(57)【要約】【課題】被写体の動きに応じて最適なオートフォーカス動作を行う撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１は、撮像素子２４と、撮像領域の内部に焦点検出領域と、少なくとも一部が焦点検出領域に含まれる動き検出領域とを設定する設定部１０２と、動きについての被写体の不安定さを判定する判定部１０４と、判定した合焦度に基づいて焦点調節のためにフォーカスレンズを移動させる焦点調節部１０６とを備える。焦点調節部１０６は、判定部１０４により被写体が不安定と判定されたときには焦点調節動作を停止し、被写体が安定と判定された後に焦点調節動作を開始し、一度被写体が不安定と判定されて焦点調節動作を停止しその後被写体が安定と判定されて焦点調節動作を再開する際には、焦点調節動作の動作パラメータを異ならせる。【選択図】図１
2018087860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮影レンズを介して被写体からの光を受光して所定の撮像領域の撮像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像領域の内部に焦点検出領域と、少なくとも一部が前記焦点検出領域に含まれる動き検出領域とを設定する設定部と、
前記動き検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて、動きについての前記被写体の不安定さを判定する判定部と、
前記焦点検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて合焦度を判定し、前記合焦度に基づいて焦点調節のために前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節動作を行う焦点調節部と
を備え、
前記焦点調節部は、前記判定部により前記被写体が不安定と判定されたときには前記焦点調節動作を停止し、前記判定部により前記被写体が安定と判定された後に前記焦点調節動作を開始し、前記判定部により一度前記被写体が不安定と判定されて前記焦点調節動作を停止しその後前記被写体が安定と判定されて前記焦点調節動作を再開する際には、前記焦点調節動作の動作パラメータを異ならせる、
撮像装置。
【請求項２】
前記焦点調節部は、前記焦点調節動作において、前記フォーカスレンズを所定の振幅で往復させながら振幅の中心を移動させる微小駆動を用いて焦点調節動作を行って前記合焦度を判定し、
前記動作パラメータは、前記フォーカスレンズの前記振幅又は前記移動の量である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記焦点調節部は、前記焦点調節動作を再開する際には、前記振幅を所定の値よりも大きな第１の値として前記焦点調節動作を行って前記合焦度を判定し、前記合焦度が所定の値よりも大きくなったとき前記振幅を前記第１の値よりも小さい第２の値として前記焦点調節動作を行い、前記合焦度が所定の値よりも小さくなったとき前記振幅を前記第１の値よりも大きい第３の値として前記焦点調節動作を行う、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記焦点調節部は、前記フォーカスレンズを相対的に移動させて前記焦点調節動作を行い、
前記動作パラメータは、前記焦点調節動作における前記フォーカスレンズの相対移動量である、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記焦点調節部は、前記焦点調節動作を再開する際には、前記相対移動量を所定の値よりも大きな第１の値として前記焦点調節動作を行って前記合焦度を判定し、前記合焦度が所定の値よりも大きくなったとき前記相対移動量を前記第１の値よりも小さい第２の値として前記焦点調節動作を行い、前記合焦度が所定の値よりも小さくなったとき前記相対移動量を前記第１の値よりも大きい第３の値として前記焦点調節動作を行う、請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記動き検出領域において動きベクトルを検出し、前記動きベクトルに基づいて前記被写体の不安定さを判定する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記撮像信号の所定数のフレーム分の前記動きベクトルの絶対値の合計値を求め、前記合計値と所定値とを比較して前記被写体の不安定さを判定する、請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記動き検出領域として複数の領域を設定し、
前記判定部は、前記複数の領域の各々について前記被写体の不安定さを判定し、前記被写体は不安定であると判定された前記領域の数が所定値を越える場合に、前記被写体は不安定であると判定する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像装置の振れを検出する手振れ検出部をさらに備え、
前記手振れ検出部が振れを検出しているとき、前記判定部は前記被写体の不安定さの判定を行わない、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記動き検出領域の内部に対応する前記撮像信号のコントラストが所定値より小さいとき、前記判定部は前記被写体の不安定さの判定を行わない、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記判定部は、一度前記被写体は不安定であると判定した後は、前記被写体は安定であると判定できる期間が前記撮像信号の所定数のフレーム分だけ継続する場合に、前記被写体は安定であると判定する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記設定部は、前記焦点検出領域として、第１の焦点検出領域と前記第１の焦点検出領域よりも面積が大きい第２の焦点検出領域とを設定し、前記判定部により一度前記被写体は不安定であると判定されて前記焦点調節動作を停止し、その後前記被写体は安定であると判定されて前記焦点調節動作を再開する際に、
