WO2018096811A1 - 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

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WO2018096811A1
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distance measurement
focus
subject
size
drive control
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PCT/JP2017/036613
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誠一 猪俣
貴洸 小杉
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ソニー株式会社
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    • G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • H04N23/959—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging by adjusting depth of field during image capture, e.g. maximising or setting range based on scene characteristics

Definitions

  • This technology relates to a control device, a focus control method, a program, and an imaging device, and makes it possible to easily perform stable focus control.
  • a focus control device detects a focus state from a phase difference of a subject image in a range-finding area designated within a field of view of an imaging optical system and a detection result of a high-frequency component of an image obtained by photoelectrically converting the subject image. Things have been done.
  • a distance measurement area for performing a distance measurement operation on a specific subject among a plurality of distance measurement areas can be selected according to the predicted movement position of the specific subject. Has been done.
  • an object of the present technology is to provide a focus control device, a focus control method, a program, and an imaging device that can easily perform stable focus control.
  • the first aspect of this technology is When the defocus amount detected in the distance measurement area in the imaging screen is larger than a predetermined distance measurement area determination threshold, the distance measurement size for speed-oriented driving, which is a predetermined area size of the distance measurement area When the defocus amount is equal to or less than the distance measurement area determination threshold, the focus is set to the subject weight measurement size which is an area size different from the distance measurement size in the speed weight drive.
  • the focus control apparatus has a drive control unit.
  • an evaluation value corresponding to the sharpness of a subject image calculated by extracting a high-frequency component from a defocus amount or an image signal detected in a ranging area in an imaging screen is a preset ranging area determination threshold value. If larger, the focus drive control unit sets the distance measurement area to the distance measurement size for speed-oriented drive, which is a preset area size. In addition, the focus drive control unit sets the distance measurement area to a subject-focused distance measurement size that is an area size different from the distance measurement size at the time of speed-oriented drive when the defocus amount or evaluation value is equal to or less than the distance measurement area determination threshold. To do.
  • the focus drive control unit increases the subject-focused distance measurement size when the subject in the distance-measuring area is a moving subject, and makes the subject focus more important when the subject is a stationary subject.
  • the distance measurement size is made smaller than the distance measurement size for speed-oriented driving or the distance measurement size for speed-oriented driving.
  • the focus drive control unit sets the subject-oriented distance measurement size according to the subject imaging mode, and when the imaging mode is a mode for imaging a moving subject, the object-oriented distance measurement size is set for speed-oriented driving.
  • the subject-focused distance-measuring size is made smaller than the distance-measuring size for speed-oriented driving or the distance-measuring size for speed-oriented driving.
  • the focus drive control unit sets a subject-oriented distance measurement size according to the depth of field, and makes the region size smaller when the depth of field is deeper than when the depth of field is shallow.
  • the focus drive control unit performs speed-oriented drive control, for example, movement of the focus lens according to the drive pattern selected by the user in advance. Set the speed and drive the focus lens to the in-focus position.
  • a drive pattern storage unit that stores a drive pattern is further included, and the focus drive control unit generates a drive pattern according to a user operation on the focus lens and stores the drive pattern in the drive pattern storage unit.
  • the focus drive control unit When the defocus amount or the evaluation value is less than or equal to the drive control determination threshold, the focus drive control unit performs subject-oriented drive control.
  • the focus lens In the subject-focusing drive control, the focus lens is driven by setting a focus lens movement amount with the focus lens as a focus position according to the defocus amount. For example, follow-up priority control that sets the focus lens movement amount so that the defocus amount is minimized, or the smoothed defocus amount obtained by smoothing the defocus amount in the time direction or the spatial direction is minimized.
  • Focus stability control that sets the focus lens movement amount, or calculates an evaluation value according to the sharpness of the image from the captured image of the subject in the ranging area, and drives the focus lens so that the sharpness is maximized Perform accuracy-oriented control.
  • a user interface unit that accepts user operations is provided, and the focus drive control unit sets or changes the drive pattern according to the user operations. Further, the distance measurement area determination threshold and the drive control determination threshold are, for example, equal values.
  • the second aspect of this technology is When the defocus amount detected in the distance measurement area in the imaging screen is larger than a predetermined distance measurement area determination threshold, the distance measurement size for speed-oriented driving, which is a predetermined area size of the distance measurement area Setting in the focus drive control unit, When the defocus amount is equal to or less than the distance measurement area determination threshold, the focus drive control unit sets the distance measurement area to a subject weight measurement size that is an area size different from the distance measurement size at the time of speed focus driving. There is a focus control method.
  • the third aspect of this technology is To the computer that performs focus control, When the defocus amount detected in the distance measurement area in the imaging screen is larger than a predetermined distance measurement area determination threshold, the distance measurement size for speed-oriented driving, which is a predetermined area size of the distance measurement area.
  • the steps to set When the defocus amount is less than or equal to the distance measurement area determination threshold, the computer sets a procedure for setting the distance measurement area to an object weighted distance measurement size that is an area size different from the distance measurement size during the speed weighted driving.
  • the program of the present technology is, for example, a storage medium or a communication medium provided in a computer-readable format to a general-purpose computer that can execute various program codes, such as an optical disk, a magnetic disk, or a semiconductor memory. It is a program that can be provided by a medium or a communication medium such as a network. By providing such a program in a computer-readable format, processing corresponding to the program is realized on the computer.
  • the fourth aspect of this technology is A defocus detection unit that detects a defocus amount of a distance measurement area in the imaging screen;
  • the distance measurement area is set to a distance measurement size for speed-oriented driving, which is a preset area size.
  • the focus drive for setting the distance measurement area to the subject weight measurement size that is an area size different from the distance measurement size in the speed weight drive
  • An imaging apparatus having a control unit.
  • the distance measurement area is a speed-oriented drive having a predetermined area size. If the defocus amount is less than or equal to the distance measurement area determination threshold, the distance measurement area is set to the subject weight measurement size that is a different area size from the distance measurement size during speed weight drive. The Therefore, after focusing, a distance measurement area is set according to the subject to be focused, so that stable focus control can be easily performed. Note that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a distance measurement area setting operation (when a distance measurement frame is set by moving a distance measurement frame to a desired subject display position); It is a figure for demonstrating the setting operation of a ranging area (when a ranging frame is set by moving a ranging frame by switch operation). It is a figure for demonstrating the setting operation of a ranging area (when selecting a ranging area from the ranging area registered beforehand).
  • FIG. 1 illustrates a configuration of an imaging system using the focus control device of the present technology.
  • the imaging system 10 includes an imaging unit 20, a control unit 30, a user interface (I / F) unit 40, a display unit 50, and a recording / reproducing unit 60.
