(57)【要約】【課題】不必要なオートフォーカス処理を容易に低減することができるようにする。【解決手段】  AF起動制御部８２の相対角度変化量算出部１２１は、画像信号を用いて、各フィールドについて、輝度成分を積分したフィールド内輝度積分値を算出し、その値から相対角度変化量を算出し、モード変化検出部１２２は、その変化量の大きさに基づいて相対角度変化量のモードを判別し、さらにそのモードの変化のパターンを判定し、AF起動指示出力部１２３は、その判定結果に基づいてAF処理の起動指示をAF制御処理部８３に出力する。本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に適用することができる。【選択図】図４
2006301000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理を実行する制御装置において、
前記被写体と前記撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段と、
前記相対角度変化量算出手段により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出手段と、
前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化のパターンに応じて前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段と
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記フォーカス位置制御処理起動手段により起動される前記フォーカス位置制御処理を実行するフォーカス位置制御処理実行手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化が、前記不安定モードから前記安定モードへの変化である場合、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化が、前記不安定モードから前記安定モードへの変化である場合のみ、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記相対角度変化量算出手段は、
前記被写体の撮像画像の各画素の輝度値をフィールド内で積分することにより、フィールド内輝度積分値を算出するフィールド内輝度積分値算出手段と、
前記フィールド内輝度積分値算出手段により算出された前記フィールド内輝度積分値の、予め定められた所定の長さの時間範囲内における平均値を算出する平均値算出手段と、
前記平均値算出手段により算出された、現在のフィールドを含む前記時間範囲である第１の時間範囲の平均値と、前記第１の時間範囲の１つ前の前記時間範囲である第２の時間範囲の平均値との差分値を算出する差分値算出手段と、
前記差分値算出手段により算出された前記差分値を、現在のフィールド内輝度積分値と前記時間範囲の長さで正規化し、前記相対角度変化量とする正規化手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記フィールド内輝度積分値算出手段は、前記撮像画像の所定の範囲の領域の輝度値を積分して前記フィールド内輝度積分値とする
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記領域は、前記フォーカス位置制御処理に利用されるパラメータを算出する領域とは独立して設定される
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記領域は、前記フォーカス位置制御処理に利用されるパラメータを算出する領域を包含する
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項９】
前記領域は、前記撮像画像の全体である
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記モード変化検出手段は、
前記相対角度変化量算出手段により算出された前記相対角度変化量と所定の閾値を比較し、前記相対角度変化量が前記閾値より小さい場合、前記モードを安定モードと判別し、前記相対角度変化量が前記閾値以上である場合、前記モードを不安定モードと判別するモード判別手段と、
前記モード判別手段による判別結果により、前記モードの設定が更新されたか否かを確認する更新確認手段と、
前記更新確認手段により確認された前記モードの設定の更新におけるモード変化のパターンを判定するモード変化パターン判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記フォーカス位置制御処理用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いを評価する評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値算出手段により算出される前記評価値の変化を検出する評価値変化検出手段と
をさらに備え、
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モードが前記安定モードのままであり、前記モード変化検出手段により前記モードの変化が検出されない場合であっても、前記評価値変化検出手段により、前記評価値の変化が検出される場合、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記評価値変化検出手段は、
前記評価値算出手段により算出される前記評価値を、所定の時間的範囲毎に加算する評価値加算演算手段と、
前記評価値加算演算手段により加算されて得られた前記加算結果の内、前記不安定モードから前記安定モードに移行する際の前記加算結果を基準加算結果として保持する基準加算結果保持手段と、
前記評価値加算演算手段による前記加算結果と、前記基準加算結果保持手段に保持されている前記基準加算結果に基づいて、評価値変動率を算出する前記評価値変動率算出手段と、
前記評価値変動率算出手段により算出される前記評価値変動率に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する評価値変動率判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記相対角度変化量算出手段により算出されるフィールド内輝度積分値を用いて、前記フィールド内輝度積分値の変化を検出する輝度積分値変化検出手段をさらに備え、
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モードが前記安定モードのままであり、前記モード変化検出手段により前記モードの変化が検出されない場合であっても、前記輝度積分値変化検出手段により、前記フィールド内輝度積分値の変化が検出される場合、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記輝度積分値変化検出手段は、
前記相対角度変化量算出手段により算出される最新のフィールド内輝度積分値を取得する最新フィールド内輝度積分値取得手段と、
前記最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得される前記フィールド内輝度積分値の内、前記不安定モードから前記安定モードに移行する際の前記フィールド内輝度積分値を基準フィールド内輝度積分値として保持する基準フィールド内輝度積分値保持手段と、
前記最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得される前記最新のフィールド内輝度積分値と、前記基準フィールド内輝度積分値保持手段により保持される前記基準フィールド内輝度積分値を用いて、前記フィールド内輝度積分値の変動率である輝度積分値変動率を算出する輝度積分値変動率算出手段と、
前記輝度積分値変動率算出手段により算出された前記輝度積分値変動率に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する輝度積分値変動率判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１５】
撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理を実行する制御装置の制御方法であって、
前記撮像装置が得た前記被写体の撮像画像に基づいて、前記被写体と前記撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出ステップと、
前記相対角度変化量算出ステップの処理により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出ステップと、
前記モード変化検出ステップの処理により検出された前記モードの変化のパターンに応じて前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する起動判定ステップと、
前記起動判定ステップによる判定結果に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させ、前記駆動部にフォーカス位置を調整させるようにするフォーカス位置制御処理起動ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記撮像装置が得た前記被写体の撮像画像に基づいて、前記被写体と前記撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出ステップと、
前記相対角度変化量算出ステップの処理により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出ステップと、
前記モード変化検出ステップの処理により検出された前記モードの変化のパターンに応じて前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する起動判定ステップと、
前記起動判定ステップによる判定結果に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させ、前記駆動部にフォーカス位置を調整させるようにするフォーカス位置制御処理起動ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
被写体を撮像する撮像部と、光学素子を駆動させて、前記撮像部により前記被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部を有するカメラにおいて、
前記被写体と前記カメラの間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段と、
前記相対角度変化量算出手段により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出手段と、
前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化のパターンに応じて、前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段と、
前記フォーカス位置制御処理起動手段により起動される前記フォーカス位置制御処理を実行し、前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理実行手段と
を備えることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および方法、プログラム、並びにカメラに関し、特に、不必要なオートフォーカス処理を容易に低減することができるようにする制御装置および方法、プログラム、並びにカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば撮像装置等において、焦点を被写体に合焦させるフォーカス処理を自動的に行うオートフォーカス（以下、AF（Auto Focus）と称する）処理がある。このAF処理には、例えば、取り込み画像の一部の範囲内のコントラストを検出し、コントラストが最も高くなるようにレンズ位置を調整する方法（画像処理方式）がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、撮像装置は、取り込み画像の所定の領域（評価枠）において、画像の「ぼけ」度合いを評価するパラメータである評価値を、画像の輝度値の高周波成分（コントラスト）等から算出し、フォーカス位置を移動させながら、その評価値の最大値（ピーク値）を探索し、そのピーク値をとる位置に焦点を合焦させる。このようにすることにより、取り込み画像は、範囲内に写されている被写体に合焦する（ジャストピン）。
【０００４】
このようなAF処理は、例えば、ユーザがシャッタボタンを半分の深さに押下する（所謂、半押しする）ことにより開始され、取り込み画像が被写体に合焦した（ジャストピンになった）と判定されると終了する。このようにユーザが１回ずつ実行を指示するAF処理をワンショットAF処理と称する。
【０００５】
また、例えばビデオカメラのように、ユーザが指示しなくてもAF処理を行う撮像装置もある。このような撮像装置は、AF制御処理により、常時、条件判定処理を繰り返し行い、所定の条件を満たす場合、上述したようなワンショットAF処理を起動させる。起動条件としては例えば評価値の変化の大きさがある。例えば、撮像装置は、取り込み画像の所定の領域（評価枠）のぼけ度合い（輝度値の高周波成分）を評価し、その評価値の変化の大きさが閾値以上となった場合、ワンショットAF処理を起動させる。このように取り込み画像のぼけ度合いを評価し、その評価値に基づいてAF処理を制御することにより、撮像装置は、評価枠内に写される被写体に対して常に合焦させることができる。
【０００６】
その際、より的確なAF処理を行うために様々な方法が考えられている。例えば、最適なフォーカス位置を効率よく探索させるためにレンズを微小範囲で振動（ウォブリング）させ、その取り込み画像の評価値に基づいてフォーカスレンズの進行方向を判定する方法（例えば、特許文献２参照）や、幅広い撮影条件下において良好なAF処理を行うことができるように、条件に応じて評価値を算出する範囲である評価枠の枠サイズを変更する方法（例えば、特許文献３参照）等がある。
【０００７】
しかしながら、このような画像処理方式のAF処理の場合、撮像装置は、レンズを動かしながら、取り込み画像を観察して被写体に合焦させるので、一般的に、AF処理が終了するまで（ジャストピンが得られるまで）にある程度の時間を要する。従って、例えば、撮像装置が撮影方向を変更中（所謂、パンニングやチルティングを行っている間）の場合、評価枠内の被写体が次々に変化するので、撮像装置が、AF処理により被写体に合焦したと判定してから、その位置にフォーカス位置を移動させるようにレンズを駆動させてAF処理を終了するまでに、評価枠内に写される被写体までの距離が変化し、合焦しない恐れがあった。
【０００８】
例えば、図１Ａにおいて、カメラ１が被写体Ａ、被写体Ｂ、被写体Ｃを順次写すように、矢印２に示されるようなパンニングを行うとする。このとき、カメラ１から被写体Ａまでの距離３と、カメラ１から被写体Ｃまでの距離５が、カメラ１から被写体Ｂまでの距離４より短いとする。この、パン中のカメラ１の取り込み画像より算出される評価値は、例えば、図１Ｂに示されるグラフの曲線６のように変化する。
【０００９】
つまり、距離４は距離３と比べて長いので、被写体Ｂが評価枠内に写される時刻ｔ２において評価値が大幅に低下し、AF処理が起動される。しかしながら、パンニングは継続されるため、レンズの駆動が終了する頃には、被写体Ｃが評価枠内に写されることになる。すなわち、フォーカス位置が距離４離れた位置となってしまい、被写体Ｃに合焦しない。さらに、時刻ｔ３を過ぎると評価値が安定してしまい、AF処理が起動されない。従って、被写体Ｃの画像は焦点（フォーカス位置）がずれたままの画像となる。このような現象はチルティングの場合においても同様に発生する。
