駆動制御部は、測距エリアを被写体重視測距サイズに設定する。フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズと異なる領域サイズである被写体重視測距サイズに設定する。また、フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアの測距結果に基づきフォーカス制御信号を生成して撮像部２０へ出力してステップＳＴ１６に進む。

図１４は、測距エリアが被写体重視測距サイズとされる場合を説明するための図である。所望の被写体が移動すると速度重視駆動時の測距サイズである測距エリアから外れてしまい、フォーカスを所望の被写体に追従させることができない。したがって、フォーカス駆動制御部３４は、被写体が移動してもフォーカスを所望の被写体に追従できるように、測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズよりも大きい領域サイズである被写体重視測距サイズとする。なお、図１４では、被写体重視測距サイズが撮像画面全体の領域サイズに設定されている場合を例示している。このように被写体重視測距サイズは、速度重視駆動時の測距サイズよりも大きい領域サイズとすることで、所望の被写体が移動しても測距エリアから外れてしまうことがない。したがって、被写体重視測距サイズとされた測距エリアの測距結果に応じてフォーカス制御信号を生成して撮像部２０へ出力することで、撮像画像は所望の被写体が移動してもフォーカスが合った状態が保たれた画像となる。

図１２に戻り、ステップＳＴ１６でフォーカス駆動制御部は、被写体が変更されたか判別する。フォーカス駆動制御部３４は、操作信号に基づきユーザがフォーカスを合わせる被写体を変更したと判別した場合、あるいはフォーカス駆動制御部３４がフォーカスを合わせる被写体を自動的に変更した場合ステップＳＴ１１に戻り、変更後の被写体に対応させて測距エリアを設定する。また、フォーカス駆動制御部３４は、被写体が変更されたと判別していない場合ステップＳＴ１２に戻り、測距エリアの被写体についてのデフォーカス量を取得することで、測距エリアの被写体にフォーカスが合っている状態を保持させる。なお、被写体の変更の判別は第１の実施の形態と同様に行えばよい。

このように、フォーカス駆動制御部３４は、デフォーカス量が測距エリア判定閾値よりも大きい場合、測距エリアは速度重視駆動時の測距サイズに設定してフォーカス制御を行う。また、フォーカス駆動制御部３４は、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下の場合、測距エリアは速度重視駆動時の測距サイズよりも大きい被写体重視測距サイズに設定してフォーカス制御を行う。したがって、所望の被写体にフォーカスを合わせることができるだけでなく、移動する被写体にフォーカスをより確実に追従させることができるようになり、安定したオートフォーカス動作を容易に行うことができる。また、被写体の動き方向や動き量が明らかな場合、測距エリアの基準位置（例えば中央位置）を被写体の動き方向や動き量に移動すれば、被写体重視測距サイズの測距エリアを移動する被写体に対応した位置に設定できる。また、フォーカス駆動制御部は、画像信号から高周波成分を抽出して算出した被写体画像の鮮鋭度を示す評価値を用いて、測距エリアの領域サイズの切り替えを行ってもよい。この場合、フォーカス駆動制御部は、例えば測距エリアを含む評価値算出領域の被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値を取得して、評価値に対して設定されている測距エリア判定閾値と取得した評価値を比較する。フォーカス駆動制御部は、被写体画像の鮮鋭度が低く評価値が測距エリア判定閾値よりも大きい場合に速度重視駆動時の測距サイズに設定して、測距エリア判定閾値以下である場合に被写体重視測距サイズに設定する。このように、フォーカス駆動制御部で被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値を用いた場合でも、撮像システムは、デフォーカス量を用いた場合と同様な作用効果を得ることができる。