前記焦点調節部は、前記第１の焦点検出領域に基づく焦点検出結果と前記第２の焦点検出領域に基づく焦点検出結果とが前記フォーカスレンズの移動の方向について互いに逆向きを示すとき、前記設定部に前記第２の焦点検出領域の面積を縮小させる、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記焦点調節部は、前記フォーカスレンズを一方向に連続して移動させながら前記撮像信号を取得して前記焦点調節動作を行うサーチ動作を行うことが可能であり、前記判定部により一度前記被写体は不安定であると判定されて前記焦点調節動作を停止し、その後前記被写体は安定であると判定されて前記焦点調節動作を再開する際には、前記安定と判定されてから所定時間経過するまでは、前記サーチ動作を禁止する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記焦点調節部は、前記フォーカスレンズを停止している状態で前記撮像信号を取得する待機動作を行うことが可能であり、前記判定部により一度前記被写体は不安定であると判定されて前記焦点調節動作を停止し、その後前記被写体は安定であると判定されて前記焦点調節動作を再開する際には、前記安定と判定されてから所定時間経過するまでは、前記待機動作を禁止する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１５】
フォーカスレンズを含む撮影レンズを介して被写体からの光を受光して所定の撮像領域の撮像信号を生成することと、
前記撮像領域の内部に焦点検出領域と、少なくとも一部が前記焦点検出領域に含まれる動き検出領域とを設定することと、
前記動き検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて、動きについての前記被写体の不安定さを判定することと、
前記焦点検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて合焦度を判定することと、
前記合焦度に基づいて焦点調節のために前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節動作を行うことであって、前記被写体が不安定と判定されたときには前記焦点調節動作を停止し、前記被写体が安定と判定された後に前記焦点調節動作を開始し、一度前記被写体が不安定と判定されて前記焦点調節動作を停止しその後前記被写体が安定と判定されて前記焦点調節動作を再開する際には、前記焦点調節動作の動作パラメータを異ならせることと
を含む撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置において、被写体に合焦するように撮像光学系に含まれるフォーカスレンズを移動させるオートフォーカス（ＡＦ）機能が知られている。このようなオートフォーカス機能において、被写体が動いているときなど、ＡＦの誤作動が生じやすい。このため、例えば特許文献１には、被写体の動きを検出したらＡＦ動作を停止させることについて開示されている。一方で、ＡＦ動作を停止させれば、当然被写体に合焦する状態を維持できなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３００４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、被写体の動きに応じて最適なオートフォーカス動作を行うことができる撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、撮像装置は、フォーカスレンズを含む撮影レンズを介して被写体からの光を受光して所定の撮像領域の撮像信号を生成する撮像素子と、前記撮像領域の内部に焦点検出領域と、少なくとも一部が前記焦点検出領域に含まれる動き検出領域とを設定する設定部と、前記動き検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて、動きについての前記被写体の不安定さを判定する判定部と、前記焦点検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて合焦度を判定し、前記合焦度に基づいて焦点調節のために前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節動作を行う焦点調節部とを備え、前記焦点調節部は、前記判定部により前記被写体が不安定と判定されたときには前記焦点調節動作を停止し、前記判定部により前記被写体が安定と判定された後に前記焦点調節動作を開始し、前記判定部により一度前記被写体が不安定と判定されて前記焦点調節動作を停止しその後前記被写体が安定と判定されて前記焦点調節動作を再開する際には、前記焦点調節動作の動作パラメータを異ならせる。
【０００６】
本発明の一態様によれば、撮像装置の制御方法は、フォーカスレンズを含む撮影レンズを介して被写体からの光を受光して所定の撮像領域の撮像信号を生成することと、前記撮像領域の内部に焦点検出領域と、少なくとも一部が前記焦点検出領域に含まれる動き検出領域とを設定することと、前記動き検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて、動きについての前記被写体の不安定さを判定することと、前記焦点検出領域の内部に対応する前記撮像信号に基づいて合焦度を判定することと、前記合焦度に基づいて焦点調節のために前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節動作を行うことであって、前記被写体が不安定と判定されたときには前記焦点調節動作を停止し、前記被写体が安定と判定された後に前記焦点調節動作を開始し、一度前記被写体が不安定と判定されて前記焦点調節動作を停止しその後前記被写体が安定と判定されて前記焦点調節動作を再開する際には、前記焦点調節動作の動作パラメータを異ならせることとを含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被写体の動きに応じて最適なオートフォーカス動作を行うことができる撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成例の概略を示すブロック図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る撮像装置のシステムコントローラに含まれる機能の一部の一例を示す図である。
【図３】図３は、フォーカスレンズの微小駆動について説明するための図である。
【図４】図４は、フォーカスレンズの微小駆動について説明するための図である。
【図５】図５は、フォーカスレンズのスキャン駆動について説明するための図である。