【００１０】
また、パンニングやチルティング以外にも、例えば、図２Ａに示されるように、撮影画枠１０内に設けられた評価枠１１の中に被写体１２を撮影している時に、その被写体１２が風等によって揺れ、評価枠１１より出たり入ったりを繰り返すような場合、その揺れ（前後方向でなく左右上下方向の揺れ）によって、評価値は図２Ｂに示されるグラフの曲線１３のように頻繁に大幅に変動する。従って、AF処理が頻繁に起動されることになるが、AF処理においてはレンズが駆動されてフォーカス位置が変動する。つまり、この場合の取り込み画像は、ずっとフォーカス位置が定まらず大変見づらい画像となってしまう。
【００１１】
【特許文献１】国際公開ＷＯ  ９７／２５８１２
【特許文献２】特開平１０−２１５４０３号公報
【特許文献３】特開平１０−１６１０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらのような事態を回避するために、例えば、レンズのウォブリング動作を利用して細かくフォーカス位置を制御する方法が考えられる。AF処理においては、レンズの駆動向きを決定するために（前後いずれの向きが合焦する向きとなるかを判定するために）、最初にレンズを細かく駆動方向（前後方向）に振動させる（ウォブリングする）。そして、このウォブリングの結果、焦点が合う向きが判別され、その向きにレンズが駆動される。
【００１３】
このようなウォブリングを頻繁に行うことにより、フォーカス位置が被写体から大幅にずれる前にフォーカス位置制御を行うようにする。このようにすることにより、各フォーカス位置制御に必要な処理時間も短縮されるので、例えば、図１に示されるようなパンニングの場合（チルティングも含む）であっても、被写体Ａ、被写体Ｂ、被写体Ｃの順に合焦させることができる。しかしながら、例えば、業務用カメラのようにレンズが大きくて重いような場合、ウォブリングの速度も遅く、対応可能なパンニング（チルティング）の速度も低下してしまい、大きな効果が得られない恐れがあった。
【００１４】
また、特に業務用カメラの場合、使用時間が長く、また使用環境も民生用のカメラの使用環境と比較して厳しい場合が多く、常にウォブリング動作を行わせるようにすると耐久性が低下し、製品寿命が短くなる恐れがあった。
【００１５】
さらに、図２の例の場合、ウォブリング動作が繰り返され、フォーカス位置が細かく振動することになるが、例えばHD（High Definition）映像を撮影するカメラの場合、取り込み画像が高画質であるため、フォーカス位置の微小変動であっても目立ってしまい、画質が低下する（撮影画像に視聴者が違和感を覚える）恐れがあった。
【００１６】
これに対して、図２の例の場合にAF処理を起動させないようにするために、評価枠を大きくする方法がある。例えば、撮影画枠１０全体を評価枠とする。このようにすることにより、カメラは、被写体１２がその評価枠内で揺れても評価値が変動しないので、AF処理の起動を抑制することができる。しかしながら、この場合、撮影画枠内のどの部分に焦点を合わせるかをユーザが制御することができなくなってしまい、撮影作業が困難になる恐れがあった。
【００１７】
なお、評価枠の範囲を可変とし、被写体の揺れ等の動きに合わせて適応的に制御するようにする方法も考えられるが、全く不都合が生じないように、その範囲の切り替え制御を行うことは容易では無いし、複雑な構成の制御部（制御処理）を必要とする。従って、製造コストが増大する恐れもある。
【００１８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、不必要なオートフォーカス処理を容易に低減させるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の制御装置は、被写体と撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段と、相対角度変化量算出手段により算出された相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、モードの変化を検出するモード変化検出手段と、モード変化検出手段により検出されたモードの変化のパターンに応じて駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
前記フォーカス位置制御処理起動手段により起動されるフォーカス位置制御処理を実行するフォーカス位置制御処理実行手段をさらに備えるようにすることができる。
【００２１】
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、モード変化検出手段により検出されたモードの変化が、不安定モードから安定モードへの変化である場合、フォーカス位置制御処理を起動させるようにすることができる。
【００２２】
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、モード変化検出手段により検出されたモードの変化が、不安定モードから安定モードへの変化である場合のみ、フォーカス位置制御処理を起動させるようにすることができる。
【００２３】
前記相対角度変化量算出手段は、被写体の撮像画像の各画素の輝度値をフィールド内で積分することにより、フィールド内輝度積分値を算出するフィールド内輝度積分値算出手段と、フィールド内輝度積分値算出手段により算出されたフィールド内輝度積分値の、予め定められた所定の長さの時間範囲内における平均値を算出する平均値算出手段と、平均値算出手段により算出された、現在のフィールドを含む時間範囲である第１の時間範囲の平均値と、第１の時間範囲の１つ前の時間範囲である第２の時間範囲の平均値との差分値を算出する差分値算出手段と、差分値算出手段により算出された差分値を、現在のフィールド内輝度積分値と時間範囲の長さで正規化し、相対角度変化量とする正規化手段とを備えるようにすることができる。
【００２４】
前記フィールド内輝度積分値算出手段は、撮像画像の所定の範囲の領域の輝度値を積分してフィールド内輝度積分値とするようにすることができる。
【００２５】
前記領域は、フォーカス位置制御処理に利用されるパラメータを算出する領域とは独立して設定されるようにすることができる。
【００２６】
前記領域は、フォーカス位置制御処理に利用されるパラメータを算出する領域を包含するようにすることができる。
【００２７】
前記領域は、撮像画像の全体であるようにすることができる。
【００２８】
前記モード変化検出手段は、相対角度変化量算出手段により算出された相対角度変化量と所定の閾値を比較し、相対角度変化量が閾値より小さい場合、モードを安定モードと判別し、相対角度変化量が閾値以上である場合、モードを不安定モードと判別するモード判別手段と、モード判別手段による判別結果により、モードの設定が更新されたか否かを確認する更新確認手段と、更新確認手段により確認されたモードの設定の更新におけるモード変化のパターンを判定するモード変化パターン判定手段とを備えるようにすることができる。
【００２９】
前記フォーカス位置制御用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いを評価する評価値を算出する評価値算出手段と、評価値算出手段により算出される評価値の変化を検出する評価値変化検出手段とをさらに備え、フォーカス位置制御処理起動手段は、モードが安定モードのままであり、モード変化検出手段によりモードの変化が検出されない場合であっても、評価値変化検出手段により、評価値の変化が検出される場合、フォーカス位置制御処理を起動させるようにすることができる。
【００３０】
前記評価値変化検出手段は、評価値算出手段により算出される評価値を、所定の時間的範囲毎に加算する評価値加算演算手段と、評価値加算演算手段により加算されて得られた加算結果の内、不安定モードから安定モードに移行する際の加算結果を基準加算結果として保持する基準加算結果保持手段と、評価値加算演算手段による加算結果と、基準加算結果保持手段に保持されている基準加算結果に基づいて、評価値変動率を算出する評価値変動率算出手段と、評価値変動率算出手段により算出される評価値変動率に基づいて、フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する評価値変動率判定手段とを備えるようにすることができる。
【００３１】
前記相対角度変化量算出手段により算出されるフィールド内輝度積分値を用いて、フィールド内輝度積分値の変化を検出する輝度積分値変化検出手段をさらに備え、フォーカス位置制御処理起動手段は、モードが安定モードのままであり、モード変化検出手段によりモードの変化が検出されない場合であっても、輝度積分値変化検出手段により、フィールド内輝度積分値の変化が検出される場合、フォーカス位置制御処理を起動させるようにすることができる。
【００３２】
前記輝度積分値変化検出手段は、相対角度変化量算出手段により算出される最新のフィールド内輝度積分値を取得する最新フィールド内輝度積分値取得手段と、最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得されるフィールド内輝度積分値の内、不安定モードから安定モードに移行する際のフィールド内輝度積分値を基準フィールド内輝度積分値として保持する基準フィールド内輝度積分値保持手段と、最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得される最新のフィールド内輝度積分値と、基準フィールド内輝度積分値保持手段により保持される基準フィールド内輝度積分値を用いて、フィールド内輝度積分値の変動率である輝度積分値変動率を算出する輝度積分値変動率算出手段と、輝度積分値変動率算出手段により算出された輝度積分値変動率に基づいて、フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する輝度積分値変動率判定手段とを備えるようにすることができる。
【００３３】
本発明の制御方法は、撮像装置が得た被写体の撮像画像に基づいて、被写体と撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出ステップと、相対角度変化量算出ステップの処理により算出された相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、モードの変化を検出するモード変化検出ステップと、モード変化検出ステップの処理により検出されたモードの変化のパターンに応じて駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する起動判定ステップと、起動判定ステップによる判定結果に基づいて、フォーカス位置制御処理を起動させ、駆動部にフォーカス位置を調整させるようにするフォーカス位置制御処理起動ステップとを含むことを特徴とする。
【００３４】
本発明のプログラムは、撮像装置が得た被写体の撮像画像に基づいて、被写体と撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出ステップと、相対角度変化量算出ステップの処理により算出された相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、モードの変化を検出するモード変化検出ステップと、モード変化検出ステップの処理により検出されたモードの変化のパターンに応じて駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する起動判定ステップと、起動判定ステップによる判定結果に基づいて、フォーカス位置制御処理を起動させ、駆動部にフォーカス位置を調整させるようにするフォーカス位置制御処理起動ステップとを含むことを特徴とする。
【００３５】
本発明のカメラは、被写体とカメラの間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段と、相対角度変化量算出手段により算出された相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、モードの変化を検出するモード変化検出手段と、モード変化検出手段により検出されたモードの変化のパターンに応じて、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段と、フォーカス位置制御処理起動手段により起動されるフォーカス位置制御処理を実行し、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理実行手段とを備えることを特徴とする。
【００３６】
本発明の制御装置および方法、プログラム、並びにカメラにおいては、相対角度変化量が算出され、その相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかが判別されることにより、そのモードの変化が検出され、そのモードの変化のパターンに応じて、フォーカス位置制御処理が起動される。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、不必要なオートフォーカス処理を容易に低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。
【００３９】
さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加されたりする発明の存在を否定するものではない。
【００４０】
本発明においては、撮像装置（例えば、図３の撮像装置）の光学素子（例えば、図３のフォーカスレンズやウォブリングレンズ）を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部（例えば、図３のAF駆動部）の制御に関する処理を実行する制御装置（例えば、図３のAF制御部）が提供される。この制御装置では、被写体と撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段（例えば、図４の相対角度変化量算出部）と、相対角度変化量算出手段により算出された相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、モードの変化を検出するモード変化検出手段（例えば、図４のモード変化検出部）と、モード変化検出手段により検出されたモードの変化のパターンに応じて駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段（例えば、図４のAF起動指示出力部）とを備える。
【００４１】
前記フォーカス位置制御処理起動手段の制御により起動されるフォーカス位置制御処理を実行するフォーカス位置制御処理実行手段（例えば、図３のAF制御処理部）をさらに備えるようにすることができる。
【００４２】
前記相対角度変化量算出手段は、被写体の撮像画像の各画素の輝度値をフィールド内で積分することにより、フィールド内輝度積分値を算出するフィールド内輝度積分値算出手段（例えば、図４のフィールド内輝度積分値算出部）と、フィールド内輝度積分値算出手段により算出されたフィールド内輝度積分値の、予め定められた所定の長さの時間範囲内における平均値を算出する平均値算出手段（例えば、図４の区間別輝度積分平均値算出部）と、平均値算出手段により算出された、現在のフィールドを含む時間範囲である第１の時間範囲の平均値と、第１の時間範囲の１つ前の時間範囲である第２の時間範囲の平均値との差分値を算出する差分値算出手段（例えば、図４の差分値算出部）と、差分値算出手段により算出された差分値を、現在のフィールド内輝度積分値と時間範囲の長さで正規化し、相対角度変化量とする正規化手段（例えば、図４の正規化部）とを備えるようにすることができる。