  • the imaging unit 20 generates distance measurement information indicating the image signal of the captured image and the distance measurement result of the subject included in the captured image, and outputs the distance measurement information to the control unit 30.
  • the imaging unit 20 generates imaging optical system information indicating a control state of the lens and the diaphragm and outputs the imaging optical system information to the control unit 30.
  • the control unit 30 controls the operation of the imaging unit 20 based on operation signals from the user interface unit 40, distance measurement information, imaging optical system information, and the like. In addition, output control of the image signal generated by the imaging unit 20 is performed.
  • the display unit 50 displays a captured image based on the image signal output from the control unit 30.
  • the recording / reproducing unit 60 records the image signal output from the control unit 30 on a recording medium.
  • the imaging unit 20, the control unit 30, the display unit 50, and the recording / reproducing unit 60 may be provided integrally, or may be provided independently of each other.
  • the control unit 30, the user interface unit 40, and the display unit 50 may be configured integrally.
  • the imaging unit 20 includes an imaging optical system block 21, an imaging optical system drive processing unit 22, an imaging element 23, a signal processing unit 24, and a distance measuring unit 25.
  • the imaging optical system block 21 includes a focus lens 211, a zoom lens 212, an aperture 213, and a shutter mechanism 214.
  • the focus lens 211 forms an object optical image on the imaging surface of the image sensor 23.
  • the zoom lens 212 adjusts the size of the subject optical image formed on the imaging surface of the image sensor 23.
  • the diaphragm 213 adjusts the brightness of the subject optical image formed on the imaging surface of the image sensor 23.
  • the shutter mechanism 214 adjusts the period during which the subject optical image is formed on the imaging surface of the image sensor 23, that is, adjusts the exposure time of the image sensor 23.
  • the imaging optical system drive processing unit 22 drives the focus lens 211 based on a focus drive control signal from the control unit 30. Further, the imaging optical system drive processing unit 22 generates focus lens position information of the focus lens 211 and outputs it to the control unit 30. Further, the imaging optical system drive processing unit 22 drives the zoom lens 212 and the diaphragm based on the zoom control signal and the aperture control signal from the control unit 30, and the zoom indicating the lens position of the zoom lens 212 and the aperture setting position. Lens position information and aperture setting information are generated and output to the control unit 30. The imaging optical system drive processing unit 22 drives the shutter mechanism in accordance with the designated exposure period based on the shutter control signal from the control unit 30.
  • the image sensor 23 is composed of a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or the like, and photoelectrically converts subject light incident on the imaging surface via the imaging optical system block 21 to generate an image signal. Is generated.
  • the image sensor 23 outputs the generated image signal to the signal processing unit 24.
  • the signal processing unit 24 performs noise removal processing, A / D (Analog / Digital) conversion, and the like on the image signal supplied from the image sensor 23. Further, the signal processing unit 24 performs demosaic processing, gamma correction, adjustment processing such as white balance, color tone, saturation, and contrast, and outputs the result to the control unit 30.
  • noise removal processing A / D (Analog / Digital) conversion, and the like on the image signal supplied from the image sensor 23. Further, the signal processing unit 24 performs demosaic processing, gamma correction, adjustment processing such as white balance, color tone, saturation, and contrast, and outputs the result to the control unit 30.
  • the ranging unit 25 generates ranging information of the subject.
  • the distance measuring unit 25 may be provided in the image sensor 23 or may be provided separately from the image sensor 23.
  • an image sensor provided with image plane phase difference detection pixels on the imaging surface is used as the image sensor 23 provided with the distance measuring unit 25.
  • a phase difference detection pixel is provided in a distance measuring area which is a subject area to be focused.
  • the image plane phase difference detection pixels individually generate image signals of one image and the other image divided by pupil division.
  • the distance measuring unit 25 detects the phase difference between one image and the other image using the image signal generated by the image plane phase difference detection pixel.
  • the distance measuring unit 25 is provided with a pair of line sensors for autofocus separately from the image sensor, and forms one image divided by pupil division and the other image on the pair of line sensors. The phase difference between the images formed on the pair of line sensors may be detected. Further, the distance measuring unit 25 may use a sensor or the like that can measure the distance to the subject based on the output light or the reflection of radio waves.
  • the ranging unit 25 outputs ranging information indicating the detected phase difference and the distance to the subject to the control unit 30.
  • the distance measurement unit 25 may generate a depth map indicating the depth of field for each pixel in the captured image and output the depth map to the control unit 30 as distance measurement information.
  • the control unit 30 includes, for example, an image signal output control unit 31, a defocus detection unit 32, a drive pattern storage unit 33, a focus drive control unit 34, and the like.
  • the image signal output control unit 31 performs control to output the image signal generated by the imaging unit 20 to the display unit 50, the recording / reproducing unit 60, an external device, and the like based on an operation signal from the user interface unit 40.
  • the defocus detection unit 32 detects a defocus amount indicating a focus error based on the distance measurement information. For example, when the distance measurement information indicates a phase difference, the phase difference may be used as the defocus amount, or the difference in the focus lens position corresponding to the phase difference may be used as the defocus amount. When the distance measurement information indicates the distance to the subject, the difference between the focus lens position that focuses on the subject at the distance indicated by the distance measurement information and the current focus lens position is used as the defocus amount. If the distance measurement information is a depth map, the difference between the focus lens position that focuses on the position indicated by the depth value in the distance measurement area and the current focus lens position is used as the defocus amount. The defocus detection unit 32 outputs the defocus amount detected from the distance measurement information to the focus drive control unit 34.
  • the drive pattern storage unit 33 stores a drive pattern for driving the focus lens in accordance with the defocus amount detected by the defocus detection unit 32.
  • the driving pattern may be, for example, a driving pattern indicating the moving speed of the focus lens or a driving pattern indicating a speed change, and specifies information for generating the driving pattern, such as a speed and a change pattern (constant speed change or curve change, etc.) It may be the setting information. Further, the drive pattern storage unit 33 may store a plurality of drive patterns and selectively use them by a user or the like.
  • the focus drive control unit 34 generates a focus drive control signal based on the defocus amount in the distance measurement area, the operation signal from the user interface unit 40 and the drive pattern acquired from the drive pattern storage unit 33.
  • the focus drive control unit 34 outputs the generated focus drive control signal to the imaging unit 20 to perform an autofocus operation. Further, the focus drive control unit 34 may generate a drive pattern in response to a user operation on the focus lens 211 of the imaging optical system block 21 and store the generated drive pattern in the drive pattern storage unit. For example, when the defocus amount is obtained at a plurality of positions in the distance measurement area, for example, the defocus amount at the center of the area may be used as the defocus amount of the distance measurement area.