【図６】図６は、微小駆動フェーズとサーチフェーズと待機フェーズとの状態遷移の概略について説明するための図である。
【図７】図７は、ＡＦエリア群の一例の概略について説明するための図である。
【図８】図８は、動きベクトルについて説明するための図である。
【図９】図９は、動きベクトル検出エリアの配置の一例の概略について説明するための図である。
【図１０】図１０は、微小駆動制御処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、被写体安定状態の遷移について説明するための図である。
【図１２】図１２は、被写体不安定判定処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、不安定状態更新処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、ＡＦ制御処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、合焦状態確認処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、撮像装置の動作の概要を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る撮像装置は、動画撮影時に被写体に関するコントラスト値に基づいて合焦度を判定し、フォーカスレンズの合焦位置を調整するコントラスト評価方式のオートフォーカス（ＡＦ）機能を有する。本撮像装置は、ＡＦ動作中に被写体に動きがある場合等、ＡＦ動作が不安定な状況になりやすい場合には、ＡＦ動作を停止してＡＦの品質を維持する。一方で、本撮像装置は、ＡＦの追従性を維持するために、被写体に動きがある場合等でも必要なＡＦ動作は行う。
【００１０】
［撮像装置の構成］
本実施形態に係る撮像装置１の構成例の概略を図１に示す。図１に示すように、撮像装置１は、撮像装置１の各部の動作を制御するシステムコントローラ１０を備える。また、撮像装置１は、レンズ群２１と、絞り２２と、シャッタ２３と、撮像素子２４と、焦点調整機構３１と、絞り駆動機構３２と、シャッタ駆動機構３３と、撮像素子ＩＦ回路３４とを備える。
【００１１】
撮影レンズとしてのレンズ群２１は、複数のレンズを含む。レンズ群２１は、焦点を調整するためのフォーカスレンズを含む。フォーカスレンズが光軸方向に移動することによって、撮像素子２４上に形成される被写体像のフォーカスが調整される。絞り２２は、レンズ群２１を介して撮像素子２４に入射する光の量を調整する。レンズ群２１及び絞り２２等を含む光学系は、撮像装置１の本体に対して着脱可能な交換レンズとして構成されてもよい。シャッタ２３は、撮像素子２４の前面に設けられ、レンズ群２１を介した撮像素子２４への光の入射を制御する。撮像素子２４は、例えばＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等を含む。撮像素子２４は、レンズ群２１を通過する光束、すなわち、レンズ群２１によって形成される被写体像を受光して、光電変換によって撮像信号を作成する。
【００１２】
焦点調整機構３１は、システムコントローラ１０の制御下で、フォーカスを調整するために、レンズ群２１に含まれるフォーカスレンズを光軸方向に移動させる。絞り駆動機構３２は、システムコントローラ１０の制御下で、絞り２２を駆動する。シャッタ駆動機構３３は、システムコントローラ１０の制御下で、シャッタ２３を駆動する。撮像素子ＩＦ回路３４は、撮像素子から撮像信号を読み取り、デジタル信号に変換した画像データをシステムコントローラ１０に出力する。
【００１３】
撮像装置１は、さらに、表示素子２５と、タッチパネル２６と、表示素子駆動回路３５と、タッチパネル駆動回路３６と、カメラ操作スイッチ２７と、ジャイロセンサ回路２８とを備える。
【００１４】
表示素子２５は、例えば液晶ディスプレイを含む。表示素子２５は、ライブビュー画像、撮影された画像、操作画面など、各種画像を表示する。タッチパネル２６は、表示素子２５上に設けられており、ユーザによるタッチ入力を取得する。
【００１５】
表示素子駆動回路３５は、システムコントローラ１０の制御下で、表示素子２５による表示動作を制御する。タッチパネル駆動回路３６は、システムコントローラ１０の制御下で、タッチパネル２６によるタッチ入力の取得を制御する。
【００１６】
カメラ操作スイッチ２７は、例えばレリーズスイッチ、録画ボタン、各種入力を行うための十字キー等を含む。カメラ操作スイッチ２７は、ユーザによる入力を取得して、その入力をシステムコントローラ１０に伝達する。
【００１７】
ジャイロセンサ回路２８は、撮像装置１の動きを検出する。ジャイロセンサ回路２８は、撮像装置１の動きに係る情報をシステムコントローラ１０に伝達する。ジャイロセンサ回路２８は、角速度を検出する角速度センサを含むだけでなく、加速度センサを含んでいてもよい。ジャイロセンサ回路２８は、例えば手振れ検出部として機能する。
【００１８】
撮像装置１は、さらに、Ｆｌａｓｈ  Ｒｏｍ４１と、ＳＤＲＡＭ４２と、記録メディア４３とを備える。Ｆｌａｓｈ  Ｒｏｍ４１は、例えばシステムコントローラ１０によって用いられる、撮像装置１の動作を制御するためのプログラムコード４１ａや制御パラメータ４１ｂを記録している。ＳＤＲＡＭ４２には、システムコントローラ１０による演算に用いられる記憶領域であるＷｏｒｋ  Ａｒｅａ４２ａが設けられている。記録メディア４３は、撮像装置１によって撮影された静止画ファイルや動画ファイル４３ａを記録する。記録メディア４３は、撮像装置１に対して着脱自在である。
【００１９】
システムコントローラ１０は、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）１１と、ＡＦ制御回路１２と、ＡＥ制御回路１３と、画像処理回路１４と、顔認識回路１５と、動画記録回路１６と、動きベクトル算出回路１７とを含む。
【００２０】