図１５は、第２の実施の形態の動作例を示している。図１５の（ａ）は、フォーカス制御動作が開始される前の撮像画像を例示している。この画像では、被写体ＯＢにフォーカスが合っていないため被写体ＯＢの画像がぼけを生じている。図１５の（ｂ）に示すように、測距枠Ｇｒを被写体ＯＢの位置として、測距エリアに所望の被写体ＯＢが含まれるようにする。このときの測距エリアの領域サイズは、測距結果が被写体ＯＢのデフォーカス量を示すサイズ例えば速度重視駆動時の測距サイズとする。このように測距エリアが設定されると、フォーカス駆動制御部では例えば測距エリアのデフォーカス量に基づきフォーカス駆動制御が行われて、撮像画像は、図１４の（ｃ）に示すように、被写体ＯＢのぼけを生じていない画像となる。また、被写体ＯＢにフォーカスが合ったことによりデフォーカス量が測距エリア判定閾値以下となるので、図１５の（ｄ）に示すように、測距エリアは速度重視駆動時の測距サイズよりも大きい被写体重視測距サイズに変更される。したがって、被写体ＯＢが移動してもフォーカスを被写体ＯＢに追尾させることができるので、撮像画像は被写体ＯＢのぼけを生じていない画像となる。

また、フォーカス駆動制御部３４は、測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズよりも大きい被写体重視測距サイズとする場合、被写界深度に応じて領域サイズを調整してもよい。被写界深度が深い場合、デフォーカス量によって所望の被写体と他の被写体を分離することが困難である。このため、例えば被写体重視測距サイズを撮像画面全体とすると、所望の被写体とは異なる被写体にフォーカスが合ってしまい、フォーカス駆動制御部３４は移動する所望の被写体にフォーカスを追従させることができないおそれがある。図１６は、第２の実施の形態の他の動作例を示している。図１６の（ａ）は測距エリアが速度重視駆動時の測距サイズと設定されて被写体ＯＢｃにフォーカスが合っている状態を例示している。被写体ＯＢｃと被写体ＯＢｄの被写界深度が深く、デフォーカス量によって被写体ＯＢｃと被写体ＯＢｄを分離することが困難である。このため、図１６の（ｂ）に示すように、被写体重視測距サイズが速度重視駆動時の測距サイズよりも大きく、測距エリアに被写体ＯＢｃと被写体ＯＢｄが含まれると、被写体ＯＢｄにフォーカスが合って、撮像画像は被写体ＯＢｃがぼけを生じた画像となってしまうおそれがある。

また、被写界深度が浅い場合、デフォーカス量によって所望の被写体と他の被写体を容易に分離できる。このため、例えば被写体重視測距サイズを撮像画面全体としても、所望の被写体とは異なる被写体にフォーカスが合いにくく、フォーカス駆動制御部３４は、移動する所望の被写体にフォーカスを追従させ易い。

したがって、フォーカス駆動制御部３４は、被写界深度が深い場合は被写界深度が浅い場合よりも被写体重視測距サイズを小さくする。具体的には、焦点距離が短い場合や絞り値が大きい場合、焦点距離が長い場合や絞り値が小さい場合よりも被写体重視測距サイズを小さくする。このように被写界深度に応じて被写体重視測距サイズを設定することで、移動する所望の被写体にフォーカスを確実に追従させることができる。例えば、図１６の（ｃ）に示すように、被写体重視測距サイズは、速度重視駆動時の測距サイズよりも大きく被写界深度が深い場合は撮像画面全体より小さいサイズとすることで、被写体ＯＢｃがぼけを生じていない撮像画像を引き続き生成できるようになる。

＜４．オートフォーカス制御の第３の実施の形態＞
ところで、上述の第２の実施の形態では、移動する被写体にフォーカスを追従できるように、被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズよりも大きくした。しかし、静止している被写体や被写体の中でピンポイントに狙いたい部分がある場合には、被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズよりも大きくする必要がない。特に、静止している被写体は、画像のぼけが少なくなるように精度よくフォーカス制御を行うことが望ましい。そこで、第３の実施の形態では、測距エリアに含まれる被写体が静止している場合や測距エリアに含まれる被写体の中でフォーカスを合わせたい位置がピンポイントにある場合、被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズまたは速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくして、精度よくフォーカス制御を行うようにする。

フォーカス駆動制御部３４は、図１２に示す処理を行い、ステップＳＴ１５で測距エリアを被写体重視測距サイズに設定する場合、被写体が動被写体である場合は被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズよりも大きくして、被写体が静止被写体である場合は被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズまたは速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくする。被写体が静止被写体であるか動被写体であるかの判別は、第１の実施の形態と同様に、デフォーカス量または撮像画像のマッチング処理あるいは撮像モード等に基づいて判別できる。