  • the average value of the defocus amount may be used as the defocus amount of the ranging area.
  • the defocus detection unit 32 is provided separately from the focus drive control unit 34, but the focus drive control unit 34 defocuses the distance measurement area based on the distance measurement information acquired from the distance measurement unit 25. The amount may be calculated.
  • the user interface unit 40 is configured with an operation switch, a touch panel, and the like, and outputs an operation signal corresponding to a user operation to the control unit 30.
  • the display unit 50 is configured using a liquid crystal display element, an organic EL display, or the like.
  • the display unit 50 displays the captured image obtained by the imaging unit 20 based on the image signal supplied from the control unit 30.
  • a touch panel of the user interface unit 40 is provided on the screen of the display unit 50 to form a graphical user interface. The user operates the touch panel according to the screen display, so that various types of the imaging system 10 can be performed. Settings and operation switching are possible.
  • the recording / reproducing unit 60 has a recording medium fixed or detachable, and records an image signal of a captured image supplied from the control unit 30. Further, the recording / reproducing unit 60 reads the recorded image signal in response to a request from the control unit 30 and outputs the read image signal to the control unit 30. Therefore, the captured image recorded in the recording / reproducing unit 60 can be displayed on the display unit 50.
  • the focus change desired by the user can be performed when focusing on the subject in the ranging area. That is, when the defocus amount detected in the distance measurement area in the imaging screen is larger than a preset drive control determination threshold, the focus drive control unit responds to a preset drive pattern, for example, a user operation on the user interface unit The speed-oriented drive control for driving the focus lens to the in-focus position with the selected drive pattern is performed.
  • the focus drive control unit sets the focus lens movement amount with the focus lens as a focus position according to the defocus amount, and places importance on driving the focus lens. Drive control is performed.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the first embodiment.
  • the focus drive control unit sets a distance measurement area.
  • the focus drive control unit 34 sets a distance measurement area in the imaging screen and proceeds to step ST2.
  • FIG. 3 to 6 are diagrams for explaining the setting operation of the ranging area.
  • FIG. 3 shows a case where a distance measurement area is set by a tap operation or a long press operation.
  • the user performs a tap operation or a long press operation on the position of the desired subject OB.
  • the focus drive control unit 34 detects that a tap operation or a long press operation has been performed based on an operation signal from the user interface unit 40, the focus drive control unit 34 includes a distance measurement area (enclosed by a distance measurement frame Gr) so as to include the operation position. Specified area). Note that the distance measurement area may be a point designated by a tap operation or a long press operation.
  • FIG. 4 shows a case where the distance measurement area is set by moving the distance measurement frame to the desired subject display position.
  • the focus drive control unit 34 displays a distance measuring frame Gr indicating a distance measuring area on the screen.
  • the user performs a drag operation to move the distance measurement frame Gr from the position indicated by the broken line to the position of the desired subject OB.
  • the focus drive control unit 34 detects that a drag operation has been performed based on an operation signal from the user interface unit 40, the focus drive control unit 34 sets an area surrounded by the moved distance measurement frame Gr as a distance measurement area.
  • FIG. 5 shows a case where the distance measurement frame is set by moving the distance measurement frame by operating the switch.
  • the user operates the movement key (cross key or joystick) 401 of the user interface unit 40 to move the distance measuring frame Gr from the position indicated by the broken line to the position of the desired subject OB.
  • the focus drive control unit 34 detects that the movement operation of the distance measurement frame Gr has been performed based on the operation signal from the user interface unit 40, the focus drive control unit 34 performs distance measurement on the area surrounded by the distance measurement frame Gr after the movement. Set as area.
  • FIG. 6 shows a case where a distance measurement area is selected from the distance measurement areas registered in advance.
  • the user operates the selection key 402 of the user interface unit 40 to select the distance measurement frame Gr that is the position of the desired subject OB.
  • the distance measurement frame which can select the frame shown with a dashed-dotted line is illustrated.
  • the focus drive control unit 34 measures the area surrounded by the distance measurement frame Gr selected by the user. Set as distance area.
  • the focus drive control unit acquires the defocus amount.
  • the focus drive control unit 34 acquires the defocus amount of the subject included in the distance measurement area set in step ST1 from the defocus detection unit 32. For example, when an image sensor provided with an image plane phase difference detection pixel is used in the imaging unit 20, the focus drive control unit 34 uses a phase difference calculated using the image plane phase difference detection pixel in the ranging area. The detected defocus amount is acquired from the defocus detection unit 32.
  • the focus drive control unit 34 determines the defocus amount detected from the distance to the subject in the distance measurement area and the current position of the focus lens. 32.
  • the focus drive control unit 34 acquires the defocus amount of the distance measurement area from the defocus detection unit 32, and proceeds to step ST3.
  • step ST3 the focus drive control unit determines whether the defocus amount is larger than the drive control determination threshold.
  • the focus drive control unit 34 proceeds to step ST4 when the defocus amount of the ranging area acquired in step ST2 is larger than a preset drive control determination threshold, and the defocus amount is equal to or less than the drive control determination threshold. If so, the process proceeds to step ST5.
  • step ST4 the focus drive control unit performs speed-oriented drive control.
  • the focus drive control unit 34 In the case of performing speed-oriented drive control, the focus drive control unit 34 generates a focus drive control signal for driving the focus lens to the in-focus position with a drive pattern selected in advance by the user, and outputs the focus drive control signal to the imaging unit 20 to be output in step ST6. Proceed to
  • FIG. 7 illustrates drive patterns that can be selected by speed-oriented drive control.
  • FIG. 7A shows a case where the moving speed of the focus lens is constant.
  • the time until the focus position changes from the position Ps at the start of driving to the focus position Pf that is, the captured image is focused on the subject in the distance measurement area.
  • the time until a new image is displayed is shortened.
  • the time taken for the captured image to become an image focused on the subject in the distance measurement area becomes long.
  • FIG. 7B illustrates a case where the moving speed of the focus lens is not constant.
  • the drive pattern CVc shows a case where the moving speed decreases with time.
  • the captured image becomes an image in which the degree of blur reduction is small as the blur decreases.
  • the drive pattern CVd shows a case where the moving speed is set to be higher than that in other periods when the focus drive control is started and when the focus approaches the in-focus position. For example, if the blurring at the start of focus control is large and the reduction in blurring is not noticeable even if the focus lens is moved, if the drive pattern CVd is selected, the focus is set at the lens position where the blurring reduction is not noticeable. The lens can be moved at high speed. Further, since the moving speed is increased when the focus lens approaches the in-focus position, the in-focus state is quickly obtained when, for example, the blur is small and inconspicuous. Therefore, if the drive pattern CVd is selected, it is possible to generate a captured image in which the change in blur is significant in the period until the in-focus state is achieved.