ＣＰＵ１１は、Ｆｌａｓｈ  Ｒｏｍ４１に記録されたプログラムコード４１ａや制御パラメータ４１ｂを用いて、各種演算を行う。ＡＦ制御回路１２は、ＡＦに係る各種演算を行い、焦点調整機構３１等の動作を制御する。ＡＥ制御回路１３は、露出の制御に係る各種演算を行い、絞り駆動機構３２やシャッタ駆動機構３３等の動作を制御する。画像処理回路１４は、撮像素子２４で生成され、撮像素子ＩＦ回路３４を介して取得された画像データに対して画像処理を施す。顔認識回路１５は、撮像素子２４で撮影された被写体に含まれる顔を認識する顔認識処理を行う。動画記録回路１６は、撮像素子２４で生成され、撮像素子ＩＦ回路３４を介して取得され、画像処理回路１４で画像処理された動画のデータを記録メディア４３に記録する。動きベクトル算出回路１７は、撮像素子２４で撮影された被写体に関する動きベクトルを算出する。ＡＦ制御回路１２、ＡＥ制御回路１３、画像処理回路１４、顔認識回路１５、動画記録回路１６、動きベクトル算出回路１７等は、例えばＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）等によって構成され得る。
【００２１】
本実施形態に係るシステムコントローラ１０のうち、焦点調節に係る機能を、図２に示す機能ブロック図を参照して説明する。図２に示すように、システムコントローラ１０は、設定部１０２、判定部１０４及び焦点調節部１０６としての機能を有する。これらの機能は、ＣＰＵ１１、ＡＦ制御回路１２、動きベクトル算出回路１７等によって実現される。設定部１０２は、撮像素子２４によって生成された撮像信号が表す撮像領域の内部に焦点検出領域を設定し、また、少なくとも一部が焦点検出領域に含まれる動き検出領域を設定する。判定部１０４は、動き検出領域の内部に係る動きについての被写体の不安定さを判定する。焦点調節部１０６は、焦点検出領域の内部についての合焦度を判定し、合焦度に基づいて焦点調節のためにレンズ群２１に含まれるフォーカスレンズを移動させる焦点調節動作を行う。
【００２２】
［撮像装置の動作の概要］
本実施形態に係る撮像装置１のＡＦに係る動作の概要を説明する。本実施形態では、特に動画撮影中のＡＦ動作について説明する。動画撮影においては、ＡＦ動作中のフォーカスレンズの動きが全て動画として記録されるので、特に見映えのよい安定したＡＦ動作が求められる。撮像装置１では、ＡＦ動作のフェーズとして、３種類のフェーズが存在する。すなわち、微小駆動フェーズ（微小駆動；微小駆動動作）と、サーチフェーズ（サーチ；サーチ動作）と、待機フェーズ（待機；待機動作）とが存在する。
【００２３】
微小駆動フェーズにおいて行われるＡＦ動作について図３及び図４を参照して説明する。微小駆動フェーズでは、フォーカスレンズは、例えば１フレーム毎に無限遠方向と至近方向とに交互に微小に動かされる。このような微小に往復させながら徐々に往復運動の中心位置を移動させることで、フォーカスの微調整が行われたり、合焦位置の方向の判定が行われたりする。このようなフォーカスレンズの動作を微小駆動動作と称することにする。なお、微小駆動動作はウォブリング動作とも呼ばれる。
【００２４】
図３は、微小駆動動作による合焦位置の方向の判定方法を説明するための図である。図３において、実線は、時間経過に対するレンズ位置の変化を示し、破線は、レンズ位置に対して得られる画像のコントラスト値を示す。図３の実線に示すように、レンズ位置が無限遠方向と至近方向とに交互に移動するとき、コントラスト値の変化が得られる。このコントラスト値の変化に基づいて、合焦位置の方向が判定され得る。無限遠方向と至近方向とのうち、コントラスト値が高くなる方向が合焦位置の方向である。
【００２５】
図４は、微小駆動動作によるフォーカスの微調整の方法について説明するための図である。図４において、実線は、時間経過に対するレンズ位置の変化を示し、破線は、レンズ位置に対して得られる画像のコントラスト値の変化を示す。フォーカスの微調整を行うとき、図４に示すように、無限遠方向と至近方向とに移動させるレンズ位置の変動の中心位置は徐々に移動する。この移動は、取得されたコントラスト値の情報に基づいて、コントラスト値が最大となるように行われる。この移動によって、フォーカスは、微調整される。
【００２６】
サーチフェーズにおいて行われるＡＦ動作について図５を参照して説明する。図５において、実線は、時間経過に対するレンズ位置の変化を示し、破線は、レンズ位置に対して得られる画像のコントラスト値の変化を示す。サーチフェーズでは、フォーカスレンズは、一方向に連続的に移動する。このようなフォーカスレンズの駆動をスキャン駆動（サーチ動作）と称することにする。フォーカスレンズがスキャン駆動されているとき、その合焦度に応じてコントラスト値は変化する。スキャン駆動によっても、合焦位置が探索され得る。また、フォーカスレンズが一方向にしか移動しないので、スキャン駆動によるフォーカスレンズの移動は、微小駆動によるフォーカスレンズの移動よりも早い。
【００２７】
待機フェーズは、レンズ駆動を行わず、被写体等の変化を監視する制御状態である。このようにレンズ駆動を行わずに合焦度を評価する状態を待機動作と称することにする。
【００２８】
次にＡＦ動作のフェーズの遷移について、図６を参照して説明する。本実施形態の撮像装置１は、動画撮影中において、動画ＡＦとして、常に被写体に焦点を合わせるように動作する。この動画ＡＦでは、撮像装置１は、制御フェーズを遷移させながら動作を継続する。前述のとおり、本実施形態に係る制御フェーズには、微小駆動フェーズ（微小駆動）と、サーチフェーズ（サーチ）と、待機フェーズ（待機）とがある。動画記録開始時は、微小駆動フェーズから制御が開始される。
【００２９】
微小駆動フェーズにおいて、フォーカスレンズのレンズ位置が合焦位置から遠いと判断されたとき、すなわち、コントラスト値のピークが遠いと判断されたとき、動作フェーズはサーチフェーズに遷移する。サーチフェーズに遷移することによって、レンズ位置は素早く合焦位置へと移動する。一方、微小駆動フェーズにおいて、レンズ位置は合焦位置に到達したと判断されたとき、動作フェーズは待機フェーズに遷移し、レンズ駆動は止められる。
【００３０】
サーチフェーズにおいて、レンズ位置が合焦位置付近だと判定されたとき、すなわち、コントラスト値がピーク付近だと判断されたとき、動作フェーズは微小駆動フェーズに遷移する。この後、微小駆動動作によって、レンズ位置は合焦位置まで移動させられる。
【００３１】
待機フェーズにおいて、例えばジャイロセンサ回路２８によって撮像装置１の動きが検出されたとき、画像におけるコントラスト値の変化や顔情報の変化があったとき等、すなわち、変化が検出されたとき、動作フェーズは微小駆動フェーズに遷移する。すなわち、合焦状態を維持するために、微小駆動動作が再開される。
【００３２】