【００４３】
前記モード変化検出手段は、相対角度変化量算出手段により算出された相対角度変化量と所定の閾値を比較し、相対角度変化量が閾値より小さい場合、モードを安定モードと判別し、相対角度変化量が閾値以上である場合、モードを不安定モードと判別するモード判別手段（例えば、図４のモード判別部）と、モード判別手段による判別結果により、モードの設定が更新されたか否かを確認する更新確認手段（例えば、図４の更新確認部）と、更新確認手段により確認されたモードの設定の更新におけるモード変化のパターンを判定するモード変化パターン判定手段（例えば、図４のモード変化パターン判定部）とを備えるようにすることができる。
【００４４】
前記フォーカス位置制御用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いを評価する評価値を算出する評価値算出手段（例えば、図１１の評価値算出部）と、評価値算出手段により算出される評価値の変化を検出する評価値変化検出手段（例えば、図１２の評価値変化検出部）とをさらに備え、フォーカス位置制御処理起動手段は、モードが安定モードのままであり、モード変化検出手段によりモードの変化が検出されない場合であっても、評価値変化検出手段により、評価値の変化が検出される場合、フォーカス位置制御処理を起動させるようにすることができる。
【００４５】
前記評価値変化検出手段は、評価値算出手段により算出される評価値を、所定の時間的範囲毎に加算する評価値加算演算手段（例えば、図１２の評価値加算演算部）と、評価値加算演算手段により加算されて得られた加算結果の内、不安定モードから安定モードに移行する際の加算結果を基準加算結果として保持する基準加算結果保持手段（例えば、図１２の基準加算結果保持部）と、評価値加算演算手段による加算結果と、基準加算結果保持手段に保持されている基準加算結果に基づいて、評価値変動率を算出する評価値変動率算出手段（例えば、図１２の評価値変動率算出部）と、評価値変動率算出手段により算出される評価値変動率に基づいて、フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する評価値変動率判定手段（例えば、図１２の評価値変動率判定部）とを備えるようにすることができる。
【００４６】
前記相対角度変化量算出手段により算出されるフィールド内輝度積分値を用いて、フィールド内輝度積分値の変化を検出する輝度積分値変化検出手段（例えば、図１６の輝度積分値変化検出部）をさらに備え、フォーカス位置制御処理起動手段は、モードが安定モードのままであり、モード変化検出手段によりモードの変化が検出されない場合であっても、輝度積分値変化検出手段により、フィールド内輝度積分値の変化が検出される場合、フォーカス位置制御処理を起動させるようにすることができる。
【００４７】
前記輝度積分値変化検出手段は、相対角度変化量算出手段により算出される最新のフィールド内輝度積分値を取得する最新フィールド内輝度積分値取得手段（例えば、図１６の最新フィールド内輝度積分値取得部）と、最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得されるフィールド内輝度積分値の内、不安定モードから安定モードに移行する際のフィールド内輝度積分値を基準フィールド内輝度積分値として保持する基準フィールド内輝度積分値保持手段（例えば、図１６の基準フィールド内輝度積分値保持部）と、最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得される最新のフィールド内輝度積分値と、基準フィールド内輝度積分値保持手段により保持される基準フィールド内輝度積分値を用いて、フィールド内輝度積分値の変動率である輝度積分値変動率を算出する輝度積分値変動率算出手段（例えば、図１６の輝度積分値変動率算出部）と、輝度積分値変動率算出手段により算出された輝度積分値変動率に基づいて、フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する輝度積分値変動率判定手段（例えば、図１６の輝度積分値変動率判定部）とを備えるようにすることができる。
【００４８】
本発明においては、撮像装置（例えば、図３の撮像装置）の光学素子（例えば、図３のフォーカスレンズやウォブリングレンズ）を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部（例えば、図３のAF駆動部）の制御に関する処理を実行する制御装置（例えば、図３のAF制御部）の制御方法が提供される。この制御方法においては、撮像装置が得た被写体の撮像画像に基づいて、被写体と撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出ステップ（例えば、図８のステップＳ１）と、相対角度変化量算出ステップの処理により算出された相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、モードの変化を検出するモード変化検出ステップ（例えば、図８のステップＳ２）と、モード変化検出ステップの処理により検出されたモードの変化のパターンに応じて駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する起動判定ステップ（例えば、図８のステップＳ３）と、起動判定ステップによる判定結果に基づいて、フォーカス位置制御処理を起動させ、駆動部にフォーカス位置を調整させるようにするフォーカス位置制御処理起動ステップ（例えば、図８のステップＳ４）とを含む。
【００４９】
本発明のプログラムにおいても、各ステップが対応する実施の形態（但し一例）は、本発明の制御方法と同様である。
【００５０】
本発明においては、被写体を撮像する撮像部（例えば、図３のCCD）と、光学素子（例えば、図３のフォーカスレンズやウォブリングレンズ）を駆動させて、前記撮像部により前記被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部（例えば、図３のAF駆動部）を有するカメラ（例えば、図３の撮像装置）が提供される。このカメラにおいては、被写体とカメラの間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段（例えば、図４の相対角度変化量算出部）と、相対角度変化量算出手段により算出された相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、モードの変化を検出するモード変化検出手段（例えば、図４のモード変化検出部）と、モード変化検出手段により検出されたモードの変化のパターンに応じて、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段（例えば、図４のAF起動指示出力部）と、フォーカス位置制御処理起動手段により起動されるフォーカス位置制御処理を実行し、駆動部を制御してフォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理実行手段（例えば、図３のAF制御処理部）とを備える。
【００５１】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００５２】
図３は、本発明を適用した撮像装置の一実施形態に係る構成例を示す図である。
【００５３】
図３において、撮像装置５０は、AF（Auto Focus）駆動部５１、画像処理部５２、およびAF制御部５３を有しており、被写体を撮像し、動画または静止画の画像データを得る装置である。撮像装置５０は、得られた画像データを記録媒体に記録したり、外部に出力したりする。なお、図３においては、撮像装置５０の構成の内、本発明に関わる部分のみを示している。
【００５４】
AF駆動部５１は、フォーカスレンズ６１、ウォブリングレンズ６２、レンズ駆動部６３、駆動制御部６４、センサ６５、およびスイッチ（SW）６６を有しており、AF制御部５３の制御に基づいて、光学系を駆動させ、画像処理部５２に取り込まれる光のフォーカス位置調整処理を行う。
【００５５】
フォーカスレンズ６１は、画像処理部５２に入射する光の光軸方向に駆動し、その光のフォーカス位置（得られる撮影画像のフォーカス位置）を制御する。ウォブリングレンズ６２は、画像処理部５２に入射する光の光軸方向に微小に振動（ウォブリング）し、撮影画像のフォーカス位置を微小にずらす。このウォブリングレンズ６２は、焦点調整処理（フォーカス処理）中におけるフォーカスレンズ６１の動かす向きを決定するのに利用される。なお、このフォーカスレンズ６１とウォブリングレンズ６２は、１組のレンズにより実現する（フォーカスレンズ６１をウォブリングレンズ６２としてウォブリング動作させる）ようにしてもよい。
【００５６】
レンズ駆動部６３は、駆動制御部６４より供給される制御情報に基づいて、フォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２の位置や動作を制御することによりフォーカス位置を制御する（フォーカス位置を制御するための動作を行わせる）。駆動制御部６４は、後述するようにAF制御部５３のAF制御処理部８３とシリアルバスで接続されており、AF制御処理部８３より供給されるフォーカス制御指令やウォブリング制御指令等の制御情報に基づいて、レンズ駆動部６３にフォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２の駆動に関する制御情報を供給する。例えば、駆動制御部６４は、レンズ駆動部６３に対して、制御情報を供給し、フォーカスレンズ６１の位置を移動するように指示したり、ウォブリングレンズ６２のウォブリング動作を開始させたりする。
【００５７】
また、駆動制御部６４は、センサ６５より供給されるアイリス値やフォーカス位置に関する情報を、シリアルバスを介して、AF制御処理部８３に供給する。さらに、駆動制御部６４は、スイッチ（SW）６６の状態に応じて動作が制御される。例えば、スイッチ６６がオン状態の場合のみ駆動制御部６４は、上述した制御処理や通信処理を行い、スイッチ６６がオフ状態の場合、駆動制御部６４は、休止状態となり各処理を実行しない。
【００５８】
センサ６５は、フォーカス位置、ズーム位置（焦点距離）、およびアイリス値等を測定するセンサであり、測定したそれらの情報を、駆動制御部６４を介してAF制御処理部８３に供給する。スイッチ（SW）６６は、AF処理を行うか否かをユーザが制御するためのスイッチであり、その状態を駆動制御部６４に通知する。
【００５９】
画像処理部５２は、撮像装置５０に入射される光から電気信号の画像信号を生成する処理部であり、CCD（Charge Coupled Devices）７１、増幅部７２、および信号処理部７３を有している。
【００６０】
CCD７１は、フォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２を介して入射される入射光を光電変換し、入射光量に対応する電荷を蓄積すると、それを吐き出すことにより電気信号の画像信号を得る。CCD７１は、その画像信号を増幅部７２に供給する。増幅部７２は、CDS回路（Correlated Double Sampling circuit）、AGC回路（Automatic Gain Control circuit）、およびA/D（Analog / Digital）変換回路等を含み、CCD７１より供給される画像信号のリセットノイズを除去したり、画像信号を増幅したり、アナログ信号の画像信号をデジタル信号に変換したりした後、そのデジタルの画像信号を信号処理部７３に供給する。
【００６１】
信号処理部７３は、供給された画像信号に対してAE（Auto Exposure）処理やAWB（Auto White Balance）処理や、γ補正等の画像処理等を施した後、その画像信号を後段に出力するとともに、AF制御部５３の評価値算出部８１およびAF起動制御部８２に供給する。また、信号処理部７３は、画像信号の水平同期信号や垂直同期信号、並びにシステムクロック信号等の制御用同期信号を評価値算出部８１およびAF起動制御部８２に供給する。
【００６２】
AF制御部５３は、画像処理部５２より供給される画像信号等に基づいて、AF駆動部５１を制御し、AF処理の制御に関する処理を行う。AF制御部５３は、評価値算出部８１、AF起動制御部８２、およびAF制御処理部８３を有している。
【００６３】
評価値算出部８１は、画像処理部５２の信号処理部７３より供給される画像信号や同期信号、並びにAF制御処理部８３より供給される設定データ等に基づいて、取り込み画像（画像信号）の「ぼけ」具合を評価する評価値を算出する。評価値算出部８１は、算出した評価値をAF制御処理部８３に供給する。
【００６４】
AF起動制御部８２は、信号処理部７３より供給される画像信号に基づいて、AF処理の起動に関する制御処理を行い、その制御結果をAF制御処理部８３に供給する。AF制御処理部８３は、AF起動制御部８２の制御に基づいて、AF処理を開始し、評価値算出部８１より供給される評価値に基づいて、AF処理を実行し、シリアルバスを介して制御情報を駆動制御部６４に供給する。また、AF制御処理部８３は、評価値の算出に関する設定データを生成し、その設定データを評価値算出部８１に供給する。さらに、AF制御処理部８３は、シリアルバスを介して、駆動制御部６４よりフォーカス位置やアイリス値等のセンサ情報を取得する。
【００６５】
また、AF制御部５３は、バス９０、ROM（Read Only Memory）９１、入力部９２、出力部９３、記憶部９４、通信部９５、およびドライブ９６をさらに有している。AF起動制御部８２には、バス９０が接続され、そのバス９０を介して、ROM９１乃至ドライブ９６が接続される。
【００６６】
ROM９１は、読み出し専用の記憶媒体を有しており、AF起動制御部８２において実行されるプログラムやデータが予め記憶されている。ROM９１に記憶されているプログラムやデータは、AF起動制御部８２により、バス９０を介して必要に応じて読み出される。入力部９２は、スイッチやボタン等の入力デバイスを有しており、例えばユーザにより入力された指示情報等を受け付け、それらを、バス９０を介してAF起動制御部８２に供給する。出力部９３は、LED（Light Emitting Diode）ディスプレイ、LCD（Liquid Crystal Display）、または有機EL（Electro Luminescence）ディスプレイ等よりなる表示部や、スピーカ等よりなる音声出力部を有しており、AF起動制御部８２よりバス９０を介して供給された情報を表示したり出力したりする。
【００６７】
記憶部９４は、ハードディスクや半導体メモリ等を有し、AF起動制御部８２により実行されるプログラムやデータが記憶されたり、AF起動制御部８２より供給されるデータ等を記憶したりする。通信部９５は、例えば、モデム、LAN（Local Area Network）アダプタ、USB（Universal Serial Bus）インタフェース、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）1394インタフェース、SCSI（Small Computer System Interface）、またはIEEE802.11xアダプタ等を有し、所定の通信規格に基づいたインタフェース処理を行い、ネットワークを介して他の装置と通信を行う。
【００６８】
ドライブ９６は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア９７が適宜装着される読み出し書き込み処理部である。ドライブ９６は、例えば、装着されたリムーバブルメディア９７からプログラムやデータを読み出し、それを、必要に応じて記憶部９４にインストールさせたり、AF起動制御部８２に供給したりする。また、ドライブ９６は、例えば、バス９０を介してAF起動制御部８２より取得したプログラムやデータを、装着されているリムーバブルメディア９７に記録する。