  • the moving amount of the focus lens may be set according to the acquired defocus amount.
  • the same operation as when the movement speed is set is possible, and the speed-oriented drive control like the drive pattern of FIG. 7 is performed. be able to.
  • the focus drive control unit 34 drives the focus lens to the in-focus position with the drive pattern selected by the user in the speed-oriented drive control, and thus the captured image in which the focus change desired by the user has occurred. Can be generated by the imaging unit 20. Therefore, the user can use, for example, a change in blur until the subject in the distance measurement area is focused when capturing a moving image.
  • the focus drive control unit performs subject-oriented drive control.
  • the focus drive control unit 34 generates a focus drive control signal for driving the focus lens by setting a focus lens movement amount with the focus lens as an in-focus position according to the defocus amount when performing subject-oriented drive control. It outputs to the imaging part 20 and progresses to step ST6.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining subject-oriented driving control.
  • subject-oriented drive control focus control that emphasizes followability or focus control that emphasizes stability is performed.
  • FIG. 8 shows focus control with an emphasis on followability.
  • the focus drive control unit 34 generates a focus drive control signal by setting the focus lens movement amount so as to minimize the defocus amount when performing focus control with an emphasis on followability. Accordingly, since the focus lens is sequentially moved to a focus position (indicated by a black circle) based on the distance measurement information, an autofocus operation with good followability can be performed.
  • (B) in FIG. 8 shows focus control with an emphasis on stability.
  • the focus drive control unit 34 moves the focus lens so that the smoothed defocus amount obtained by smoothing the defocus amount in the time direction or the spatial direction is minimized.
  • the focus drive control unit 34 calculates a moving average for the defocus amount, and calculates an average value (smoothed defocus amount) of the defocus amount acquired during a predetermined period in the past direction from the present as time elapses. Calculate sequentially. Further, the focus drive control unit 34 sets the focus lens movement amount so as to minimize the calculated average value, and generates a focus drive control signal.
  • the focus lens is sequentially moved to a focus position (indicated by a white circle) based on the distance measurement information after smoothing, an autofocus operation with good stability can be performed.
  • focus control that emphasizes stability, the amount of defocus is smoothed. For example, even if an error occurs in the distance measurement information, the captured image is blurred due to an error in the distance measurement information. It is hard to become an image.
  • a black circle indicates a focus position based on distance measurement information before smoothing. *
  • the focus drive control unit 34 performs focus control (trackability emphasis control) emphasizing followability or focus control (stability emphasis control) emphasis on stability according to the movement state of the subject in the ranging area, or accuracy described later. Focus control (accuracy emphasis control) is performed.
  • the focus drive control unit 34 performs focus control that emphasizes followability when the subject in the distance measurement area is a moving subject, and performs focus control that emphasizes stability when the subject in the distance measurement area is a stationary subject. . By selecting the focus control in this way, the imaging unit 20 can continue to focus accurately when the subject is moving, and can hardly cause a focus shift when the subject is stationary. .
  • the focus drive control unit 34 determines the state of the subject such as whether the subject in the ranging area is a moving subject or a stationary subject, and the focus movement amount calculated by adaptively changing the score of the average value according to the result. By setting, focus adjustment that achieves both followability and stability may be performed.
  • Whether the subject in the ranging area is a moving subject or a stationary subject may be determined using a defocus amount or a captured image of the subject. For example, since the defocus amount is a small value in the in-focus state, the subject having the small defocus amount is determined to be a moving subject when moving from the distance measuring area. In addition, when the change in the depth direction detected based on the defocus amount, that is, the amount of change in the image magnification is greater than a preset threshold, the trend (slope) of focus movement from the past to the present is greater than the preset threshold It is determined as a moving subject. Alternatively, it may be determined as a moving subject when the image plane speed is faster than a preset threshold.
  • the subject image in the ranging area is used to perform matching processing with the captured image after the elapse of time, and when the matching position in the captured image is moved from the ranging area, it is determined as a moving subject. To do. Furthermore, it may be determined whether the subject in the ranging area is a moving subject or a stationary subject according to the imaging mode. For example, it may be determined that the subject is a stationary subject when it is a portrait mode that enhances the person of the subject, and it may be determined that it is a moving subject when it is in a sports mode assuming imaging of a moving subject.
  • the focus drive control unit 34 may perform focus control with an emphasis on accuracy in subject-focused drive control.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining subject emphasis drive control that emphasizes accuracy.
  • the focus drive control unit 34 uses an evaluation value calculated from an image of an evaluation value calculation area including a distance measurement area, instead of the defocus amount.
  • the focus drive controller 34 extracts a high-frequency component from the image signal in the evaluation value calculation area, and calculates an evaluation value corresponding to the sharpness of the subject image.
  • the evaluation value is set so that the value decreases as the focus approaches the subject and the sharpness of the subject image increases.
  • the focus drive control unit 34 moves the focus lens according to the focus drive control signal, and determines the direction in which the sharpness increases as the in-focus direction.
  • the focus drive control unit 34 moves the focus lens in the in-focus direction by the focus drive control signal to determine the focus position Pf where the sharpness is maximized, and then moves the focus lens to the focus position.
  • the imaging unit 20 can generate a captured image with high sharpness of the subject in the distance measurement area.
  • subject-focused drive control that places importance on accuracy moves the focus lens to determine the in-focus position, so subject-focused drive control that places importance on accuracy is performed when the subject in the distance measurement area is a stationary subject. You may do it.
  • step ST6 the focus drive control unit determines whether the subject has been changed. When it is determined that the user has changed the subject to be focused based on the operation signal, or when the subject to be focused is automatically changed, the focus drive control unit 34 returns to step ST1 to correspond to the changed subject. To set the AF area. If the focus drive control unit 34 does not determine that the subject has been changed, the focus drive control unit 34 returns to step ST2 and obtains the defocus amount for the subject in the distance measurement area so that the subject in the distance measurement area is in focus. Keep the state that is.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the subject changing operation. It is assumed that the focus drive control unit 34 can register the distance measurement area and changes the subject when the distance measurement area is switched to the registered distance measurement area.
  • FIG. 10A illustrates a distance measurement area registered in advance by the user. The distance measurement area is surrounded by the distance measurement frame Grs.
  • FIG. 10B illustrates the current distance measurement area, which is the distance measurement area surrounded by the distance measurement frame Gra.