ここで、本実施形態で用いられるＡＦエリア群８０について図７を参照して説明する。撮像領域８９には、複数の焦点検出領域を含むＡＦエリア群８０が設けられている。ＡＦエリア群８０には、中エリア８２と、９個の小エリア８３とが含まれる。ここで、小エリア８３のうち、上段左側、上段中央、上段右側、中段左側、中段中央、中段右側、下段左側、下段中央及び下段右側のエリアをそれぞれ、第１の小エリア９１、第２の小エリア９２、第３の小エリア９３、第４の小エリア９４、第５の小エリア９５、第６の小エリア９６、第７の小エリア９７、第８の小エリア９８及び第９の小エリア９９と称することにする。中エリア８２、及び９個の小エリア８３の合計１０個の焦点検出領域であるＡＦエリアが組み合わされて用いられることで、様々な被写体に対して適当なＡＦ動作が行われ得る。
【００３３】
次に、動きベクトルの検出について図８を参照して説明する。動きベクトルとは、連続撮影によって得られた連続した画像において、前の画像にある特徴点と相関の強い特徴点を後の画像において探索することで得られる、特徴点の移動方向及び移動量を表すベクトルである。動きベクトルの決定には、動き検出領域としての動きベクトル検出エリア７１が用いられる。図８において、破線で示す人物７８は、連続する前後の画像のうち前の画像の注目被写体の位置を示し、実線で示す人物７９は、連続する前後の画像のうち後の画像の注目被写体の位置を示す。動きベクトル検出エリア７１は、その中央部に配置された評価エリア７２と、評価エリア７２の周囲に設けられた探索エリア７３とを含む。動きベクトルの決定では、前の画像において評価エリア７２の画像を特徴点として指定し、当該特徴点と相関の強い特徴点を後の画像における探索エリア７３内で探索する。前の画像の評価エリア７２と後の画像において探索された特徴点とを結ぶベクトルが動きベクトルとなる。本実施形態では、動きベクトルが被写体の安定性の評価に利用される。
【００３４】
動きベクトル検出エリア７１の配置について図９を参照して説明する。本実施形態では、上述の中エリア８２又は小エリア８３としてのＡＦエリア８１の位置に応じて動きベクトル検出エリア７１が設定される。動きベクトル検出エリア７１は、ＡＦエリア８１内を広くカバーできることが望ましい。ＡＦエリア８１内で動きベクトル検出エリア７１がカバーしている範囲が狭いと、ＡＦ評価値であるコントラスト値に影響を与えるような被写体の動きを検出できない可能性がある。一方で、ＡＦエリア８１の外まで動きベクトル検出エリア７１を広げてもよいが、ＡＦ評価値に直接的に影響を与えない被写体の動きまで検出してしまうことがないように配慮する必要がある。本実施形態では、動きベクトル検出エリア７１は、１つのＡＦエリア８１内に複数設けられる。例えば、図９に示すように、４行×４列に合計１６個の動きベクトル検出エリア７１が１つのＡＦエリア８１内に設けられる。１個の動きベクトル検出エリア７１が小さく、エリア数が多いほど、被写体の細かい動きを検出することができる。しかしながら、その分、演算負荷は大きくなるため、動きベクトル算出回路１７の処理能力と必要な検出精度とを考慮して動きベクトル検出エリア７１の大きさ及び数は設定される。
【００３５】
［撮像装置のＡＦ動作］
撮像装置１の微小駆動フェーズにおけるＡＦに係る動作について説明する。図１０は、動画撮影中の微小駆動制御処理の一例の概略を示す図である。
【００３６】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１１は、動画記録が開始されたか否かを判定する。例えば、カメラ操作スイッチ２７のうちの１つである録画ボタンが押されたとき、動画記録が開始される。動画記録が開始されていないと判定されたとき、処理はステップＳ１０１を繰り返して待機する。一方、動画記録が開始されたと判定されたとき、処理はステップＳ１０２に進む。なお、動画記録が開始されると、撮像素子２４は、フォーカスレンズを含むレンズ群２１を介して被写体からの光を受光して、撮像信号を生成する。この撮像信号は、画像処理回路１４で画像処理され、記録メディア４３に記録されたり、表示素子２５に表示されたりする。
【００３７】
ステップＳ１０２において、システムコントローラ１０は、被写体不安定判定処理を行う。被写体不安定判定処理は、後に詳述するが、被写体の状態が、「安定」であるか、「不安定」であるか、「安定確定待ち」であるかを判定する処理である。
【００３８】
ステップＳ１０３において、システムコントローラ１０は、ＡＦ制御処理を行う。ＡＦ制御処理は、後に詳述するが、被写体の合焦状態を求め、合焦させるために必要なレンズ群２１に含まれるフォーカスレンズの移動方向及び移動量を求め、フォーカスレンズを移動させる処理である。
【００３９】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ１１は、動画記録が終了されたか否かを判定する。例えば、録画ボタンが再び押されたとき、動画記録が終了する。動画記録が終了されていないと判定されたとき、処理はステップＳ１０２に戻り、被写体不安定判定処理及びＡＦ制御処理が繰り返される。このステップＳ１０２乃至ステップＳ１０４の繰り返し処理は、例えば動画撮影の１フレーム毎に行われる。一方、動画記録が終了されたと判定されたとき、微小駆動制御処理は終了する。
【００４０】
ステップＳ１０２で行われる被写体不安定判定処理について図１１を参照して説明する。被写体の不安定さに係る状態として、「安定」、「不安定」、「安定確定待ち」の３つの状態を定義する。ここで、安定状態とは、被写体が安定している状態である。判定開始時は安定状態とする。不安定状態とは、被写体が不安定な状態である。安定状態において、動きベクトルが不安定化したとき、状態は不安定状態に遷移する。安定確定待ち状態とは、不安定だった被写体が安定して間もない状態である。すなわち、不安定状態において、動きベクトルが安定化したとき、状態は安定確定待ち状態に遷移する。安定確定待ち状態において、動きベクトルが不安定化したとき、状態は不安定状態に遷移する。安定確定待ち状態において、動きベクトルが安定のまま所定期間が経過したら、状態は安定状態に遷移する。被写体不安定判定処理では、被写体の不安定さが安定、不安定及び安定確定待ちのうち何れの状態であるかを決定する。本実施形態では、被写体の不安定さが安定と判定された場合のみ、ＡＦ動作が行われる。なお、ＡＦの安定性よりも追従性を重視したい場合には、安定確定待ちでもＡＦ動作をするようにしてもよい。
【００４１】
被写体不安定判定処理について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０４の処理は、４行×４列に合計１６個ある動きベクトル検出エリア７１についてそれぞれ行われる繰り返し処理であり、動きベクトルに係る演算である。