【００６９】
AF起動制御部８２が実行する処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【００７０】
この記録媒体は、例えば、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク（ＭＤ（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア９７により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM９１や、記憶部９４に含まれるハードディスクや半導体メモリ等で構成される。
【００７１】
次に、動作について説明する。
【００７２】
撮影が開始されると、画像処理部５２のCCD７１は、点線矢印１０１に示されるような光軸でAF駆動部５１のフォーカスレンズ６１およびウォブリングレンズ６２を介して入射された光を光電変換し、電気信号の画像情報（画像信号）を得る。そしてCCD７１は、矢印１０２のように、その画像信号を増幅部７２に供給する。増幅部７２は、その画像信号を所定の方法で増幅させると、その増幅済みの画像信号を矢印１０３のように信号処理部７３に供給する。信号処理部７３は、供給された画像信号に対して画像処理を施すなどした後、それを、矢印１０４Ａに示されるように図示せぬ後段に出力するとともに、矢印１０４Ｂおよび矢印１０４Ｃに示されるようにAF制御部５３の評価値算出部８１およびAF起動制御部８２に供給する。また、信号処理部７３は、矢印１０５Ａおよび矢印１０５Ｂに示されるように、同期信号を評価値算出部８１およびAF起動制御部８２に供給する。
【００７３】
AF起動制御部８２は、ROM９１や記憶部９４に記憶されているプログラムを実行し、信号処理部７３より供給される画像信号（取り込み画像の内容）に基づいてAF処理（ワンショットAF処理）の起動に関する制御処理を行う。詳細については後述するが、AF起動制御部８２は画像信号の輝度値に基づいて、AF処理を行うか否かを判定し、所定の条件が満たされる場合、矢印１０７のようにAF制御処理部８３に対してAF処理の起動を指示する。
【００７４】
AF制御処理部８３は、そのようなAF起動制御部８２よりAF処理の開始を指示されると、両矢印１０６のように評価値算出部８１と連携してAF処理の制御に関する処理を行う。
【００７５】
つまり、評価値算出部８１は、両矢印１０６のようにAF制御処理部８３より供給される設定データ等に基づいて、矢印１０４Ｂのように信号処理部７３より供給される画像信号に対応する取り込み画像の「ぼけ」度合いを評価する評価値を所定の算出方法で算出する。例えば、評価値は、フレーム画像の一部の画像領域内（評価枠内）におけるコントラストの大きさを示す値であり、その評価枠内の輝度値の高周波成分の合計値等に基づいて算出される。評価値算出部８１は、このような評価値を算出すると、両矢印１０６のようにそれをAF制御処理部８３に供給する。
【００７６】
AF制御処理部８３は、例えばウォブリング動作や山登りピーク値判定等のAF処理の具体的な動作を、シリアルバスを介して駆動制御部６４に指示する。その際、AF制御処理部８３は、両矢印１０６のように評価値算出部８１より供給される評価値や、シリアルバスを介して矢印１０８Ｂのように駆動制御部６４より供給されるフォーカス位置やアイリス値等のセンサ情報を受け付け、それらの情報に基づいてAF制御処理を行う。
【００７７】
駆動制御部６４は、センサ６５より矢印１０９のようにフォーカス位置やアイリス値等のセンサ情報を取得し、シリアルバスを介して、そのセンサ情報を、矢印１０８ＢのようにAF制御処理部８３に供給する。また、駆動制御部６４は、SW６６より矢印１１０のようにAF処理の設定に関するユーザ指示を受け付け、その指示に基づいて、矢印１０８Ａのようにシリアルバスを介してAF制御処理８３より供給される制御情報を受け付け、その制御情報に基づいた処理を行い、矢印１１１のように、レンズ位置等を指示するレンズ駆動制御情報をレンズ駆動部６３に供給する。レンズ駆動部６３は、そのレンズ駆動制御情報に基づいて、矢印１１２のようにフォーカスレンズ６１を駆動させたり、矢印１１３のようにウォブリングレンズ６２を駆動させたりする。
【００７８】
撮像装置５０においては、このようにAF処理が制御される。
【００７９】
図４は、AF制御部５３のAF起動制御部８２の詳細な構成例を示すブロック図である。
【００８０】
図４において、AF起動制御部８２は、相対角度変化量算出部１２１、モード変化検出部１２２、およびAF起動指示出力部１２３を有している。
【００８１】
相対角度変化量算出部１２１は、被写体と撮像装置５０の相対角度（被写体と撮影方向の相対関係）が１区間当たりにどれくらい変化したかという変化量（相対角度変化量ｐ０）を求める処理部であり、フィールド内輝度積分値算出部１３１、領域設定部１３２、区間別輝度積分平均値算出部１３３、区間別輝度積分平均値保持部１３４、差分値算出部１３５、および正規化部１３６を有している。
【００８２】
フィールド内輝度積分値算出部１３１は、フィールド画像（プログレッシブ画像であればフレーム画像）毎に、各画素の輝度値（ｙ）を積分（合計）し、輝度積分値（フィールド内輝度積分値ynow_w5_f0）を算出する。そのとき、フィールド内輝度積分値算出部１３１は、フィールド画像の、領域設定部１３２において設定される領域内の画素の輝度積分値をフィールド内輝度積分値として算出する。フィールド内輝度積分値算出部１３１は、算出したフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0を区間別輝度積分平均値算出部１３３に供給する。
【００８３】
領域設定部１３２は、フィールド内輝度積分値算出部１３１がフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0を算出する領域を設定する。つまり、フィールド内輝度積分値ynow_w5_f0は、撮影画枠の全体または一部よりなる予め定められた範囲の画素の輝度値の合計値（積分値）である。
【００８４】
区間別輝度積分平均値算出部１３３は、フィールド内輝度積分値算出部１３１より供給されるフィールド単位の輝度積分値であるフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0について、所定の時間（区間）単位（例えば、Ｎフィールド毎（Ｎは自然数））でその平均値（区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0）を算出し、その区間別輝度積分平均値（算出途中の値を含む）を区間別輝度積分平均値保持部１３４に供給し、保持させる。１区間の平均値yadd_w5_f0を算出すると、区間別輝度積分平均値算出部１３３は、その値yadd_w5_f0を区間別輝度積分平均値保持部１３４に供給し、保持させるとともに差分値算出部１３５にも供給する。
【００８５】
なお、区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0は、最新の区間（Ｎフィールド分）のフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0の平均値である。つまり、区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0は、現在のフィールドからＮフィールド前のフィールドまでの各フィールドに対応するフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0の平均値である。なお、１区間前の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1は、Ｎ＋１フィールド前のフィールドから２Ｎフィールド前のフィールド前の各フィールドに対応するフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0の平均値である。
【００８６】
従って、区間別輝度積分平均値保持部１３４は、最新の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0が算出されると（１区間分の平均値の算出が終了すると）、それまで保持していた１区間前の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1を削除し、それまで保持していた区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0を、１区間前の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1に変更し、最新の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0を保持する。なお、区間別輝度積分平均値保持部１３４に保持されているフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0と、算出途中の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0は、フィールド単位で更新される。
【００８７】
差分値算出部１３５は、このように算出された最新の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f0と、区間別輝度積分平均値保持部１３４より取得した以前（１つ前の区間）の区間別輝度積分平均値yadd_w5_f1との差分値（yadd_w5_f0−yadd_w5_f1）を算出し、その算出結果と、最新のフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0を正規化部１３６に供給する。
【００８８】
正規化部１３６は、差分値算出部１３５より供給された差分値を、最新のフィールド内輝度積分値ynow_w5_f0と１区間のフィールド数Ｎで正規化し、その正規化された値、すなわち、輝度積分値の変化の割合を、相対角度変化量（ｐ０）として、モード変化検出部１２２のモード判別部１４１に供給する。
【００８９】
つまり、相対角度変化量ｐ０は、以下の式（１）により求めることができる。
【００９０】
【数１】
2006301000.tif 000003
【００９１】
モード変化検出部１２２は、相対角度変化量算出部１２１において算出された相対角度変化量（ｐ０）に基づいて、撮影画像の内容の変化の様子、つまり変化のモードが変化したか否か（モード変化）を検出する処理部であり、モード判別部１４１、モードフラグ１４２、閾値保持部１４３、更新確認部１４４、モード更新部１４５、およびモード変化パターン判定部１４６を有している。
【００９２】
モード判別部１４１は、相対角度変化量算出部１２１の正規化部１３６より供給される相対角度変化量に基づいて、現在のモードを判定する。ここでモードとは、撮影画像の内容の変化の様子をその程度によって状態として分けたものである。ここでは安定モードと不安定モードの２つのモードが存在する。要するに、モード判別部１４１は、相対角度変化量（ｐ０）が大きいか小さいかによって、被写体が撮影装置５０の撮影角度に対して大きく動いている（不安定モードである）か否（安定モードである）かを判別する。モード判別部１４１は、モードフラグ１４２を参照し、１つ前の区間のモードを特定すると、閾値保持部１４３よりそのモードに対応する閾値を取得する。そしてモード判別部１４１は、その閾値を用いて、撮影角度変化量から現在の区間のモードを判別する。モード判別部１４１は、そのモードの判別結果と、モードフラグ１４２より読み出した１つ前の区間のモードとを更新確認部１４４に供給する。
【００９３】
モードフラグ１４２は、モード判別部１４１により判別されたモードが設定される。すなわち、モードフラグ１４２には、安定モードであるか不安定モードであるかを示す情報（フラグ）がセットされる。閾値保持部１４３は、モード判別部１４１がモードを判別する際に用いる閾値（モード毎に設定される閾値αとβ）を保持する。
【００９４】
更新確認部１４４は、モード判別部１４１より供給される情報に基づいてモードが更新されたか否かを判定し、その判定結果と、モード判別部１４１において判別された現在の区間のモードの情報を、モード更新部１４５およびモード変化パターン判別部１４６に供給する。
【００９５】
モード更新部１４５は、更新確認部１４４よりモードが更新されたと通知されると、モードフラグ１４２の値を更新し、新たなモードを示す値をセットする。例えば、モードフラグ１４２に安定モードを示す値がセットされている場合、モード更新部１４５は、その値を「不安定モードを示す値」に更新する。また、例えば、モードフラグ１４２に不安定モードを示す値がセットされている場合、モード更新部１４５は、その値を「安定モードを示す値」に更新する。
【００９６】
モード変化パターン判定部１４６は、更新確認部１４４において確認された更新がどのような更新であったか、すなわちモード変化のパターンを判定する。つまり、モード変化パターン判定部１４６は、モードが安定モードから不安定モードに移行したのか、不安定モードから安定モードに移行したのかを判定し、その判定結果をAF起動指示出力部１２３に供給する。
【００９７】
AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出部１２２のモード変化パターン判定部１４６の判定結果に基づいて、AF起動指示をAF制御処理部８３に対して出力する。つまり、AF起動指示出力部１２３は、モード変化パターン判定部１４６が、モードが不安定モードから安定モードに移行したと判定した場合のみ、AF処理を開始させる制御情報であるAF起動指示をAF制御処理部８３に供給する。
【００９８】
以上のように、AF起動制御部８２においては、相対角度変化量算出部１２１がAF処理の起動を制御するパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量を算出し、モード変化検出部１２２が、その変化量のモード変化パターンを特定し、AF起動指示出力部１２３がそのモード変化パターンに基づいて、AF制御処理部８３にAF処理の起動指示を出力する。
【００９９】
図５は、モード遷移判定とAF起動の関係を説明する模式図である。
【０１００】
図５に示されるように、被写体の撮影装置５０の撮影角度に対する動き（相対角度変化量）のモードには、安定モード１５１と不安定モード１５２の２つのモードが存在する。
【０１０１】
例えば、１つ前の区間におけるモードが安定モード１５１であったとする。その場合、モードフラグ１４２には安定モード１５１を示す値がセットされる。モード判別部１４１は、そのモードフラグ１４２を参照し、安定モード１５１であると判定すると、閾値保持部１４３より、安定モード用の閾値αを取得する。そして、モード判別部１４１は、相対角度変化量算出部１２１の正規化部１３６より供給された相対角度変化量（正規化された差分値）の絶対値（ABS（Absolute）（ｐ０））を閾値αと比較する。仮に、相対角度変化量の絶対値が閾値α以下であるとすると、モード判別部１４１は、新たな区間のモードも安定モード１５１であると判別する。つまり、この区間と１つ前の区間は両方とも安定モード１５１であるので、矢印１６１に示されるようにモード変化は発生しない。
【０１０２】
仮に、相対角度変化量の絶対値（ABS（ｐ０））が閾値αより大きい場合、モード判別部１４１は、新たな区間のモードを不安定モード１５２であると判別する。つまり、１つ前の区間において安定モード１５１であったのが、矢印１６２に示されるように、モード変化が発生し、現在の新たなモードは不安定モード１５２に遷移する。その際、更新確認部１４４はモード遷移のパターンが矢印１６２により示される、安定モード１５１から不安定モード１５２への遷移であることを確認し、モード更新部１４５は、モードフラグ１４２の値を更新する。