  • the user operates the distance measurement area reading switch 403 of the user interface unit 40 when the desired subject OB is within the registered distance measurement area (in the area surrounded by the distance measurement frame Grs).
  • the focus drive control unit 34 When the focus drive control unit 34 detects that the read operation of the registered distance measurement area has been performed based on the operation signal from the user interface unit 40, the focus drive control unit 34 measures the distance measurement area from the area of the distance measurement frame Gra. It is assumed that the subject is changed by switching to the area of the distance frame Grs. As described above, the focus drive control unit 34 can register the distance measurement area so that the registered distance measurement area can be read at an arbitrary timing. Therefore, for example, when the composition of the captured image is determined, the distance measurement area is registered at a desired position, and the user reads out the distance measurement area registered at the timing when the desired subject becomes the position of the distance measurement area. Switch the distance area. In this way, it is possible to easily focus on a desired subject.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining another change operation of the subject. It is assumed that the focus drive control unit 34 can move the distance measurement area in response to a user operation, and the subject is changed when the movement of the distance measurement area is completed.
  • FIG. 11A illustrates the distance measurement area before the movement. The distance measurement area is surrounded by the distance measurement frame Gr that is the position of the subject OBa.
  • the user When the user wants to focus on the subject OBb, the user operates the movement key 401 of the user interface unit 40 to set the distance measuring frame Gr to the position of the desired subject OBb.
  • the focus drive control unit 34 detects that the movement operation of the distance measurement frame Gr has been performed based on the operation signal from the user interface unit 40, the distance measurement frame Gr after the movement shown in FIG.
  • the area surrounded by is set as the ranging area. In this way, if the ranging area can be moved, for example, even when the composition of the captured image is not determined or the position of the desired subject is not known, the desired subject can be easily focused. it can.
  • the operations shown in FIGS. 10 and 11 may be performed by setting the ranging area in step ST1.
  • the focus drive control when the defocus amount is larger than the drive control determination threshold value, the focus drive control with an emphasis on speed is performed, and the focus desired by the user is obtained. A captured image having a change can be generated. Further, when the defocus amount is equal to or less than the drive control determination threshold value, the autofocus operation can be performed with emphasis on followability, stability, or accuracy. It is possible to accurately maintain the state where the subject is in focus. In this way, since focus drive control can be switched according to the defocus amount, it is possible to use the change in blur until the subject in the distance measurement area is in focus as an effect. Can continue to maintain the correct state. Therefore, a high-performance autofocus operation with a high degree of freedom can be performed.
  • the focus drive control unit may perform focus drive control using an evaluation value corresponding to the sharpness of the subject image calculated by extracting a high frequency component from the image signal.
  • the focus drive control unit acquires, for example, an evaluation value corresponding to the sharpness of the subject image in the evaluation value calculation area including the distance measurement area, and acquires the drive control determination threshold set for the evaluation value. Compare the evaluated values.
  • the focus drive control unit performs speed-oriented drive control when the sharpness of the subject image is low and the evaluation value is larger than a preset drive control determination threshold, and performs subject-focused drive control when the evaluation value is equal to or less than the drive control determination threshold. Do. As described above, even when the evaluation value corresponding to the sharpness of the subject image is used in the focus drive control unit, the imaging system can obtain the same operational effects as when the defocus amount is used.
  • Second Embodiment of Autofocus Control> a second embodiment of autofocus control will be described.
  • the focus drive control unit sets the distance measurement area to a distance measurement size for speed-oriented driving that is a preset area size.
  • the focus drive control unit sets the distance measurement area to the subject weight measurement size that is an area size different from the distance measurement size at the time of speed weight drive.
  • the distance measurement area determination threshold is equal to the drive control determination threshold
  • the distance measurement size during speed-oriented drive is the distance measurement size in speed-oriented drive control
  • the object-oriented distance measurement size is distance measurement in object-oriented drive control. Size.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.
  • the focus drive control unit sets a distance measurement area.
  • the focus drive control unit 34 sets a distance measurement area in the imaging screen and proceeds to step ST12.
  • the setting of the distance measurement area is performed in the same manner as the distance measurement area setting operation in FIGS. 3 to 6 described above.
  • the focus drive control unit acquires the defocus amount.
  • the focus drive control unit 34 acquires the defocus amount of the subject included in the distance measurement area set in step ST11 from the defocus detection unit 32.
  • the focus drive control unit 34 acquires the defocus amount detected from the phase difference or the defocus amount detected from the distance to the subject in the distance measurement area, the current position of the focus lens, and the like, as in step ST2 described above. Then, the process proceeds to step ST13.
  • step ST13 the focus drive control unit determines whether the defocus amount is larger than the distance measurement area determination threshold.
  • the focus drive control unit 34 proceeds to step ST14 when the defocus amount of the distance measurement area acquired in step ST12 is larger than a preset distance measurement area determination threshold, and the defocus amount is equal to or less than the distance measurement area determination threshold. If YES, the process proceeds to step ST15.
  • step ST14 the focus drive control unit sets the distance measurement area to the distance measurement size in the speed-oriented drive.
  • the focus drive control unit 34 sets the distance measurement area to a distance measurement size at the time of speed-oriented driving, which is a preset area size. Further, the focus drive control unit 34 generates a focus drive control signal for driving the focus lens to the in-focus position based on the distance measurement result of the distance measurement area, outputs the focus drive control signal to the imaging unit 20, and proceeds to step ST16.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a case where the distance measurement area is a distance measurement size at the time of speed-oriented driving.
  • a user interface area UA is set for the imaging screen GA, and an operation signal is generated according to a user operation in the area of the user interface area UA.
  • the focus drive control unit 34 sets an area surrounded by the distance measurement frame Gr set based on the operation signal as a distance measurement area.
  • the area size of the distance measurement area is set to a distance measurement size set in advance for speed-oriented driving.
  • the focus drive control unit 34 generates a focus drive control signal based on the distance measurement result of the set distance measurement area and outputs it to the imaging unit 20. Therefore, the captured image is an image in which a desired subject is focused.
  • the focus drive control unit sets the distance measurement area to the subject-oriented distance measurement size.
  • the focus drive control unit 34 sets the distance measurement area to the subject-focused distance measurement size that is an area size different from the distance measurement size in the speed-oriented drive. Further, the focus drive control unit 34 generates a focus control signal based on the distance measurement result of the distance measurement area, outputs the focus control signal to the imaging unit 20, and proceeds to step ST16.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a case where the distance measurement area is the object-oriented distance measurement size.