【００４２】
ステップＳ２０１において、動きベクトル算出回路１７は、動きベクトル絶対値算出処理を行う。すなわち、動きベクトル算出回路１７は、Ｘ方向の動きベクトルの値とＹ方向の動きベクトルの値とについて、それぞれ絶対値をとり、これら絶対値を足し合わせる。このようにして得られた値を、被写体の不安定さを評価する不安定評価値とする。すなわち、ある動きベクトル検出エリアareaにおけるＸ方向動きベクトルをvec_x[area]とし、Ｙ方向動きベクトルをvec_y[area]とし、絶対値を取る関数をabs(X)としたときに、不安定評価値unstable_val[area]は、
unstable_val[area] = abs(vec_x[area]) + abs(vec_y[area])
で表される。不安定評価値は、被写体の不安定さを判定するための値であるため、Ｘ方向とＹ方向の動きベクトルの値の絶対値をとって足し合わせることとした。
【００４３】
なお、例えば撮像素子２４に被写体像の位相差を検出するための位相差画素が配置されており、位相差画素の出力に基づいて位相差が算出される撮像装置１においては、この位相差に基づいて、撮像装置１から被写体までの距離が求められる。そこで、この場合、算出された測距値（デプスデータ）のフレーム間の差分を奥行き方向の動きベクトルとし、Ｘ方向及びＹ方向の動きベクトルと併せて同様の演算が行われてもよい。
【００４４】
ステップＳ２０２において、動きベクトル算出回路１７は、動きベクトル非採用判定処理を行う。すなわち、本実施形態では、動きベクトル算出回路１７は、動きベクトルの検出結果の信頼性が低いとき、当該動きベクトルの検出結果を判定に反映しない。また、動きベクトル算出回路１７は、被写体又は撮像装置１の状態が所定の条件を満たす場合においては、動きベクトル情報を用いない。より具体的には、以下の（１）乃至（３）の条件を用いる。  
（１）動きベクトル検出エリア内の被写体のコントラストが低いと判断されるとき
（２）動きベクトル検出エリア内の被写体が周期性被写体であると判断されるとき
（３）ジャイロセンサ回路２８で撮像装置１の動きを検出中であるとき
条件（１）乃至（３）の何れかを満たすとき、動きベクトルを非採用とし、不安定評価値unstable_val[area]を０に設定する。条件（１）乃至（３）の何れをも満たさないとき、動きベクトルを採用とし、ステップＳ２０１で算出された値を不安定評価値unstable_val[area]に決定する。
【００４５】
条件（１）としての動きベクトル検出エリア７１内の被写体のコントラストが低いと判断されるときは、動きベクトル検出の信頼性が低い。信頼性が低い値に基づいて処理を行うことは好ましくないため、不安定評価値unstable_val[area]を０に設定する。また、被写体のコントラストが低いときは、デフォーカス状態で被写体がボケている可能性がある。このような場合に、不安定であると評価されてＡＦ動作が停止されることは好ましくないため、不安定評価値unstable_val[area]を０に設定する。
【００４６】
条件（２）としての動きベクトル検出エリア７１内の被写体が周期性被写体であると判断されるときは、動きベクトル検出の信頼性が低い。すなわち、周期性被写体を対象とする場合、特徴点と相関の強い点が複数検出され得る。このため、動きベクトル検出の信頼性が低くなる。被写体が周期性を有しているか否かの判定方法としては、エリア内の特徴点の相関値のバラつきが大きいときに被写体が周期性を有していると判定する方法が知られている。
【００４７】
条件（３）としてのジャイロセンサ回路２８で動きを検出中であるとき、撮像装置１の動きに応じて被写体が変化するので、動きベクトルも検出される。しかしながら、ユーザが撮像装置１を動かしているときは、ユーザが動く被写体を追っている最中である可能性も高い。動く被写体を追っているときは、多少不安定さがあっても積極的にＡＦ動作を行いたいので、不安定評価値unstable_val[area]を０に設定する。
【００４８】
ステップＳ２０３において、動きベクトル算出回路１７は、動きベクトル履歴加算演算処理を行う。すなわち、動きベクトル算出回路１７は、所定フレーム分の不安定評価値unstable_val[area]を加算し、合計値である履歴加算値を算出する。ここで、加算するフレーム数は、例えば８フレームである。この履歴加算により、動きベクトルの誤検出による影響を低減する。
【００４９】
ステップＳ２０４において、動きベクトル算出回路１７は、不安定エリア判定処理を行う。ステップＳ２０３で算出された履歴加算値が所定の閾値を超えたとき、動きベクトル算出回路１７は、当該動きベクトル検出エリア７１の被写体は不安定であると判定する。不安定であると判定されたとき、動きベクトル算出回路１７は、不安定エリアカウントをインクリメントする。不安定エリアカウントは、複数ある動きベクトル検出エリア７１のうち被写体が不安定であると判定された動きベクトル検出エリア７１の数を数えるための値である。動きベクトル検出エリア７１の被写体は不安定でないと判定されたとき、動きベクトル算出回路１７は、不安定エリアカウントを変更しない。
【００５０】
ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０４の処理が全ての動きベクトル検出エリア７１について行われると、被写体が不安定であると判定された動きベクトル検出エリア７１の数が不安定エリアカウントとして求まる。
【００５１】
ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１１は、不安定エリアカウントを用いて不安定状態更新処理を行う。不安定状態更新処理について図１３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
ステップＳ３０１において、ＣＰＵ１１は、不安定エリアカウントが所定の閾値より大きいか否かを判定する。例えば動きベクトル検出エリア７１の数が上述のとおり１６であるとき、閾値は例えば２に設定される。不安定エリアカウントが閾値より大きいとき、処理はステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１１は、被写体の不安定さを表す不安定状態パラメータを「不安定」に設定する。ステップＳ３０３において、ＣＰＵ１１は、安定確定待ちの期間を計るためのＨＩＳカウンタを０にクリアする。以上で不安定状態更新処理は終了する。
【００５３】