【０１０３】
つまりモードフラグ１４２には、不安定モード１５２を示す値がセットされるので、モード判別部１４１は、そのモードフラグ１４２を参照し、不安定モード１５２であると判定すると、閾値保持部１４３より、不安定モード用の閾値βを取得する。そして、モード判別部１４１は、相対角度変化量算出部１２１の正規化部１３６より供給された相対角度変化量（正規化された差分値）の絶対値（ABS（ｐ０））を閾値βと比較する。仮に、相対角度変化量の絶対値（ABS（ｐ０））が閾値β以上であるとすると、モード判別部１４１は、新たな区間のモードも不安定モード１５２であると判別する。つまり、この区間と１つ前の区間は両方とも不安定モード１５２であるので、矢印１６３に示されるようにモード変化は発生しない。
【０１０４】
仮に、相対角度変化量の絶対値（ABS（ｐ０））が閾値βより小さい場合、モード判別部１４１は、新たな区間のモードを安定モード１５１であると判別する。つまり、１つ前の区間において不安定モード１５２であったのが、矢印１６４に示されるように、モード変化が発生し、現在の新たなモードは安定モード１５１に遷移する。その際、更新確認部１４４はモード遷移のパターンが矢印１６４により示される、不安定モード１５２から安定モード１５１への遷移であることを確認し、モード更新部１４５は、モードフラグ１４２の値を更新する。
【０１０５】
モード変化パターン判定部１４６は、矢印１６２または矢印１６４のようにモードが遷移する場合、その遷移方向（モード変化パターン）を判定する。AF起動指示出力部１２３は、その判定結果に基づいて、矢印１６４のように、不安定モード１５２から安定モード１５１に遷移した場合のみ、AF起動指示をAF制御処理部８３に出力する。
【０１０６】
つまり、相対角度変化量の絶対値ABS（ｐ０）≦αの場合（矢印１６１）、ABS（ｐ０）＞αの場合（矢印１６２）、および、ABS（ｐ０）≧βの場合（矢印１６３）は、AF処理は起動せず、ABS（ｐ０）＜βの場合（矢印１６４）のみAF処理が開始される。換言すると、相対角度変化量のモードが不安定モード１５２から安定モード１５１に移行した場合（大きく変化していた相対角度の変化量が徐々に落ち着き、あまり変化しなくなった場合）に、AF処理が開始されることになる。
【０１０７】
AF起動制御の具体例として、図６を参照し、撮影装置５０をパンニングする場合について説明する。
【０１０８】
例えば、図６Ａに示されるように、ユーザが撮像装置５０を右から左にパン（撮影方向を変化）させ、撮影画枠１７１の左側にあって撮影画像に写っていなかった被写体（被写体１７３Ａ）が、撮影画枠１７１内に入り（被写体１７３Ｂ）、さらに撮影画枠１７１の右側に出て行く（被写体１７３Ｃ）ように撮影を行うとする。
【０１０９】
このとき、撮影画枠１７１より中央付近に、撮影画枠１７１より小さい評価枠１７２を設け、撮影画像の評価値は、その評価枠１７２内で算出し、フィールド内輝度積分値は、撮影画枠１７１全体について算出するものとする。
【０１１０】
この場合、評価枠１７２内に被写体が出入りすると（被写体１７３Ｂ）、評価値が大きく変化する。従って、この評価値の変化に応じてAF処理を起動させると、最終的に撮影画枠１７１の外に出てしまう被写体に焦点を合わせようとするので、フォーカス位置が移動したときにはその被写体が撮影画枠１７１内に存在せず、撮影画像は「ぼけ」てしまう。さらに、パンが終了すると評価値が安定してしまうので、AF処理が起動されず、撮影画像は「ぼけ」たままとなってしまう。
【０１１１】
これに対して、フィールド内輝度積分値は、図６Ａのように撮像装置５０がパンニングされると、例えば、図６Ｂに示されるグラフの曲線１７４のように変化する。図６Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はフィールド内輝度積分値を示している。例えば、時刻ｔ１からｔ２までの間に図６Ａに示されるようなパンが行われたとすると、時刻ｔ１まで安定していたフィールド内輝度積分値は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に大きく変化し、パンが終了した時刻ｔ２以降はまた安定する。つまり、時刻ｔ１まで安定モードであったモードが時刻ｔ１において不安定モードに移行し、時刻ｔ２において再度安定モードに移行する。
【０１１２】
従って、AF起動制御部８２によって、上述したようにフィールド内輝度積分値（フィールド内輝度積分値より算出される相対角度変化量の絶対値ABS（ｐ０））を用いてAF起動制御が行われると、時刻ｔ２のタイミング（不安定モードから安定モードへの移行タイミング）でのみAF処理が起動されることになる。つまり、フォーカス位置を制御するためのパラメータである評価値を用いずに、専用のパラメータである相対角度変化量を用いてAF処理の起動制御を行うことにより、撮像装置５０（AF起動制御部８２）は、不必要なAF処理を容易に低減させることができ、安定したAF処理を実現することができる。例えば、撮像装置５０は、このようなAF起動制御を行うことにより、パンニング中の不必要な被写体（被写体１７３Ｂ）への合焦を抑制することができ、上述したように撮影画像のピント（焦点）が「ぼけ」てしまうことを抑制することができる。なお、チルト（チルティング）の場合も同様である。
【０１１３】
以上のように、AF起動制御部８２においては、相対角度変化量算出部１２１がAF処理の起動を制御するパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量を算出し、モード変化検出部１２２が、その変化量のモード変化パターンを特定し、AF起動指示出力部１２３がそのモード変化パターンに基づいて、AF制御処理部８３にAF処理の起動指示を出力する。
【０１１４】
また、他の具体例として、撮影画枠１７１内において被写体が揺れている場合のAF起動制御について説明する。
【０１１５】
例えば、図７Ａに示されるように、撮影画枠１７１内において、被写体１７３Ｄが揺れ動き、評価枠１７２に出入りするような場合、その評価値は大きく変動する。従って、この評価値の変化に応じてAF処理を起動させると、被写体１７３Ｄが揺れている間、常にAF処理が行われることになる。AF処理が行われると、例えばウォブリング等により、撮影画像のフォーカス位置が変化する。つまり、被写体１７３Ｄが揺れ動いている場合、頻繁に撮影画像のフォーカス位置が変化し続けることになり、撮影画像が、視聴者にとって不快な（違和感のある）画像となってしまう。特に、撮影画像が高品質なHD（High Definition）の場合、画質が高いだけに、視聴者はフォーカス位置の細かな変化まで確認することができ、その不必要なフォーカス位置の変化に対する不快感は、さらに大きなものとなってしまう。
【０１１６】
これに対して、フィールド内輝度積分値は、撮影画枠１７１全体について算出されるので、図７Ａのように被写体１７３Ｄが揺れ動いても、例えば、図７Ｂに示されるグラフの曲線１７５のように大きく変化しない。図７Ｂにおいて、横軸は時間を示し、縦軸はフィールド内輝度積分値を示している。撮影画枠１７１内において被写体１７３Ｄが動いても、輝度値の撮影画枠１７１全体の合計（積分値）は、大きく変化しない。つまり、この場合、相対角度変化量のモードは、常に安定モードとなる。
【０１１７】
従って、AF起動制御部８２によって、上述したようにフィールド内輝度積分値（フィールド内輝度積分値より算出される相対角度変化量の絶対値ABS（ｐ０））を用いてAF起動制御が行われると、AF処理は起動されないことになる。つまり、撮像装置５０は、被写体１７３Ｄの小さな動きに対しては、細かく合焦させずに、フォーカス位置を安定させる。このようにAF処理の起動を制御することにより、撮像装置５０は、不必要な被写体（被写体１７３Ｄ）への合焦を抑制することができ、撮影画像のフォーカス位置を安定させ、フォーカス位置の不要な変化による不快な画像の発生を抑制することができる。
【０１１８】
なお、図６および図７の場合、AF処理の起動を制御するために用いられるフィールド内輝度積分値は、撮影画枠１７１全体に対して算出され、フォーカス位置を制御するために用いられる評価値は、その撮影画枠１７１の一部である評価枠１７２について算出される。一般的に、評価枠１７２は小さいほど、ユーザは、その評価枠１７２内に位置させる被写体を特定し易くなるので、合焦させる被写体を特定し易くなり、フォーカス位置の制御が容易になる。従って、このように各値を算出する枠を設定することにより、撮像装置５０は、ユーザが容易にフォーカス位置を制御することが出来るようにするとともに、不要なAF処理を抑制し、フォーカス位置を安定させるように、適切なAF起動制御を行うことができる。
【０１１９】
もちろん、フィールド内輝度積分値を算出する範囲は、撮影画枠１７１の一部の範囲であってもよいし、その場合、撮影画枠１７１のどの部分であってもよい。また、撮影画枠１７１内に複数の範囲（フィールド内輝度積分値を算出する範囲）が設定されるようにしてもよいし、その場合、一部が他の範囲の一部に重なるような範囲が設定されるようにしてもよいし、他の範囲を抱含する範囲が設定されるようにしてもよい。
【０１２０】
評価枠１７２についても同様であり、撮影画枠１７１のどの部分が評価枠１７２として設定されるようにしてもよい。また、撮影画枠１７１全体を評価枠１７２としてももちろんよい。さらに、撮影画枠１７１内に複数の評価枠１７２を設定するようにしてもよいし、その場合、他の評価枠と範囲の一部が重なるように評価枠を設定するようにしてもよいし、他の評価枠を抱合するような評価枠を設定するようにしてもよい。
【０１２１】
フィールド内輝度積分値を算出する範囲の設定と、評価枠１７２の設定は、基本的に互いに独立しており、例えば両方の範囲を共通としてもよいが、一般的に、上述したように評価枠１７２は小さい方が望ましく、フィールド内輝度積分値を算出する範囲は、フォーカス位置を安定させる目的のために（被写体の揺れ動きに反応しないように）大きい方が望ましい。
【０１２２】
また、フィールド内輝度積分値を算出する範囲が評価枠１７２の範囲と重なっていない場合、フィールド内輝度積分値と評価値は、互いに異なる被写体に対して影響を受けることになる。一般的には、ユーザが焦点を合わせている被写体の動きに基づいてAF処理の起動を制御するのが自然であるので、そのような目的のためには、フィールド内輝度積分値を算出する範囲が評価枠１７２の範囲を抱合するのが望ましい。もちろん、敢えてフィールド内輝度積分値を算出する範囲が評価枠１７２の範囲と重ならないようにし、撮像装置が、焦点を合焦させる被写体と異なる被写体の動きによって生じる輝度値の変化によってAF起動制御を行うようにしてもよい。
【０１２３】
例えば、照明を被写体として撮影する場合、その照明が点灯したり消灯したりされると輝度値が変化するので、被写体（照明）の位置が動いていないにも関わらずAF処理が起動される恐れがあるが、所謂、ワイド端の撮影時のように、被写体（照明）が例えば撮影画枠１７１の半分程度しか占めないように撮影が行われる場合であれば、フィールド内輝度積分値を算出する範囲が、その被写体（照明）が写されていない部分に設定されている（評価枠１７２と重ならないように範囲が設定されている）ことにより、撮像装置５０は、照明の点灯や消灯（被写体の輝度変化）の影響を受けずにAF起動制御を行うことができ、不要なAF処理を低減させることができ、撮影画像のフォーカス位置を適切に安定させることができる。
【０１２４】
さらに、フィールド内輝度積分値を算出する範囲は、予め定められた範囲であってもよいし、ユーザが、撮影前や撮影中等に、撮影画枠１７１の任意の位置に設定することができるようにしてもよい。また、その際、そのフィールド内輝度積分値を算出する範囲の大きさおよび形状もユーザにより設定することができるようにしてもよい。さらに、フィールド内輝度積分値を算出する範囲としての候補が予め複数用意され、ユーザが撮影前や撮影中等にそれらの候補の中から任意の領域を選択し、フィールド内輝度積分値を算出する範囲として設定するようにしてもよい。なお、評価枠１７２についても同様であり、予め定められた領域であってもよいし、ユーザが撮影前や撮影中等に自由に設定することができるようにしてもよいし、予め用意された選択肢の中からユーザが選択的に設定することができうようにしてもよい。
【０１２５】
フィールド内輝度積分値を算出する範囲や評価枠１７２が予め設定されていれば、ユーザは撮影時にそれらを設定する必要が無く、撮影を容易に行うことができる。また、フィールド内輝度積分値を算出する範囲や評価枠１７２をユーザが自由に設定することができるようになされていれば、環境や被写体等の撮影条件により適した範囲設定が可能になり、ユーザの意図に沿った、より好ましいAF処理を実現することができる。さらに、その範囲の設定をユーザが選択的に行うことができるようにすることにより、ユーザは容易に範囲設定を行うことができる。
【０１２６】
なお、フィールド内輝度積分値を算出する範囲の設定方法として、ユーザがフィールド内輝度積分値を算出しない範囲を設定することができるようにしてももちろんよい。つまり、この場合撮像装置は、ユーザに指定された範囲以外の部分の輝度値を積分し、フィールド内輝度積分値を算出し、その値を用いてAF起動制御を行う。
【０１２７】
次に、上述した各処理の流れについて説明する。最初に、図８のフローチャートを参照して、AF起動制御部８２によるAF起動制御処理の流れの例を説明する。
【０１２８】
信号処理部７３より画像信号（フィールド画像またはフレーム画像）が供給されると、AF起動制御部８２の相対角度変化量算出部１２１は、ステップＳ１において相対角度変化量算出処理を実行する。相対角度変化量算出処理の詳細については、図９のフローチャートを参照して後述する。
【０１２９】
相対角度変化量算出処理を終了すると、モード変化検出部１２２は、ステップＳ２においてモード変化検出処理を実行する。モード変化検出処理の詳細は、図１０のフローチャートを参照して後述する。
【０１３０】
モード変化検出処理を終了すると、ステップＳ３において、AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出処理結果に基づいて、AF処理を開始するか否かを判定する。上述したように、相対角度変化量のモードが不安定モード１５２から安定モード１５１に移行したと判定され、AF処理を開始すると判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ４においてAF起動指示をAF制御処理部８３に出力し、AF処理を起動させた後、AF起動制御処理を終了する。また、ステップＳ３において、相対角度変化量のモードが不安定モード１５２から安定モード１５１に移行していないと判定され、AF処理を開始しないと判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ４の処理を省略し、AF起動制御処理を終了する。
【０１３１】
次に、図８のステップＳ１において実行される相対角度変化量算出処理の詳細な流れの例について図９のフローチャートを参照して説明する。
【０１３２】
画像信号が信号処理部７３より供給され、相対角度変化量算出処理が開始されると、フィールド内輝度積分値算出部１３１は、最初に、ステップＳ２１において、供給された画像信号に基づいて、フィールドの所定の領域（撮影画枠内の、領域設定部１３２により設定されている領域）内の輝度値の積分値（フィールド内輝度積分値）を算出する。
【０１３３】
ステップＳ２２において、区間別輝度積分平均値算出部１３３は、区間別輝度積分平均値保持部１３４と連携しながら、区間毎に輝度積分値の平均値（区間別輝度積分平均値）を求める。差分値算出部１３５は、ステップＳ２３において、隣り合う区間（最新の区間と１つ前の区間）の区間別輝度積分平均値の差分値を算出する。ステップＳ２４において、正規化部１３６は、ステップＳ２３において算出された差分値を最新のフィールド内輝度積分値とフィールド数で正規化し、相対角度変化量を求める。ステップＳ２４の処理が終了すると、正規化部１３６は、相対角度変化量算出処理を終了し、処理を図８のステップＳ１に戻し、ステップＳ２以降の処理を行う。