  • the focus drive control unit 34 has a subject-oriented distance measurement size that is a larger area size than the distance measurement size in the speed-oriented drive so that the focus can follow the desired subject even if the subject moves.
  • FIG. 14 illustrates a case where the subject-focused distance measurement size is set to the area size of the entire imaging screen.
  • the subject-focused distance measurement size is set to an area size larger than the distance-measurement size at the time of speed-oriented driving, so that even if a desired subject moves, the object-focused distance measurement size does not deviate from the distance measurement area. Therefore, by generating a focus control signal according to the distance measurement result of the distance measurement area with the object-focused distance measurement size and outputting it to the imaging unit 20, the captured image is focused even if the desired subject moves. The image is kept in the same state.
  • step ST16 the focus drive control unit determines whether the subject has been changed.
  • the focus drive control unit 34 determines that the user has changed the subject to be focused based on the operation signal, or when the focus drive control unit 34 has automatically changed the subject to be focused, the focus drive control unit 34 returns to step ST11, and after the change Set the ranging area corresponding to the subject. If the focus drive control unit 34 does not determine that the subject has been changed, the focus drive control unit 34 returns to step ST12 and obtains the defocus amount for the subject in the distance measurement area, thereby focusing on the subject in the distance measurement area. Keep the state that is. Note that the change of the subject may be determined in the same manner as in the first embodiment.
  • the focus drive control unit 34 performs focus control by setting the distance measurement area to the distance measurement size in the speed-oriented drive. Further, when the defocus amount is equal to or less than the distance measurement area determination threshold, the focus drive control unit 34 performs focus control by setting the distance measurement area to a subject-focused distance measurement size that is larger than the distance measurement size at the time of speed-oriented drive. . Accordingly, not only can the desired subject be focused, but also the moving subject can be made to follow the focus more reliably, and a stable autofocus operation can be easily performed.
  • the focus drive control unit may switch the area size of the ranging area using an evaluation value indicating the sharpness of the subject image calculated by extracting a high frequency component from the image signal. In this case, for example, the focus drive control unit acquires an evaluation value corresponding to the sharpness of the subject image in the evaluation value calculation area including the distance measurement area, and the distance measurement area determination threshold set for the evaluation value Compare the obtained evaluation values.
  • the focus drive control unit sets the distance measurement size for speed-oriented driving when the subject image has low sharpness and the evaluation value is larger than the distance measurement area determination threshold, and the object is detected when the object image is equal to or smaller than the distance measurement area determination threshold. Set the focus distance measurement size. As described above, even when the evaluation value corresponding to the sharpness of the subject image is used in the focus drive control unit, the imaging system can obtain the same operational effects as when the defocus amount is used.
  • FIG. 15 shows an operation example of the second embodiment.
  • FIG. 15A illustrates a captured image before the focus control operation is started. In this image, since the subject OB is out of focus, the image of the subject OB is blurred.
  • the distance measurement frame Gr is set to the position of the subject OB so that the desired subject OB is included in the distance measurement area.
  • the area size of the distance measurement area at this time is a size in which the distance measurement result indicates the defocus amount of the subject OB, for example, a distance measurement size during speed-oriented driving.
  • the focus drive control unit performs focus drive control based on the defocus amount of the distance measurement area, for example, and the captured image is as shown in FIG.
  • the image has no blur of the subject OB. Further, since the defocus amount becomes equal to or less than the distance measurement area determination threshold due to the focus on the subject OB, as shown in FIG. 15D, the distance measurement area is larger than the distance measurement size in the speed-oriented drive. It is changed to a large subject-oriented distance measurement size. Accordingly, since the focus can be tracked to the subject OB even if the subject OB moves, the captured image is an image in which the subject OB is not blurred.
  • the focus drive control unit 34 may adjust the area size in accordance with the depth of field when the distance measurement area is set to a subject-oriented distance measurement size that is larger than the distance measurement size in the speed-oriented drive.
  • the depth of field is deep, it is difficult to separate a desired subject from other subjects depending on the defocus amount. For this reason, for example, if the subject-focused distance measuring size is the entire imaging screen, the subject different from the desired subject is focused, and the focus drive control unit 34 may not be able to follow the moving desired subject.
  • FIG. 16 shows another operation example of the second embodiment.
  • FIG. 16A illustrates a state in which the distance measurement area is set to the distance measurement size at the time of speed-oriented driving and the subject OBc is in focus.
  • the depth of field of the subject OBc and the subject OBd is deep, and it is difficult to separate the subject OBc and the subject OBd according to the defocus amount. For this reason, as shown in FIG. 16B, when the subject-focused distance measurement size is larger than the distance-measurement size at the speed-oriented drive and the subject OBc and the subject OBd are included in the distance measurement area, the subject OBd is focused. Therefore, the captured image may be an image in which the subject OBc is blurred.
  • the desired subject and other subjects can be easily separated by the defocus amount. For this reason, for example, even when the subject-focused distance measurement size is set to the entire imaging screen, it is difficult to focus on a subject different from the desired subject, and the focus drive control unit 34 can easily follow the moving desired subject.
  • the focus drive control unit 34 makes the subject-oriented distance measurement size smaller when the depth of field is deeper than when the depth of field is shallow. Specifically, the subject-oriented distance measurement size is made smaller than when the focal length is short or the aperture value is large, or when the focal length is long or the aperture value is small. Thus, by setting the subject-oriented distance measurement size according to the depth of field, it is possible to reliably follow the focus on the desired subject that moves. For example, as shown in FIG. 16C, the subject-oriented distance measurement size is smaller than the entire imaging screen when the depth of field is larger than the distance measurement size at the time of speed-oriented driving, A captured image in which the subject OBc is not blurred can be continuously generated.
  • the subject-oriented distance measurement size is made larger than the distance measurement size in the speed-oriented drive so that the focus can follow the moving subject.
  • the third embodiment when the subject included in the distance measurement area is stationary, or when the position to be focused on in the subject included in the distance measurement area is at a pinpoint, subject-oriented distance measurement
  • the size is made smaller than the distance measurement size for speed-oriented driving or the distance measurement size for speed-oriented driving so that focus control is performed with high accuracy.
  • the focus drive control unit 34 performs the processing shown in FIG. 12, and when the distance measurement area is set to the subject-focused distance measurement size in step ST15, when the subject is a moving subject, the subject-focused distance measurement size is set to the speed-oriented drive. If the subject is a stationary subject, the subject-oriented distance measurement size is made smaller than the distance measurement size for speed-oriented driving or the distance measurement size for speed-oriented driving. Whether the subject is a stationary subject or a moving subject can be determined based on a defocus amount, a captured image matching process, an imaging mode, or the like, as in the first embodiment.