ステップＳ３０１において、不安定エリアカウントが閾値より大きくないと判定されたとき、処理はステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４において、ＣＰＵ１１は、被写体は安定しているか否かを判定する。ここで、現在の不安定状態パラメータが「安定」に設定されているとき、安定であると判定される。また、ＨＩＳカウンタの値が所定の閾値よりも大きくなったとき、被写体がしっかりと安定したと考えられ、被写体は安定であると判定される。ここで所定の閾値は例えば５である。安定であると判定されたとき、処理はステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５において、ＣＰＵ１１は、不安定状態パラメータを「安定」に設定する。ステップＳ３０６において、ＣＰＵ１１は、ＨＩＳカウンタを０にクリアする。以上で不安定状態更新処理は終了する。
【００５４】
ステップＳ３０４において安定していないと判定されたとき、処理はステップＳ３０７に進む。このとき、被写体はまだしっかりと安定しきっていない可能性がある。そこで、ステップＳ３０７において、ＣＰＵ１１は、不安定状態パラメータを「安定確定待ち」に設定する。ステップＳ３０８において、ＣＰＵ１１は、ＨＩＳカウンタをインクリメントする。以上で不安定状態更新処理は終了する。
【００５５】
被写体不安定判定処理によって、不安定状態パラメータは、「安定」、「不安定」又は「安定確定待ち」の何れかに決定される。ここで本実施形態では、不安定エリア数が閾値を超えた状態から閾値以下に変化したとき、ＨＩＳカウンタの値が閾値を超えるまで、不安定状態パラメータは「安定確定待ち」に設定され、ＨＩＳカウンタの値が閾値を超えたとき、不安定状態パラメータは「安定」に設定される。このように、不安定状態から安定状態への状態遷移に猶予期間が設けられている。このような猶予期間が設けられることで、不安定状態パラメータが安定と不安定とで交互に連続的に切り換わることが防止される。
【００５６】
ステップＳ１０３で行われるＡＦ制御処理について、図１４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５７】
ステップＳ４０１において、ＡＦ制御回路１２は、ステップＳ１０２で決定された不安定状態について、現在の被写体の不安定状態パラメータが安定であるか否かを判定する。安定であると判定されたとき、処理はステップＳ４０２に進む。
【００５８】
ステップＳ４０２において、ＡＦ制御回路１２は、被写体の不安定状態パラメータが安定となった直後であるか否かを判定する。ここで、不安定状態パラメータが安定に変化して初めてのステップＳ４０２の判定であったり、後述する合焦状態確認処理を継続中であったりする場合に、安定となった直後であると判定される。ステップＳ４０２では、不安定状態パラメータが前回は安定確定待ちであり、今回は安定であることを判別することで、安定に変化して初めてと判定する。また、合焦状態確認処理継続のフラグを参照して１であれば継続中と判定する。安定となった直後であるとき、処理はステップＳ４０３に進む。
【００５９】
ステップＳ４０３において、ＡＦ制御回路１２は、合焦状態確認処理を行う。合焦状態確認処理は、被写体の不安定状態パラメータが安定確定待ちから安定に変化したとき、つまり被写体が不安定な状態から安定な状態に変化したとき、被写体が変化している可能性があるので、被写体が変化しているかを確認し、また、合焦状態を確認する処理である。
【００６０】
合焦状態確認処理では、その他の動作の場合と比べてフォーカスレンズを大きく移動させる。被写体が不安定な状態から安定な状態に遷移して間もない状態であるので、多少合焦位置が大きく動いても動画の見映えに対して与える影響は相対的に小さくなる。このため、フォーカスレンズの移動量を比較的大きくすることができる。
【００６１】
合焦状態確認処理について、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６２】
ステップＳ５０１において、ＡＦ制御回路１２は、現在用いているＡＦエリア８１のサイズに比較して、主要被写体が小さい可能性があるか否かを判定する。ＡＦエリア８１に比べて主要被写体が小さいとき、ＡＦエリア８１内に主要被写体と背景とが混在してしまう。その結果、フォーカスレンズの位置が背景に合焦するように固定されてしまい、主要被写体に合焦しないおそれがある。一方で、主要被写体に比べてＡＦエリア８１が小さいと、コントラスト情報が被写体ブレや手ブレ等の影響を受けやすくなり、ＡＦ動作が不安定になってしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、主要被写体が小さいときにのみ、ＡＦエリア８１が小さく設定される。ＡＦエリア８１のサイズに比べて主要被写体が小さいと判定されたとき、処理はステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２において、ＡＦ制御回路１２は、被写体は小被写体であると確定する。その後、処理はステップＳ５０９に進む。
【００６３】
主要被写体が小さいか否かの判断は、例えば次のように行ってもよい。すなわち、例えば第５の小エリア９５と中エリア８２のように、一方のエリアが他方のエリアを含んでいて面積が異なるＡＦエリア８１のそれぞれに基づいて、合焦するためにフォーカスレンズを移動させるべき方向を算出する。ＡＦエリア８１の面積が異なると得られるフォーカスレンズの移動方向が逆向きとなるとき、主要被写体は小被写体であると決定することができる。このときは主要被写体と背景が混在している可能性が高い。
【００６４】
ステップＳ５０１においてＡＦエリア８１のサイズに比べて主要被写体が小さくないと判定されたとき、処理はステップＳ５０３に進む。ステップＳ５０３において、ＡＦ制御回路１２は、被写体の状態が安定したときに既に焦点位置は合焦付近であるか否かを判定する。焦点位置が合焦付近であるときは、フォーカスレンズの移動量を小さめに抑えることで、焦点位置変化のちらつきを目立ちにくくすることが好ましい。例えば次の３つの条件のうち、何れかを満たすとき、焦点位置が合焦付近であると判定する。  
（１）ＡＦ評価値（コントラスト値）の絶対値が所定の値以上であること
（２）カットオフ周波数が高いハイパスフィルタを通過したコントラスト値で所定値より大きなコントラスト値の変化が検出されていること
（３）撮像素子２４に位相差検出画素が設けられている場合等において、位相差に基づき算出されたデフォーカス量が所定値以内であること