フォーカス駆動制御部３４は、被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくする場合、フォーカスを合わせる被写体を基準としてあるいは速度重視駆動時の測距サイズである測距エリアの中心を基準として領域を小さくする。また、フォーカス駆動制御部３４は、速度重視駆動時の測距サイズである測距エリアに含まれた被写体の特徴を示す特徴点が被写体重視測距サイズの測距エリアに含まれるように設定してもよい。図１７は、第３の実施の形態の動作例を示しており、図１７の（ａ）に示すように、例えば測距枠Ｇｒで示した速度重視駆動時の測距サイズの測距エリアに被写体（人物）ＯＢの顔全体が含まれているとする。ここで、被写体が静止しており被写体重視測距サイズを速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくする場合、図１７の（ｂ）に示すように、被写体の特徴を示す特徴点、例えば瞳の位置に測距枠Ｇｒを設定する。

このように、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下となった場合に、測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズよりも小さい被写体重視測距サイズに設定すれば、被写体の特徴点にフォーカス制御を行うことができる。このとき、測距エリアを小さくすると測距エリア内の測距点数が少なくなることからデフォーカスのばらつきを生じるため、後述するように、駆動制御判定閾値と測距エリア判定閾値を等しい値として第１の実施の形態のフォーカス駆動制御を組み合わせて行う場合、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下となって測距エリアを速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくするときは、被写体重視駆動制御において、精度重視制御を行ってもよい。このようにすれば、フォーカス制御をさらに精度よく安定して行うことが可能となる。したがって、撮像部２０では、所望の被写体のぼけがさらに減少された撮像画像を生成できる。

＜５．オートフォーカス制御の他の実施の形態＞
撮像システムは、上述の実施の形態を個々に行う場合に限らず組み合わせて行うようにしてもよい。例えば、第１の実施の形態と第２の実施の形態を組み合わせた場合、デフォーカス量や評価値が大きいときは、測距エリアが速度重視駆動時の測距サイズに設定されて速度重視駆動制御が行われる。したがって、所望の被写体にフォーカスを合わせられるだけでなく合焦するまでのフォーカス変化をユーザが所望するフォーカス変化とした撮像画像を撮像部２０で生成できる。また、デフォーカス量や評価値が小さくなると、測距エリアが速度重視駆動時の測距サイズよりも大きい被写体重視測距サイズに設定されて被写体重視駆動制御が行われる。したがって、所望の被写体にフォーカスが合った状態が精度よく確実に保たれている撮像画像を撮像部２０で生成できるようになる。

また、第１の実施の形態と第３の実施の形態を組み合わせて上述のように駆動制御判定閾値と測距エリア判定閾値を等しい値とすると、デフォーカス量が大きいときは、測距エリアが速度重視駆動時の測距サイズに設定されて速度重視駆動制御が行われる。したがって、所望の被写体にフォーカスを合わせられるだけでなく合焦するまでのフォーカス変化をユーザが所望するフォーカス変化とした撮像画像を撮像部２０で生成できる。また、デフォーカス量が小さくなると、測距エリアが速度重視駆動時の測距サイズまたは速度重視駆動時の測距サイズよりも小さい被写体重視測距サイズに設定されて被写体重視駆動制御が行われる。したがって、所望の被写体の特徴部分に精度よくフォーカスが合っている状態が保たれている撮像画像を撮像部２０で生成できるようになる。なお、駆動制御判定閾値と測距エリア判定閾値は、予め所定値に設定されていてもよく、ユーザ操作、被写体の撮像モード、被写体の動き状態等に応じて設定や変更が可能とされてもよい。例えば、所望の被写体に合焦した後に、この被写体が奥行き方向に移動しても、合焦状態を継続するためには、駆動制御判定閾値をある程度大きくしておく必要がある。しかし、デフォーカス量が駆動制御判定閾値内となる被写体が複数あると、所望の被写体と他の被写体を分離することが困難となる。したがって、被写体が静止被写体であるときの駆動制御判定閾値は、動被写体であるときの駆動制御判定閾値よりも小さくする。

さらに、第１の実施の形態乃至第３の実施の形態を組み合わせることで、デフォーカス量が小さくなると、被写体が動被写体または静止被写体の何れであるかに応じて最適なフォーカス制御を行うことができる。