【０１３４】
次に、図８のステップＳ２において実行されるモード変化検出処理の詳細の流れの例について図１０のフローチャートを参照して説明する。
【０１３５】
モード変化検出処理が開始されると、モード判別部１４１は、ステップＳ４１において、正規化された差分値である相対角度変化量を、モードフラグ１４２および閾値保持部１４３を参照して得られる、１区間前のモードに応じた閾値と比較し、ステップＳ４２において、最新のモードを判別する。ステップＳ４３において、更新確認部１４４は、モードが変化したか否かを確認し、変化したと判定した場合、処理をステップＳ４４に進める。ステップＳ４４において、モード更新部１４５は、モードフラグ１４２の値を更新する。モード変化パターン判定部１４６は、ステップＳ４５において、モード変化パターンを判定し、ステップＳ４６において、モード判定結果をAF起動指示出力部１２３に出力し、モード変化検出処理を終了し、処理を図８のステップＳ２に戻す。AF起動制御部８２は、ステップＳ３以降の処理を実行する。
【０１３６】
また、ステップＳ４３において、モードが変化していないと判定した場合、更新確認部１４４は、ステップＳ４４乃至ステップＳ４６の処理を省略し、モード変化検出処理を終了し、処理を図８のステップＳ２に戻す。AF起動制御部８２は、ステップＳ３以降の処理を実行する。
【０１３７】
以上のように各処理を行うことにより、AF起動制御部８２は、不必要なAF処理を容易に低減させ、より的確なAF処理を実現し、高品質な撮影画像が得られるようにすることができる。
【０１３８】
なお、以上において、AF処理の起動を制御するパラメータであるカメラと被写体の相対角度の変化量は、撮影画像の輝度値を用いた値であるように説明したが、これに限らず、例えば、コントラストに関する値を用いる等、輝度積分値以外の値を用いて算出される値であってもよい。また、演算方法も上述した以外の方法であってもよい。例えば、区間毎にフィールド内輝度積分値の平均値を算出し、その平均値を用いて相対角度変化量を算出するように説明したが、これに限らず、例えば、輝度値の積分値でなく平均値を用いるようにしてもよいし、フィールド内輝度積分値の区間毎の平均値の代わりに、フィールド内輝度積分値の合計値を用いて相対角度変化量を算出するようにしてもよい。フィールド単位で求められた輝度値の平均値の、区間毎の平均値を用いて相対角度変化量を算出するようにしてももちろんよい。また、正規化も、最新のフィールド内輝度値とフィールド数を用いる代わりに、区間別輝度積分平均値等の他の値を用いるようにしてもよい。また、正規化を行わないようにしてもよい。
【０１３９】
また、AF起動制御用のパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量以外の値を用いるようにしてもよい。さらに、AF起動制御用のパラメータとして、カメラと被写体の相対角度の変化量と、それ以外の値を併用するようにしてもよい。
【０１４０】
図１１は、本発明を適用した撮像装置の一実施形態に係る他の構成例を示す図である。図１１は、図３に対応する図であり、撮像装置２００は、図３の撮像装置５０に対応し、基本的に撮像装置５０と同様の構成を有している。ただし、撮像装置２００のAF起動制御部２１２は、図３の撮像装置５０と異なり、信号処理部７３より供給される画像信号だけでなく、評価値算出部２１１により算出される評価値も取得し、その評価値に基づいたAF起動制御も、画像信号の輝度値に基づいたAF起動制御と併せて実行する。
【０１４１】
つまり、撮像装置２００は、図３の撮像装置５０のAF制御部５３の代わりに、AF制御部２０３を有している。AF制御部２０３は、AF制御部５３の評価値算出部８１およびAF起動制御部８２の代わりに、評価値算出部２１１およびAF起動制御部２１２を有する。
【０１４２】
評価値算出部２１１は、図３の評価値算出部８１と異なり、算出した評価値をAF制御処理部８３に供給するだけでなく、AF起動制御部２１２にも供給する（矢印２２１）。AF起動制御部２１２は、信号処理部７３より供給される画像信号（矢印１０４Ｃ）の輝度値に基づいたAF起動制御だけでなく、評価値に基づいたAF起動制御も行い、相対角度変化量が安定モードである場合であっても、評価値が大きく変化するときはAF処理を起動させる。
【０１４３】
図１２は、図１１のAF起動制御部２１２の詳細な構成例を示すブロック図である。図１２において、AF起動制御部２１２は、相対角度変化量算出部１２１、モード変化検出部１２２、およびAF起動指示出力部１２３の他に、さらに、評価値変化検出部２３１を有する。
【０１４４】
評価値変化検出部２３１は、AF起動制御のために、評価値の変化を検出する処理部であり、評価値加算演算部２４１、基準加算結果保持部２４２、評価値変動率算出部２４３、および評価値変動率判定部２４４を有している。
【０１４５】
評価値加算演算部２４１は、最新のＭフィールド（Ｍは自然数）の評価値を保持し、また、それらの評価値の加算値（合計値）hadd_w1_f1を算出し、保持する。従って、例えば、まだ保持している評価値の個数（フィールド数）がＭ個（Ｍフィールド）に達していない場合、評価値加算演算部２４１は、評価値算出部２１１より供給された評価値を新たに保持し、その値を、保持している加算値（算出途中の加算値）に追加的に加算する。また、例えば、Ｍ個（Ｍフィールド）の評価値とその加算値hadd_w1_f1を既に保持している場合、評価値加算演算部２４１は、保持しているＭ個（Ｍフィールド）の評価値の中で最も古い評価値を削除するとともに、その値を、保持している加算値hadd_w1_f1より減算し、評価値算出部２１１より新たに供給された評価値を保持するとともに、その値を、保持している加算値（Ｍ−１個の評価値の加算値）に追加的に加算し、最新のＭ個（Ｍフィールド）の評価値の加算値hadd_w1_f1を算出する。
【０１４６】
基準加算結果保持部２４２は、基準加算結果hadd_w1_f0として、安定した直後（不安定モードから安定モードに移行した直後）に評価値加算演算部２４１に保持されているＭ個（Ｍフレーム）の評価値の加算値hadd_w1_f1を保持する。すなわち、基準加算結果保持部２４２は、AF起動指示出力部１２３においてAF起動指示が出力されたと判定した場合（不安定モードから安定モードに移行したと判定した場合）、評価値加算演算部２４１が保持する加算値hadd_w1_f1を基準加算結果hadd_w1_f0として保持する。なお、保持している基準加算結果hadd_w1_f0が存在するときは、基準加算結果保持部２４２は、先にそれを削除してから、評価値加算演算部２４１が保持する加算値hadd_w1_f1を新たな基準加算結果hadd_w1_f0として保持する。
【０１４７】
評価値変動率算出部２４３は、モード変化検出部１２２のモードフラグ１４２の値が安定モードである場合、評価値加算演算部２４１が保持する加算結果hadd_w1_f1と、基準加算結果保持部２４２が保持する基準加算結果hadd_w1_f0を用いて、評価値の変動の大きさを示す評価値変動率ｑ０を、以下の式（２）のように算出し、それを評価値変動率判定部２４４に供給する。
【０１４８】
【数２】
2006301000.tif 000004
【０１４９】
評価値変動率判定部２４４は、供給された評価値変動率ｑ０に基づいてAF処理を実行するか否かを判定し、その判定結果をAF起動指示出力部１２３に出力する。つまり、例えば、評価値変動率判定部２４４は、供給された評価値変動率ｑ０を所定の閾値γ（γは自然数）、または１／γと比較し、以下の式（３）に示される条件を満たす場合、AF処理を起動すると判定し、これらの条件を満たさない場合、AF処理を起動しないと判定する。
【０１５０】
【数３】
2006301000.tif 000005
【０１５１】
評価値変動率判定部２４４は、この判定結果をAF起動指示出力部１２３に供給する。AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出部１２２によるモード変化パターンの判定結果並びに、評価値変動率判定部２４４の判定結果に基づいて、AF処理の起動指示をAF制御処理部８３に供給する。
【０１５２】
このように評価値を用いたAF起動制御を併用することにより、撮像装置２００は、フィールド内輝度積分値に大きく影響を与えないような被写体の動きに対してもAF起動制御を正しく行うことができる。
【０１５３】
AF起動制御の具体例として、図１３を参照し、撮影装置２００に近づく被写体を撮影する場合について説明する。
【０１５４】
例えば、図１３Ａに示されるように、撮像装置２００に対して被写体が近づくように移動する場合（被写体２５１Ａ→被写体２５１Ｂ）、撮影画像は、図１３Ｂのように変化する。すなわち、撮影画像の中央付近に写されていた被写体２５１Ａ（実線）は、被写体２５１Ｂの位置まで移動することにより、被写体２５１Ａの場合よりやや大きく写される（点線）ようになる。しかしながら、例えば、撮影画枠２６１全体について、輝度値の積分値を求めるものとすると、図１３Ｂのような変化の場合、撮影画枠２６１の大きさに対する被写体２５１Ａの占める割合と、撮影画枠２６１の大きさに対する被写体２５１Ｂの占める割合とはさほど変化していないので、そのフィールド内輝度積分値も大きく変化しない。従って、この場合、撮像装置２００から被写体までの距離が変化し、被写体の位置がフォーカス位置よりずれているにも関わらず、相対角度の変化量は小さいままであり、モードは安定モードのままとなってしまうので、AF処理が起動されない。すなわち、撮影画像はピントがずれた画像となってしまう。
【０１５５】
このようなフィールド内輝度積分値に対して、評価値は、被写体の移動に応じてフォーカス位置がずれてコントラストが低下するので、被写体の動きに合わせて大きく変化する。撮像装置２００は、フィールド内輝度積分値を用いたAF制御処理を行うとともに、評価値の変動も監視することにより、相対角度変化量が安定モードであっても、評価値の変動率が高くなる場合、図１３Ａに示されるように、被写体が撮像装置２００に向かって近づいていると判断し、AF処理を起動させる。
【０１５６】
このようにAF起動制御することにより、撮像装置２００は、評価値を用いたAF制御処理を併用することによってAF処理が起動されずに撮影画像のフォーカス位置がずれてしまうことを抑制することができる。すなわち、撮像装置２００は、ユーザが容易にフォーカス位置を制御することが出来るようにするとともに、より適切なAF起動制御を行うことができる。
【０１５７】
この場合のAF起動制御処理の流れについて説明する。図１４のフローチャートを参照して、AF起動制御処理の流れの例を説明する。このフローチャートは、図８のフローチャートに対応する。
【０１５８】
AF起動制御処理が開始されると、AF起動制御部２１２の相対角度変化量算出部１２１は、ステップＳ６１において、相対角度変化量算出処理を実行する。相対角度変化量算出処理の詳細は、図９のフローチャートを参照して上述した処理と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５９】
ステップＳ６２において、モード変化検出部１２２は、モード変化検出処理を実行する。モード変化検出処理の詳細は、図１０のフローチャートを参照して説明した処理と同様であるので、その説明を省略する。
【０１６０】
ステップＳ６３において、評価値変化検出部２３１は、評価値変化検出処理を実行する。評価値変化検出処理の詳細は後述する。
【０１６１】
ステップＳ６４において、AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出部１２２より供給されるモード判定結果と、評価値変化検出部２３１より供給される判定結果に基づいて、AF処理を開始するか否かを判定する。AF処理を開始すると判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ６５に処理を進め、AF起動指示をAF制御処理部８３に出力し、AF起動制御処理を終了する。また、ステップＳ６４において、AF処理を開始しないと判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ６５の処理を省略し、AF起動制御処理を終了する。
【０１６２】
次に、図１４のステップＳ６３において実行される評価値変化検出処理の詳細な流れの例について図１５のフローチャートを参照して説明する。
【０１６３】
評価値変化検出処理が開始されると、評価値加算演算部２４１は、ステップＳ８１において、評価値が１区間分（Ｍ個）保持されているか否かを判定し、保持されていると判定した場合、ステップＳ８２に処理を進め、最新の加算結果hadd_w1_f1から最も古い評価値を削除し、ステップＳ８３に処理を進め、最新の加算結果に最新の評価値を追加する。また、ステップＳ８１において、評価値が１区間分保持されていないと判定した場合、評価値加算演算部２４１は、ステップＳ８２の処理を省略し、ステップＳ８３に処理を進め、最新の加算結果に最新の評価値を追加する。
【０１６４】
ステップＳ８４において、基準加算結果保持部２４２は、AF起動指示出力部１２３から起動指示が出力されたか否かの情報を取得し、相対角度変化量のモードが不安定モードから安定モードに移行したか否かを判定し、移行したと判定した場合、処理をステップＳ８５に進める。ステップＳ８５において、基準加算結果保持部２４２は、基準加算結果hadd_w1_f0が保持されているか否かを判定し、保持されていると判定した場合、その基準加算結果hadd_w1_f0を更新するために、ステップＳ８６において、保持している基準加算結果hadd_w1_f0を削除し、ステップＳ８７に処理を進め、最新の加算結果（評価値加算演算部２４１において演算され保持されている、現在のフィールドからＭフィールド前のフィールドまでの評価値の加算結果hadd_w1_f1）を基準加算結果hadd_w1_f0として保持する。基準加算結果hadd_w1_f0の更新が終了すると、基準加算結果保持部２４２は、処理をステップＳ８８に進める。
【０１６５】
また、ステップＳ８５において、基準加算結果hadd_w1_f0が保持されていないと判定した場合、基準加算結果保持部２４２は、ステップＳ８６の処理を省略し、ステップＳ８７に処理を進め、最新の加算結果（評価値加算演算部２４１において演算され保持されている、現在のフィールドからＭフィールド前のフィールドまでの評価値の加算結果hadd_w1_f1）を基準加算結果hadd_w1_f0として保持する。基準加算結果hadd_w1_f0の保存が終了すると、基準加算結果保持部２４２は、処理をステップＳ８８に進める。
【０１６６】
また、ステップＳ８４において、不安定モードから安定モードに移行していないと判定した場合、基準加算結果保持部２４２は、基準加算結果の更新は行わずに、ステップＳ８８に処理を進める。
【０１６７】
ステップＳ８８において、評価値変動率算出部２４３は、モード変化検出部１２２のモードフラグ１４２を参照し、安定モードであるか否かを判定する。安定モードであると判定した場合、評価値変動率算出部２４３は、ステップＳ８９に処理を進め、評価値加算演算部２４１が保持する最新の評価値加算結果hadd_w1_f1と、基準加算結果保持部２４２が保持する基準加算結果hadd_w1_f0を取得し、それらに基づいて、評価値変動率ｑ０を算出する。そして、ステップＳ９０において、評価値変動率判定部２４４は、ステップＳ８９において算出された評価値変動率ｑ０を所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいてAF処理を実行するか否かを判定する。ステップＳ９１において、評価値変動率判定部２４４は、その判定結果をAF起動指示出力部１２３に出力し、評価値変化検出処理を終了し、処理を図１４のステップＳ６３に戻し、ステップＳ６４以降の処理を実行させる。