  • the focus drive control unit 34 when making the subject-focused distance measurement size smaller than the distance-measurement size at the time-focused drive, sets the center of the distance-measuring area that is the distance-measuring size at the speed-focused drive based on the subject to be focused The area is reduced with reference to. Further, the focus drive control unit 34 sets the feature points indicating the characteristics of the subject included in the distance measurement area that is the distance measurement size at the time of speed-oriented drive to be included in the distance measurement area of the object-oriented distance measurement size. May be.
  • FIG. 17 shows an example of the operation of the third embodiment. As shown in FIG. 17A, for example, in the distance measurement area of the distance measurement size in the speed-oriented drive indicated by the distance measurement frame Gr.
  • the distance measurement frame Gr is set at the position.
  • the defocus amount is equal to or less than the distance measurement area determination threshold
  • Focus control can be performed.
  • the distance measurement area is reduced, the number of distance measurement points in the distance measurement area decreases, resulting in variations in defocus. Therefore, as described later, the drive control determination threshold value and the distance measurement area determination threshold value are set to the same value.
  • the focus drive control of the first embodiment when the defocus amount is equal to or smaller than the distance measurement area determination threshold and the distance measurement area is made smaller than the distance measurement size in the speed-oriented drive, subject-focused drive In the control, accuracy-oriented control may be performed. In this way, focus control can be performed more accurately and stably. Therefore, the imaging unit 20 can generate a captured image in which the blur of the desired subject is further reduced.
  • the imaging system is not limited to performing the above-described embodiments individually, and may be performed in combination.
  • the distance measurement area is set to the distance measurement size at the time when the speed-oriented driving is performed, and the speed-oriented driving is performed. Control is performed. Therefore, the imaging unit 20 can generate a captured image in which the focus change desired by the user is not only focused on the desired subject but also the focus change until the focus is achieved.
  • the distance measurement area is set to a subject-focused distance measurement size that is larger than the distance measurement size at the time of speed-oriented drive, and subject-focused drive control is performed. Therefore, the imaging unit 20 can generate a captured image in which the desired subject is in focus and accurately maintained.
  • the distance measurement area is Speed-oriented drive control is performed with the distance measurement size set for speed-oriented drive. Therefore, the imaging unit 20 can generate a captured image in which the focus change desired by the user is not only focused on the desired subject but also the focus change until the focus is achieved.
  • the distance-measuring area is set to a distance-measuring size for speed-oriented driving or a subject-oriented distance measuring size smaller than a distance-measuring size for speed-oriented driving, and subject-oriented driving control is performed.
  • the image pickup unit 20 can generate a picked-up image in which a state where the desired subject feature portion is accurately focused is maintained.
  • the drive control determination threshold and the distance measurement area determination threshold may be set to predetermined values in advance, or may be set or changed according to a user operation, a subject imaging mode, a subject movement state, or the like. Good. For example, even if the subject moves in the depth direction after focusing on a desired subject, the drive control determination threshold needs to be increased to some extent in order to continue the focused state. However, when there are a plurality of subjects whose defocus amount is within the drive control determination threshold, it is difficult to separate the desired subject from other subjects. Therefore, the drive control determination threshold value when the subject is a stationary subject is set smaller than the drive control determination threshold value when the subject is a moving subject.
  • optimal focus control can be performed depending on whether the subject is a moving subject or a stationary subject. it can.
  • the series of processes described in the specification can be executed by hardware, software, or a combined configuration of both.
  • a program in which a processing sequence is recorded is installed and executed in a memory in a computer incorporated in dedicated hardware.
  • the program can be installed and executed on a general-purpose computer capable of executing various processes.
  • the program can be recorded in advance on a hard disk, SSD (Solid State Drive), or ROM (Read Only Memory) as a recording medium.
  • the program is a flexible disk, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), an MO (Magneto optical disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a BD (Blu-Ray Disc (registered trademark)), a magnetic disk, or a semiconductor memory card. It can be stored (recorded) in a removable recording medium such as temporarily or permanently. Such a removable recording medium can be provided as so-called package software.
  • the program may be transferred from the download site to the computer wirelessly or by wire via a network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet.
  • the computer can receive the program transferred in this way and install it on a recording medium such as a built-in hard disk.
  • the focus control device of the present technology can also have the following configuration. (1) When the defocus amount detected in the distance measurement area in the imaging screen is larger than a predetermined distance measurement area determination threshold, the distance measurement area is set at a speed-oriented drive that is a predetermined area size. When the distance measurement size is set and the defocus amount is equal to or smaller than the distance measurement area determination threshold, the distance measurement area is set to a subject-oriented distance measurement size that is an area size different from the distance measurement size in the speed-oriented drive. A focus control device having a focus drive control unit to be set. (2) The focus control device according to (1), wherein the focus drive control unit sets the subject-focused distance measurement size according to whether a subject in the distance measurement area is a moving subject or a stationary subject.
  • the focus control device makes the subject-focused distance measurement size larger than the distance-measurement size during the speed-focused drive when the subject is a moving subject.
  • the focus drive control unit makes the subject-focused distance measurement size smaller than the distance-measurement size at the speed-focused drive or the distance-measurement size at the speed-focused drive ( The focus control apparatus according to 2) or (3).
  • the focus control apparatus sets the subject-oriented distance measurement size according to a subject imaging mode.
  • the focus drive control unit when the imaging mode is a mode for imaging a moving subject, makes the subject-focused distance measurement size larger than the distance-measurement size at the speed-focused drive. Focus control device.
  • the focus drive control unit sets the subject-focused distance measurement size to the distance-measurement size at the time-focused drive or the distance-measurement size at the speed-focused drive.
  • the focus control apparatus according to (5) or (6).
  • the focus drive control unit sets the subject-focused distance measurement size according to the depth of field, and makes the region size smaller when the depth of field is deeper than when the depth of field is shallow.
  • the focus control apparatus according to any one of (1) to (7).
  • the focus drive control unit performs speed-oriented drive control that drives the focus lens to a focus position with a preset drive pattern.
  • the focus control device according to any one of (1) to (8).
  • the drive pattern indicates the moving speed of the focus lens
  • the focus control apparatus according to (9), wherein the focus drive control unit sets a moving speed of the focus lens according to the drive pattern.
  • It further has a drive pattern storage unit for storing the drive pattern,
  • the focus control device according to (9) or (10), wherein the focus drive control unit generates a drive pattern in response to a user operation on the focus lens and stores the drive pattern in the drive pattern storage unit.
  • a user interface unit that accepts user operations is provided, The focus control apparatus according to any one of (9) to (11), wherein the focus drive control unit sets or changes the drive pattern in accordance with the user operation.