このように、第１の実施の形態に第２の実施の形態や第３の実施の形態を組み合わせてフォーカス制御を行うようにすれば、自由度が高く精度のよい安定したオートフォーカス動作を容易に行うことができる。

明細書中において説明した一連の処理はハードウェア、またはソフトウェア、あるいは両者の複合構成によって実行することが可能である。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェアに組み込まれたコンピュータ内のメモリにインストールして実行させる。または、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。

例えば、プログラムは記録媒体としてのハードディスクやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）に予め記録しておくことができる。あるいは、プログラムはフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory），ＭＯ（Magneto optical）ディスク，ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-Ray Disc（登録商標））、磁気ディスク、半導体メモリカード等のリムーバブル記録媒体に、一時的または永続的に格納（記録）しておくことができる。このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することができる。

また、プログラムは、リムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトからＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等のネットワークを介して、コンピュータに無線または有線で転送してもよい。コンピュータでは、そのようにして転送されてくるプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることができる。

なお、本明細書に記載した効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、記載されていない付加的な効果があってもよい。また、本技術は、上述した技術の実施の形態に限定して解釈されるべきではない。この技術の実施の形態は、例示という形態で本技術を開示しており、本技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が実施の形態の修正や代用をなし得ることは自明である。すなわち、本技術の要旨を判断するためには、請求の範囲を参酌すべきである。

また、本技術のフォーカス制御装置は以下のような構成も取ることができる。
（１） 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部
を有するフォーカス制御装置。
（２） 前記駆動パターンはフォーカスレンズの移動速度を示しており、
前記フォーカス駆動制御部は、前記駆動パターンに応じてフォーカスレンズの移動速度を設定する（１）に記載のフォーカス制御装置。
（３） 前記駆動パターンを記憶する駆動パターン記憶部をさらに有し、
前記フォーカス駆動制御部は、前記フォーカスレンズに対するユーザ操作に応じて駆動パターンを生成して前記駆動パターン記憶部に記憶する（１）または（２）に記載のフォーカス制御装置。
（４） ユーザ操作を受け付けるユーザインタフェース部を備え、
前記フォーカス駆動制御部は、前記ユーザ操作に応じて前記駆動パターンの設定または変更を行う（１）乃至（３）の何れかに記載のフォーカス制御装置。
（５） 前記フォーカス駆動制御部は、画像信号から高周波成分を抽出して算出した被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値が前記駆動制御判定閾値よりも大きい場合、前記速度重視駆動制御を行う（１）乃至（４）の何れかに記載のフォーカス制御装置。
（６） 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部
を有するフォーカス制御装置。
（７） 前記フォーカス駆動制御部は、前記被写体重視駆動制御において、前記デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定する追従性重視制御、または前記デフォーカス量を時間方向または空間方向に平滑化して得られた平滑化デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定する安定性重視制御、あるいは前記測距エリアの被写体の撮像画像から画像の鮮鋭度を示す評価値を算出して、前記鮮鋭度が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する精度重視制御を行う（６）に記載のフォーカス制御装置。
（８） 前記フォーカス駆動制御部は、前記測距エリアの被写体の動き状態に応じて、前記追従性重視制御または前記安定性重視制御あるいは前記精度重視制御を行う（７）に記載のフォーカス制御装置。
（９） ユーザ操作を受け付けるユーザインタフェース部を備え、
前記フォーカス駆動制御部は、前記ユーザ操作に応じて前記測距エリアの設定または変更を行う（６）乃至（８）の何れかに記載のフォーカス制御装置。
（１０） 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量に応じてフォーカスレンズの駆動制御と、測距エリアの領域サイズを設定するフォーカス駆動制御部を備え、
前記フォーカス駆動制御部は、
前記デフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行い、
前記デフォーカス量が前記駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行い、
前記デフォーカス量が予め設定された測距エリア判定閾値よりも大きい場合、前記測距エリアを予め設定されている領域サイズである速度重視駆動時の測距サイズに設定して、
前記デフォーカス量が前記測距エリア判定閾値以下である場合、前記測距エリアを前記速度重視駆動時の測距サイズと異なる領域サイズである被写体重視測距サイズに設定するフォーカス制御装置。
（１１） 前記フォーカス駆動制御部は、前記測距エリアの被写体の動き状態に応じて前記被写体重視測距サイズを設定する（１０）に記載のフォーカス制御装置。
（１２） 前記フォーカス駆動制御部は、前記被写体が動被写体である場合に前記被写体重視測距サイズを前記速度重視駆動時の測距サイズよりも大きくする（１１）に記載のフォーカス制御装置。
（１３） 前記フォーカス駆動制御部は、前記被写体が静止被写体である場合に前記被写体重視距サイズを前記速度重視駆動時の測距サイズまたは前記速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくする（１１）または（１２）に記載のフォーカス制御装置。
（１４） 前記フォーカス駆動制御部は、被写体の撮像モードに応じて前記被写体重視測距サイズを設定する（１０）に記載のフォーカス制御装置。
（１５） 前記フォーカス駆動制御部は、前記撮像モードが動被写体を撮像するモードである場合に前記被写体重視測距サイズを前記速度重視駆動時の測距サイズよりも大きくする（１４）に記載のフォーカス制御装置。
（１６） 前記フォーカス駆動制御部は、前記撮像モードが静止被写体を撮像するモードである場合に前記被写体重視測距サイズを前記速度重視駆動時の測距サイズまたは前記速度重視駆動時の測距サイズよりも小さくする（１４）または（１５）に記載のフォーカス制御装置。
（１７） 前記フォーカス駆動制御部は、被写界深度に応じて前記被写体重視測距サイズを設定して、被写界深度が深い場合は被写界深度が浅い場合よりも領域サイズを小さくする（１０）乃至（１６）の何れかに記載のフォーカス制御装置。