【０１６８】
また、図１５のステップＳ８８において、安定モードでないと判定した場合、評価値変動率算出部２４３は、評価値変動率の算出に関する処理を行わずに、評価値変化検出処理を終了し、処理を図１４のステップＳ６３に戻し、ステップＳ６４以降の処理を実行させる。
【０１６９】
以上のように各処理を行うことにより、AF起動制御部２１２は、不必要なAF処理を容易に低減させながら、AF処理の起動漏れも抑制し、より的確なAF処理を実現し、高品質な撮影画像が得られるようにすることができる。
【０１７０】
なお、以上においては、評価値を所定の区間（Ｍフィールド分）毎に合計するように説明したが、これに限らず、例えば、平均値を用いるようにしてもよいし、１フィールドの評価値を用いるようにしてもよい。例えば、評価値変動率が、現在のフィールドの評価値と、不安定モードから安定モードに移行した時のフィールドの評価値とに基づいて算出されるようにしてもよい。ただし、上述した例のように、ある程度長い時間積分した（複数フィールド分を合計した）評価値を用いて評価値変動率を算出することにより、図７に示されるような被写体の揺れ動きによる評価値変動率の上昇（すなわち、不要なAF処理の起動）を抑制することができる。
【０１７１】
また、撮像装置が、上述した、AF処理の起動を制御するパラメータであるカメラと被写体の相対角度の変化量の合計（累積値）についても考慮してAF起動制御を行うようにしてもよい。
【０１７２】
図１６は、図３に示される撮像装置５０のAF起動制御部８２の詳細な他の構成例を示すブロック図である。すなわち、図１６は、図４に対応する。
【０１７３】
図１６に示される場合、AF起動制御部８２は、相対角度変化量算出部１２１、モード変化検出部１２２、およびAF起動指示出力部１２３の他に、さらに輝度積分値変化検出部３０１を有している。
【０１７４】
輝度積分値変化検出部３０１は、フィールド内輝度積分値の変化量を監視し、その変化量に基づいてAF起動制御を行う処理部であり、最新フィールド内輝度積分値取得部３１１、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２、輝度積分値変動率算出部３１３、および輝度積分値変動率判定部３１４を有している。
【０１７５】
最新フィールド内輝度積分値取得部３１１は、相対角度変化量算出部１２１のフィールド内輝度積分値算出部１３１より、最新のフィールド（現在のフィールド）のフィールド内輝度積分値y_nowを取得し、それを保持する。
【０１７６】
基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、基準フィールド内輝度積分値y_jpとして、安定した直後（不安定モードから安定モードに移行した直後）に最新フィールド内輝度積分値取得部３１１に保持されている最新のフィールド内輝度積分値y_nowを取得し、保持する。すなわち、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、AF起動指示出力部１２３においてAF起動指示が出力されたと判定した場合（不安定モードから安定モードに移行したと判定した場合）、最新フィールド内輝度積分値取得部３１１が保持する最新のフィールド内輝度積分値y_nowを基準フィールド内輝度積分値y_jpとして保持する。なお、保持している基準フィールド内輝度積分値y_jpが存在するときは、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、先にそれを削除してから、最新フィールド内輝度積分値取得部３１１が保持する最新のフィールド内輝度積分値y_nowを新たな基準フィールド内輝度積分値y_jpとして保持する。
【０１７７】
輝度積分値変動率算出部３１３は、モード変化検出部１２２のモードフラグ１４２の値が安定モードである場合、最新フィールド内輝度積分値取得部３１１が保持する最新のフィールド内輝度積分値y_nowと、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２が保持する基準フィールド内輝度積分値y_jpを用いて、フィールド内輝度積分値の変動の大きさを示す輝度積分値変動率ｒ０を、以下の式（４）のように算出し、それを輝度積分値変動率判定部３１４に供給する。
【０１７８】
【数４】
2006301000.tif 000006
【０１７９】
輝度積分値変動率判定部３１４は、供給された輝度積分値変動率ｒ０に基づいてAF処理を実行するか否かを判定し、その判定結果をAF起動指示出力部１２３に出力する。つまり、例えば、輝度積分値変動率判定部３１４は、供給された輝度積分値変動率ｒ０を所定の閾値δ（δは自然数）、または１／δと比較し、以下の式（５）に示される条件を満たす場合、AF処理を起動すると判定し、これらの条件を満たさない場合、AF処理を起動しないと判定する。
【０１８０】
【数５】
2006301000.tif 000007
【０１８１】
輝度積分値変動率判定部３１４は、この判定結果をAF起動指示出力部１２３に供給する。AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出部１２２によるモード変化パターンの判定結果並びに、輝度積分値変動率判定部３１４の判定結果に基づいて、AF処理の起動指示をAF制御処理部８３に供給する。
【０１８２】
このようにフィールド内輝度積分値を用いたAF起動制御を併用することにより、撮像装置２００は、フィールド内輝度積分値が瞬時に大きく変化しないような被写体の動きに対してもAF起動制御を正しく行うことができる。
【０１８３】
AF起動制御の具体例として、図１７を参照し、撮影装置５０を低速度でゆっくりパンニングさせた場合について説明する。
【０１８４】
例えば、図１７Ａに示されるように、ユーザが撮像装置５０を右から左へゆっくり定速にパンニングさせた（撮影方向を変更した）とする。この場合も、時間はかかるものの、図６Ａの場合と同様に、最初に撮影画枠３２１の左外にあった被写体（被写体３２３Ａ）は、パンニングに従って、徐々に撮影画枠３２１内に進入する。そして、その被写体はさらに撮像装置５０のパンニングに従って、撮影画枠３２１内の評価枠３２２内に進入した（被写体３２３Ｂ）後、さらにパンニングが続けられることにより、撮影画枠３２１の右外に出てしまう（被写体３２３Ｃ）。
【０１８５】
このようにユーザが撮像装置５０をゆっくり定速にパンニングさせると、フィールド内輝度積分値は図１７Ｂのグラフに示される曲線３２４のように緩やかに、かつ、ほぼ一定の割合で変化する。つまり、単位時間当たり（単位フィールド当たり）のフィールド内輝度積分値の変化量に対応する相対角度変化量の値は大きく変動しないので、モードは常に安定モードとなってしまい、AF処理は起動されないまま（フォーカス位置が固定されたまま）パンが終了してしまう。
【０１８６】
しかしながら、このように敢えて撮像装置５０をゆっくり定速にパンニングさせるということは、ユーザは、通常、パンニングの途中に写される被写体（被写体３２３Ｂ）にも焦点を合わせたいということである場合が多い。そこで、図１６のAF起動制御部８２は、パンニング中であっても、パンニングの速度が緩やかで正確なフォーカス位置制御が可能な場合、AF処理を起動させて被写体３２３Ｂにも焦点を合焦させるようにするために、相対角度の変化量（図１７Ｂの曲線３２４の傾きに対応）の大きさだけでなく、フィールド内輝度積分値の変化量（図１７Ｂの曲線３２４の２点間の差分値に対応）の大きさにも基づいて、AF起動制御処理を行う。
【０１８７】
つまり、図１６のAF起動制御部８２は、上述したように、安定モードに移行したときのフィールドのフィールド内輝度積分値を基準とし、その値から所定の割合（δ）以上変化した場合、相対角度変化量が安定モードであっても、撮影画像の内容が変化している（新たな被写体が写されたり、写されていた被写体が撮影画枠３２１の外に出たりした）と判定し、AF処理を起動させる。
【０１８８】
このようにAF起動制御することにより、図１６のAF起動制御部８２を有する撮像装置５０は、フィールド内輝度積分値の変動率を用いたAF制御処理を併用することによってAF処理が起動されずに撮影画像のフォーカス位置がずれてしまうことを抑制することができる。すなわち、撮像装置２００は、ユーザが容易にフォーカス位置を制御することが出来るようにするとともに、より適切なAF起動制御を行うことができる。
【０１８９】
この場合のAF起動制御処理の流れについて説明する。図１８のフローチャートを参照して、AF起動制御処理の流れの例を説明する。このフローチャートは、図８（および図１３）のフローチャートに対応する。
【０１９０】
AF起動制御処理が開始されると、AF起動制御部２１２の相対角度変化量算出部１２１は、ステップＳ１１１において、相対角度変化量算出処理を実行する。相対角度変化量算出処理の詳細は、図９のフローチャートを参照して上述した処理と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９１】
ステップＳ１１２において、モード変化検出部１２２は、モード変化検出処理を実行する。モード変化検出処理の詳細は、図１０のフローチャートを参照して説明した処理と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９２】
ステップＳ１１３において、輝度積分値変化検出部３０１は、フィールド内輝度積分値変化検出処理を実行する。フィールド内輝度積分値変化検出処理の詳細は後述する。
【０１９３】
ステップＳ１１４において、AF起動指示出力部１２３は、モード変化検出部１２２より供給されるモード判定結果と、輝度積分値変化検出部３０１より供給される判定結果に基づいて、AF処理を開始するか否かを判定する。AF処理を開始すると判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ１１５に処理を進め、AF起動指示をAF制御処理部８３に出力し、AF起動制御処理を終了する。また、ステップＳ１１４において、AF処理を開始しないと判定した場合、AF起動指示出力部１２３は、ステップＳ１１５の処理を省略し、AF起動制御処理を終了する。
【０１９４】
次に、図１８のステップＳ１１３において実行されるフィールド内輝度積分値変化検出処理の詳細な流れの例について図１９のフローチャートを参照して説明する。
【０１９５】
フィールド内輝度積分値変化検出処理が開始されると、最新フィールド内輝度積分値取得部３１１は、ステップＳ１３１において、相対角度変化量算出部１２１より最新のフィールド内輝度積分値y_nowを取得する。ステップＳ１３２において、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、AF起動指示出力部１２３から起動指示が出力されたか否かの情報を取得し、相対角度変化量のモードが不安定モードから安定モードに移行したか否かを判定し、移行したと判定した場合、処理をステップＳ１３３に進める。ステップＳ１３３において、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、基準フィールド内輝度積分値y_jpが保持されているか否かを判定し、保持されていると判定した場合、その基準フィールド内輝度積分値y_jpを更新するために、ステップＳ１３４において、保持している基準フィールド内輝度積分値y_jpを削除し、ステップＳ１３５に処理を進め、最新のフィールド内輝度積分値y_nowを基準フィールド内輝度積分値y_jpとして保持する。基準フィールド内輝度積分値y_jpの更新が終了すると、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、処理をステップＳ１３６に進める。
【０１９６】
また、ステップＳ１３３において、基準フィールド内輝度積分値y_jpが保持されていないと判定した場合、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、ステップＳ１３４の処理を省略し、ステップＳ１３５に処理を進め、最新のフィールド内輝度積分値y_nowを基準フィールド内輝度積分値y_jpとして保持する。基準フィールド内輝度積分値y_jpの保存が終了すると、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、処理をステップＳ１３６に進める。
【０１９７】
また、ステップＳ１３２において、不安定モードから安定モードに移行していないと判定した場合、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２は、基準フィールド内輝度積分値y_jpの更新は行わずに、ステップＳ１３６に処理を進める。
【０１９８】
ステップＳ１３６において、輝度積分値変動率算出部３１３は、モード変化検出部１２２のモードフラグ１４２を参照し、安定モードであるか否かを判定する。安定モードであると判定した場合、輝度積分値変動率算出部３１３は、ステップＳ１３７に処理を進め、最新フィールド内輝度積分値取得部３１１が保持する最新のフィールド内輝度積分値y_nowと、基準フィールド内輝度積分値保持部３１２が保持する基準フィールド内輝度積分値y_jpを取得し、それらに基づいて、輝度積分値変動率ｒ０を算出する。そして、ステップＳ１３８において、輝度積分値変動率判定部３１４は、ステップＳ１３７において算出された輝度積分値変動率ｒ０を所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいてAF処理を実行するか否かを判定する。ステップＳ１３９において、輝度積分値変動率判定部３１４は、その判定結果をAF起動指示出力部１２３に出力し、フィールド内輝度積分値変化検出処理を終了し、処理を図１８のステップＳ１１３に戻し、ステップＳ１１４以降の処理を実行させる。
【０１９９】
また、図１９のステップＳ１３６において、安定モードでないと判定した場合、輝度積分値変動率算出部３１３は、輝度積分値変動率ｒ０の算出に関する処理を行わずに、フィールド内輝度積分値変化検出処理を終了し、処理を図１８のステップＳ１１３に戻し、ステップＳ１１４以降の処理を実行させる。
【０２００】
以上のように各処理を行うことにより、図１６に示されるAF起動制御部８２は、不必要なAF処理を容易に低減させながら、例えばユーザが撮像装置を非常にゆっくりと定速でパンニングさせる場合等、ユーザが意図すると思われる被写体に対しては、AF処理を起動させて合焦させ、より的確なAF処理を実現し、高品質な撮影画像が得られるようにすることができる。なお、チルト（チルティング）の場合についても同様である。
【０２０１】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０２０２】
この記録媒体は、例えば、上述したように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布されるリムーバブルメディア９７により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM９１や、記憶部９４に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０２０３】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０２０４】