  • the focus drive control unit sets a focus lens movement amount that sets the focus lens as an in-focus position according to the defocus amount.
  • the focus control apparatus according to any one of (9) to (12), wherein subject-focused drive control for driving the focus lens is performed.
  • the focus drive control unit may perform follow-up focus control for setting a focus lens movement amount so that the defocus amount is minimized or subject the defocus amount to a time direction or a spatial direction in the subject focus drive control.
  • Stability-oriented control that sets the focus lens movement amount so that the smoothed defocus amount obtained by smoothing is minimized, or an evaluation value that indicates the sharpness of the image from the captured image of the subject in the distance measuring area
  • the focus control apparatus according to (13), in which calculation is performed and accuracy-oriented control is performed to drive the focus lens so that the sharpness is maximized.
  • the focus control device according to (14), wherein the focus drive control unit performs the follow-up importance control, the stability importance control, or the accuracy importance control according to a movement state of the subject in the distance measurement area.
  • (16) The focus control device according to any one of (9) to (15), in which the distance measurement area determination threshold value and the drive control determination threshold value are equal.
  • the focus drive control unit sets the distance measurement area to the speed If the distance measurement size is set to the focus driving range and the evaluation value is equal to or less than the distance measurement area determination threshold, the distance measurement area is set to the subject weight measurement size. Any one of (1) to (16) A focus control device according to claim 1.
  • the focus control device when the defocus amount detected in the ranging area in the imaging screen is larger than the preset ranging area determination threshold, the ranging area Is set to the distance measurement size for speed-oriented driving, which is a preset area size, and when the defocus amount is less than or equal to the distance measurement area determination threshold, the distance measurement area is the same as the distance measurement size for speed-oriented driving. It is set to a subject-oriented distance measurement size that is a different area size. For this reason, after the in-focus state, the distance measuring area is set according to the subject to be focused on, so that stable focus control can be easily performed. Therefore, it is suitable for a video camera, a digital camera having a moving image capturing function, and the like.

Landscapes

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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。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、例えば、撮像モードが動被写体を撮像するモードである場合や被写体が動被写体であることを検出した場合、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や被写体が静止被写体であることを検出した場合、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する。このため、安定したフォーカス制御を容易に行うことができるようになる。

Description

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
　この技術は、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、安定したフォーカス制御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、撮像光学系の視野内で指定された測距エリアにおける被写体像の位相差や被写体像を光電変換して得られた画像の高周波成分の検出結果から焦点状態を検出することが行われている。
　また、高精度にフォーカス制御を行うため、例えば特許文献１では、特定被写体の予測移動位置に応じて、複数の測距エリアのうち特定被写体に対する測距動作を行う測距エリアを選択することが行われている。
特開２０１１－０５９４１５号公報
　ところで、特定被写体の予測移動位置を求めて測距エリアの選択を行う場合、精度よく予測移動位置を求めることができないと、選択した測距エリアに特定被写体が含まれずフォーカス制御を精度よく行うことができない場合が生じてしまう。
　そこで、この技術では、安定したフォーカス制御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する。また、フォーカス駆動制御部は、デフォーカス量や評価値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。例えば、フォーカス駆動制御部は、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、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。さらに、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。
　また、デフォーカス量や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、予めユーザが選択した駆動パターンに応じて例えば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。
　デフォーカス量や評価値が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駆動パターンの設定または変更を行う。また、測距エリア判定閾値と前記駆動制御判定閾値は例えば等しい値とする。
　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フォーカス駆動制御部で設定することと、
　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前記フォーカス駆動制御部で設定すること
を含むフォーカス制御方法にある。
　この技術の第３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する手順と、
　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。
　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４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駆動制御部と
を有する撮像装置。
　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測距エリア判定閾値よりも大きい場合、測距エリアは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されて、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下である場合、測距エリアは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される。したがって、合焦後はフォーカスを合わせる被写体に応じて測距エリアが設定されるので、安定したフォーカス制御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無く、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駆動制御部
を有するフォーカス制御装置。
　（２）　前記フォーカス駆動制御部は、前記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に応じて前記被写体重視測距サイズを設定する（１）に記載のフォーカス制御装置。
　（３）　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（２）に記載のフォーカス制御装置。
　（４）　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（２）または（３）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、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（１）に記載のフォーカス制御装置。
　（６）　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（５）に記載の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（５）または（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、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（１）乃至（７）の何れかに記載のフォーカス制御装置。
　（９）　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う（１）乃至（８）の何れかに記載のフォーカス制御装置。
　（１０）　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（９）に記載のフォーカス制御装置。
　（１１）　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（９）または（１０）に記載のフォーカス制御装置。
　（１２）　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（９）乃至（１１）の何れか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う（９）乃至（１２）の何れか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、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（１３）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（１４）に記載のフォーカス制御装置。
　（１６）　前記測距エリア判定閾値と前記駆動制御判定閾値を等しい値とした（９）乃至（１５）の何れか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、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、前記測距エリアを前記速度重視駆動時の測距サイズに設定して、前記評価値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被写体重視測距サイズに設定する（１）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測距エリア判定閾値よりも大きい場合、測距エリアは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されて、デフォーカス量が測距エリア判定閾値以下である場合、測距エリアは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される。このため、合焦後はフォーカスを合わせる被写体に応じて測距エリアが設定されるので、安定したフォーカス制御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 (20)

  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駆動制御部
    を有するフォーカス制御装置。
  2. 　前記フォーカス駆動制御部は、前記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に応じて前記被写体重視測距サイズを設定する
    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
    請求項２に記載のフォーカス制御装置。
  4. 　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
    請求項２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、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１に記載のフォーカス制御装置。
  6. 　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
    請求項５に記載の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
    請求項５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、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１に記載のフォーカス制御装置。
  9. 　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う
    請求項１に記載のフォーカス制御装置。
  10. 　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９に記載のフォーカス制御装置。
  11. 　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９に記載のフォーカス制御装置。
  12. 　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９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う
    請求項９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、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１３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１４に記載のフォーカス制御装置。
  16. 　前記測距エリア判定閾値と前記駆動制御判定閾値を等しい値とした
    請求項９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、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、前記測距エリアを前記速度重視駆動時の測距サイズに設定して、前記評価値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被写体重視測距サイズに設定する
    請求項１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フォーカス駆動制御部で設定することと、
    　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前記フォーカス駆動制御部で設定すること
    を含むフォーカス制御方法。
  19. 　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する手順と、
    　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。
  20. 　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駆動制御部と
    を有する撮像装置。
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