この技術のフォーカス制御装置とフォーカス制御方法とプログラムおよび撮像装置によれば、撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御が行われる。このため、自由度の高いオートフォーカス動作を容易に行うことができるようになる。したがって、ビデオカメラや動画撮像機能を備えたデジタルカメラ等に適している。

１０・・・撮像システム
２０・・・撮像部
２１・・・撮像光学系ブロック
２２・・・撮像光学系駆動処理部
２３・・・撮像素子
２４・・・信号処理部
２５・・・測距部
３０・・・制御部
３１・・・画像信号出力制御部
３２・・・デフォーカス検出部
３３・・・駆動パターン記憶部
３４・・・フォーカス駆動制御部
４０・・・ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）部
５０・・・表示部
６０・・・記録再生部
２１１・・・フォーカスレンズ
２１２・・・ズームレンズ
２１３・・・絞り
２１４・・・シャッター機構
４０１・・・移動キー
４０２・・・選択キー
４０３・・・測距エリア読出スイッチ

Claims (21)

1. 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部
   を備えたフォーカス制御装置。
2. 前記駆動パターンはフォーカスレンズの移動速度を示しており、
   前記フォーカス駆動制御部は、前記駆動パターンに応じてフォーカスレンズの移動速度を設定する
   請求項１に記載のフォーカス制御装置。
3. 前記駆動パターンを記憶する駆動パターン記憶部をさらに有し、
   前記フォーカス駆動制御部は、前記フォーカスレンズに対するユーザ操作に応じて駆動パターンを生成して前記駆動パターン記憶部に記憶する
   請求項２に記載のフォーカス制御装置。
4. ユーザ操作を受け付けるユーザインタフェース部を備え、
   前記フォーカス駆動制御部は、前記ユーザ操作に応じて前記駆動パターンの設定または変更を行う
   請求項１に記載のフォーカス制御装置。
5. 前記フォーカス駆動制御部は、画像信号から高周波成分を抽出して算出した被写体画像の鮮鋭度に応じた評価値が前記駆動制御判定閾値よりも大きい場合、前記速度重視駆動制御を行う
   請求項１に記載のフォーカス制御装置。
6. 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部
   を有するフォーカス制御装置。
7. 前記フォーカス駆動制御部は、前記被写体重視駆動制御において、前記デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定する追従性重視制御、または前記デフォーカス量を時間方向または空間方向に平滑化して得られた平滑化デフォーカス量が最小となるようにフォーカスレンズ移動量を設定する安定性重視制御、あるいは前記測距エリアの被写体の撮像画像から画像の鮮鋭度に応じた評価値を算出して、前記鮮鋭度が最大となるように前記フォーカスレンズを駆動する精度重視制御を行う
   請求項６に記載のフォーカス制御装置。
8. 前記フォーカス駆動制御部は、前記測距エリアの被写体の動き状態に応じて、前記追従性重視制御または前記安定性重視制御あるいは前記精度重視制御を行う
   請求項６に記載のフォーカス制御装置。
9. ユーザ操作を受け付けるユーザインタフェース部を備え、
   前記フォーカス駆動制御部は、前記ユーザ操作に応じて前記測距エリアの設定または変更を行う
   請求項６に記載のフォーカス制御装置。
10. 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量に応じてフォーカスレンズの駆動制御と、測距エリアの領域サイズを設定するフォーカス駆動制御部を備え、
    前記フォーカス駆動制御部は、
    前記デフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行い、