また、本明細書において、１つの装置として説明した構成を分割し、複数の装置として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置として説明した構成をまとめて１つの装置として構成されるようにしてもよい。また、上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、装置全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある部分の構成の一部を他の部分の構成に含めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０２０５】
【図１】従来のオートフォーカス処理の例を説明する図である。
【図２】従来のオートフォーカス処理の他の例を説明する図である。
【図３】本発明を適用した撮像装置の一実施形態に係る構成例を示す図である。
【図４】図３のAF起動制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図５】モード遷移判定とAF起動の関係を説明する模式図である。
【図６】図３の撮像装置によるAF起動制御の具体例を説明する図である。
【図７】図３の撮像装置によるAF起動制御の他の具体例を説明する図である。
【図８】AF起動制御処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図９】相対角度変化量算出処理の詳細な流れの例を説明するフローチャートである。
【図１０】モード変化検出処理の詳細の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明を適用した撮像装置の一実施形態に係る他の構成例を示す図である。
【図１２】図１１のAF起動制御部の詳細な構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１１の撮像装置によるAF起動制御の具体例を説明する図である。
【図１４】AF起動制御処理の流れの他の例を説明するフローチャートである。
【図１５】評価値変化検出処理の詳細な流れの例を説明するフローチャートである。
【図１６】図３のAF起動制御部の他の構成例を示すブロック図である。
【図１７】図３の撮像装置によるAF起動制御の他の具体例を説明する図である。
【図１８】AF起動制御処理の流れの、さらに他の例を説明するフローチャートである。
【図１９】フィールド内輝度積分値変化検出処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０２０６】
５０  撮像装置，  ５１  AF駆動部，  ５２  画像処理部，  ５３  AF制御部，  ６１  フォーカスレンズ，  ６２  ウォブリングレンズ，  ６３  レンズ駆動部，  ６４  駆動制御部，  ７３  信号処理部，  ８１  評価値算出部，  ８２  AF起動制御部，  ８３  AF制御処理部，  １２１  相対角度変化量算出部，  １２２  モード変化検出部，  １２３  AF起動指示出力部，  １３１  フィールド内輝度積分値算出部，  １３２  領域設定部，  １３３  区間別輝度積分平均値算出部，  １３４  区間別輝度積分平均値保持部，  １３５  差分値算出部，  １３６  正規化部，  １４１  モード判別部，  １４２  モードフラグ，  １４３  閾値保持部，  １４４  更新確認部，  １４５  モード更新部，  １４６  モード変化パターン判定部，  １５１  安定モード，  １５２  不安定モード，  １７１  撮影画枠，  １７２  評価枠，  １７３Ａ乃至１７３Ｄ  被写体，  ２００  撮像装置，  ２０３  AF制御部，  ２１１  評価値算出部，  ２１２  AF起動制御部，  ２３１  評価値変化検出部，  ２４１  評価値加算演算部，  ２４２  基準加算結果保持部，  ２４３  評価値変動率算出部，  ２４４  評価値変動率特定部，  ３０１  輝度積分値変化検出部，  ３１１  最新フィールド内輝度積分値取得部，  ３１２  基準フィールド内輝度積分値保持部，  ３１３  輝度積分値変動率算出部，  ３１４  輝度積分値変動率判定部
【図１】
2006301000.tif 000008
【図２】
2006301000.tif 000009
【図３】
2006301000.tif 000010
【図４】
2006301000.tif 000011
【図５】
2006301000.tif 000012
【図６】
2006301000.tif 000013
【図７】
2006301000.tif 000014
【図８】
2006301000.tif 000015
【図９】
2006301000.tif 000016
【図１０】
2006301000.tif 000017
【図１１】
2006301000.tif 000018
【図１２】
2006301000.tif 000019
【図１３】
2006301000.tif 000020
【図１４】
2006301000.tif 000021
【図１５】
2006301000.tif 000022
【図１６】
2006301000.tif 000023
【図１７】
2006301000.tif 000024
【図１８】
2006301000.tif 000025
【図１９】
2006301000.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月7日(2006.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理を実行する制御装置において、
前記被写体と前記撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段と、
前記相対角度変化量算出手段により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出手段と、
前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化のパターンに応じて前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段と
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記フォーカス位置制御処理起動手段により起動される前記フォーカス位置制御処理を実行するフォーカス位置制御処理実行手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化が、前記不安定モードから前記安定モードへの変化である場合、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化が、前記不安定モードから前記安定モードへの変化である場合のみ、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項５】
前記相対角度変化量算出手段は、
前記被写体の撮像画像の各画素の輝度値をフィールド内で積分することにより、フィールド内輝度積分値を算出するフィールド内輝度積分値算出手段と、
前記フィールド内輝度積分値算出手段により算出された前記フィールド内輝度積分値の、予め定められた所定の長さの時間範囲内における平均値を算出する平均値算出手段と、
前記平均値算出手段により算出された、現在のフィールドを含む前記時間範囲である第１の時間範囲の平均値と、前記第１の時間範囲の１つ前の前記時間範囲である第２の時間範囲の平均値との差分値を算出する差分値算出手段と、
前記差分値算出手段により算出された前記差分値を、現在のフィールド内輝度積分値と前記時間範囲の長さで正規化し、前記相対角度変化量とする正規化手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項６】
前記フィールド内輝度積分値算出手段は、前記撮像画像の所定の範囲の領域の輝度値を積分して前記フィールド内輝度積分値とする
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記領域は、前記フォーカス位置制御処理に利用されるパラメータを算出する領域とは独立して設定される
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記領域は、前記フォーカス位置制御処理に利用されるパラメータを算出する領域を包含する
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項９】
前記領域は、前記撮像画像の全体である
ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記モード変化検出手段は、
前記相対角度変化量算出手段により算出された前記相対角度変化量と所定の閾値を比較し、前記相対角度変化量が前記閾値より小さい場合、前記モードを安定モードと判別し、前記相対角度変化量が前記閾値以上である場合、前記モードを不安定モードと判別するモード判別手段と、
前記モード判別手段による判別結果により、前記モードの設定が更新されたか否かを確認する更新確認手段と、
前記更新確認手段により確認された前記モードの設定の更新におけるモード変化のパターンを判定するモード変化パターン判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記フォーカス位置制御処理用のパラメータであり、被写体の撮像画像のぼけ度合いを評価する評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値算出手段により算出される前記評価値の変化を検出する評価値変化検出手段と
をさらに備え、
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モードが前記安定モードのままであり、前記モード変化検出手段により前記モードの変化が検出されない場合であっても、前記評価値変化検出手段により、前記評価値の変化が検出される場合、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記評価値変化検出手段は、
前記評価値算出手段により算出される前記評価値を、所定の時間的範囲毎に加算する評価値加算演算手段と、
前記評価値加算演算手段により加算されて得られた前記加算結果の内、前記不安定モードから前記安定モードに移行する際の前記加算結果を基準加算結果として保持する基準加算結果保持手段と、
前記評価値加算演算手段による前記加算結果と、前記基準加算結果保持手段に保持されている前記基準加算結果に基づいて、評価値変動率を算出する前記評価値変動率算出手段と、
前記評価値変動率算出手段により算出される前記評価値変動率に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する評価値変動率判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記相対角度変化量算出手段により算出されるフィールド内輝度積分値を用いて、前記フィールド内輝度積分値の変化を検出する輝度積分値変化検出手段をさらに備え、
前記フォーカス位置制御処理起動手段は、前記モードが前記安定モードのままであり、前記モード変化検出手段により前記モードの変化が検出されない場合であっても、前記輝度積分値変化検出手段により、前記フィールド内輝度積分値の変化が検出される場合、前記フォーカス位置制御処理を起動させる
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記輝度積分値変化検出手段は、
前記相対角度変化量算出手段により算出される最新のフィールド内輝度積分値を取得する最新フィールド内輝度積分値取得手段と、
前記最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得される前記フィールド内輝度積分値の内、前記不安定モードから前記安定モードに移行する際の前記フィールド内輝度積分値を基準フィールド内輝度積分値として保持する基準フィールド内輝度積分値保持手段と、
前記最新フィールド内輝度積分値取得手段により取得される前記最新のフィールド内輝度積分値と、前記基準フィールド内輝度積分値保持手段により保持される前記基準フィールド内輝度積分値を用いて、前記フィールド内輝度積分値の変動率である輝度積分値変動率を算出する輝度積分値変動率算出手段と、
前記輝度積分値変動率算出手段により算出された前記輝度積分値変動率に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する輝度積分値変動率判定手段と
を備えることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理を実行する制御装置の制御方法であって、
前記撮像装置が得た前記被写体の撮像画像に基づいて、前記被写体と前記撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出ステップと、
前記相対角度変化量算出ステップの処理により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出ステップと、
前記モード変化検出ステップの処理により検出された前記モードの変化のパターンに応じて前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する起動判定ステップと、
前記起動判定ステップによる判定結果に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させ、前記駆動部にフォーカス位置を調整させるようにするフォーカス位置制御処理起動ステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
撮像装置の光学素子を駆動させて被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部の制御に関する処理をコンピュータに行わせるプログラムであって、
前記撮像装置が得た前記被写体の撮像画像に基づいて、前記被写体と前記撮像装置の間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出ステップと、
前記相対角度変化量算出ステップの処理により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出ステップと、
前記モード変化検出ステップの処理により検出された前記モードの変化のパターンに応じて前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理を起動させるか否かを判定する起動判定ステップと、
前記起動判定ステップによる判定結果に基づいて、前記フォーカス位置制御処理を起動させ、前記駆動部にフォーカス位置を調整させるようにするフォーカス位置制御処理起動ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
【請求項１７】
被写体を撮像する撮像部と、光学素子を駆動させて、前記撮像部により前記被写体を撮像する際のフォーカス位置を調整する駆動部を有するカメラにおいて、
前記被写体と前記カメラの間の相対角度の単位時間当たりの変化量である相対角度変化量を算出する相対角度変化量算出手段と、
前記相対角度変化量算出手段により算出された前記相対角度変化量のモードが、変化量の小さい安定モードであるか、変化量の大きい不安定モードであるかを判別し、前記モードの変化を検出するモード変化検出手段と、
前記モード変化検出手段により検出された前記モードの変化のパターンに応じて、前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理の起動を管理するフォーカス位置制御処理起動手段と、
前記フォーカス位置制御処理起動手段により起動される前記フォーカス位置制御処理を実行し、前記駆動部を制御して前記フォーカス位置を制御するフォーカス位置制御処理実行手段と
を備えることを特徴とするカメラ。