    前記デフォーカス量が前記駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行い、
    前記デフォーカス量が予め設定された測距エリア判定閾値よりも大きい場合、前記測距エリアを予め設定されている領域サイズである速度重視駆動時の測距サイズに設定して、
    前記デフォーカス量が前記測距エリア判定閾値以下である場合、前記測距エリアを前記速度重視駆動時の測距サイズと異なる領域サイズである被写体重視測距サイズに設定するフォーカス制御装置。
11. 前記フォーカス駆動制御部は、前記測距エリアの被写体の動き状態に応じて前記被写体重視測距サイズを設定する
    請求項１０に記載のフォーカス制御装置。
12. 前記フォーカス駆動制御部は、前記被写体が動被写体である場合に前記被写体重視測距サイズを前記速度重視測距サイズよりも大きくする
    請求項１１に記載のフォーカス制御装置。
13. 前記フォーカス駆動制御部は、前記被写体が静止被写体である場合に前記被写体重視距サイズを前記速度重視測距サイズまたは前記速度重視測距サイズよりも小さくする
    請求項１１に記載のフォーカス制御装置。
14. 前記フォーカス駆動制御部は、被写体の撮像モードに応じて前記被写体重視測距サイズを設定する
    請求項１０に記載のフォーカス制御装置。
15. 前記フォーカス駆動制御部は、前記撮像モードが動被写体を撮像するモードである場合に前記被写体重視測距サイズを前記速度重視測距サイズよりも大きくする
    請求項１４に記載のフォーカス制御装置。
16. 前記フォーカス駆動制御部は、前記撮像モードが静止被写体を撮像するモードである場合に前記被写体重視測距サイズを前記速度重視測距サイズまたは前記速度重視測距サイズよりも小さくする
    請求項１４に記載のフォーカス制御装置。
17. 前記フォーカス駆動制御部は、被写界深度に応じて前記被写体重視測距サイズを設定して、被写界深度が深い場合は被写界深度が浅い場合よりも領域サイズを小さくする
    請求項１０に記載のフォーカス制御装置。
18. 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御をフォーカス駆動制御部で行うこと
    を含むフォーカス制御方法。
19. 撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された駆動制御判定閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御をフォーカス駆動制御部で行うこと
    を含むフォーカス制御方法。
20. フォーカス制御を行うコンピュータに、
    撮像画面内の測距エリアで検出したデフォーカス量が予め設定された閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンでフォーカスレンズを合焦位置へと駆動する手順と、
    前記デフォーカス量が前記閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する手順と
    を前記コンピュータで実行させるためのプログラム。
21. 撮像画面内の測距エリアのデフォーカス量を検出するデフォーカス検出部と、
    フォーカスレンズを含む撮像光学系と、
    前記デフォーカス検出部で検出されたデフォーカス量が予め設定された閾値よりも大きい場合、予め設定された駆動パターンで前記フォーカスレンズを合焦位置へと駆動する速度重視駆動制御を行い、前記デフォーカス量が前記閾値以下である場合、前記デフォーカス量に応じて前記フォーカスレンズを合焦位置とするフォーカスレンズ移動量を設定して前記フォーカスレンズを駆動する被写体重視駆動制御を行うフォーカス駆動制御部と
    を有する撮像装置。

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