焦点位置は合焦位置付近であると判定されたとき、処理はステップＳ５０４に進む。ステップＳ５０４において、ＡＦ制御回路１２は、焦点位置は合焦位置付近であると確定する。その後、処理はステップＳ５０９に進む。
【００６５】
ステップＳ５０３において焦点位置は合焦位置付近でないと判定されたとき、処理はステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５において、ＡＦ制御回路１２は、合焦状態確認継続カウンタをインクリメントする。その後、処理はステップＳ５０６に進む。なお、合焦状態確認継続カウンタ、合焦状態確認継続フラグは、微小駆動制御処理の最初で初期化されている。
【００６６】
ステップＳ５０６において、ＡＦ制御回路１２は、合焦状態確認継続カウンタの値が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。被写体は小被写体であるとも焦点位置は合焦位置付近だとも確定されずに所定期間が経過したとき、被写体に非合焦の状態又は何かしらイレギュラーなことが発生している状態だと推測される。合焦状態確認継続カウンタの値が所定の閾値よりも大きいとき、処理はステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０７において、ＡＦ制御回路１２は、デフォーカス状態であると確定する。また、合焦状態確認継続カウンタと合焦状態確認継続フラグがクリアされる。その後、処理はステップＳ５０９に進む。
【００６７】
ステップＳ５０６において合焦状態確認継続カウンタの値が所定の閾値よりも大きくないと判定されたとき、処理はステップＳ５０８に進む。ステップＳ５０８において、ＡＦ制御回路１２は、合焦状態確認処理を継続すると決定する。また、合焦状態確認継続フラグをセットする。その結果、ステップＳ４０２の判定で、被写体は安定となった直後であると判定され、合焦状態確認処理が繰り返し実施される。このように、合焦状態確認処理が継続している間は、被写体の状態が安定となった直後であるとして扱われ、その間、後述する待機動作への遷移やサーチ動作への遷移が禁止されることになる。
【００６８】
ステップＳ５０９において、ＡＦ制御回路１２は、上述の判定の結果に基づいて、ＡＦに係る動作パラメータを更新する。ここで更新される動作パラメータには、例えばＡＦエリア８１のサイズ、レンズ移動量、サーチフェーズへの遷移等が含まれる。動作パラメータの設定の一例を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2018087860.tif 000003
【００７０】
この例のように、ＡＦエリア８１のサイズについては、被写体が小被写体である場合には、小サイズのＡＦエリア８１である小エリア８３の何れかに設定される。その他の場合である、焦点位置が合焦位置付近である場合、デフォーカス状態である場合、及び合焦状態確認処理を継続している場合は、中サイズのＡＦエリア８１である中エリア８２に設定される。
【００７１】
レンズの移動量として、フォーカスレンズが往復運動するときの至近側と無限遠側との距離である振幅又は振幅中心の移動量等が次のように設定され得る。すなわち、レンズ移動量は、焦点位置が合焦位置付近である場合には、１回のレンズ移動量は小さくするように設定され、デフォーカス状態である場合には、１回のレンズ移動量は大きくするように設定される。被写体が小被写体である場合、及び合焦状態確認処理を継続している場合は、１回のレンズ移動量は中くらいに設定される。
【００７２】
サーチフェーズへの遷移は、被写体が小被写体である場合、及び焦点位置が合焦位置付近である場合には、抑制される。また、サーチフェーズへの遷移は、デフォーカス状態である場合には、促進される。
【００７３】
ステップＳ５０９の動作パラメータの更新の後、処理は図１４を参照して説明しているＡＦ制御処理に戻る。ステップＳ４０３の合焦状態確認処理の後、処理はステップＳ４０４に進む。
【００７４】
ステップＳ４０４において、ＡＦ制御回路１２は、方向判断処理を行う。方向判断処理においてＡＦ制御回路１２は、現在のフォーカスレンズの移動方向とコントラスト値の変化とに基づいて、合焦位置の方向を判断する。ステップＳ４０４の方向判断処理の後、処理はステップＳ４０９に進む。
【００７５】
ステップＳ４０２の判定において、被写体の不安定状態パラメータが安定となった直後ではないと判定されたとき、処理はステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５において、ＡＦ制御回路１２は、方向判断処理を行う。方向判断処理においてＡＦ制御回路１２は、現在のフォーカスレンズの移動方向とコントラスト値の変化とに基づいて、合焦位置の方向を判断する。
【００７６】
ステップＳ４０６において、ＡＦ制御回路１２は、合焦判断処理を行う。合焦判断処理において、ＡＦ制御回路１２は、現在のフォーカスレンズ位置が合焦位置であるか否かを確認する。合焦位置付近であるとき、ＡＦ制御回路１２は、ＡＦ動作のフェーズを待機フェーズとする。例えば、コントラスト値が高くなる方向にフォーカスレンズを移動させている場合において、一定範囲内でフォーカスレンズの移動方向の反転が繰り返し行われるとき、当該フォーカスレンズの移動の中心付近が合焦位置であると特定され得る。ＡＦ動作のフェーズが待機フェーズへと遷移すると、ここで説明している微小駆動制御処理を抜けることになる。待機フェーズへと遷移しないとき、処理はステップＳ４０７に進む。
【００７７】
なお、本実施形態では、ステップＳ４０６の合焦判断処理が行われるのは、被写体状態が安定であり、しかも安定した直後ではないときのみである。したがって、合焦していると判定され、ＡＦの動作フェーズが待機フェーズに遷移させられるのは、被写体状態が安定して所定時間が経過したときのみである。また、さらに、被写体状態が安定してからタイマーを設けて経過時間を計測し、所定時間は待機フェーズへの遷移を禁止することで、さらにＡＦの安定性を高めるようにしてもよい。
【００７８】
ステップＳ４０７において、ＡＦ制御回路１２は、サーチ遷移判断処理を行う。すなわち、ＡＦ制御回路１２は、現在のフォーカスレンズのレンズ位置が合焦位置から遠いか否かを判定し、遠ければＡＦの動作フェーズをサーチフェーズに遷移させる。サーチフェーズに遷移することでレンズ位置は素早く合焦位置に移動できる。ＡＦ動作のフェーズがサーチフェーズへと遷移すると、ここで説明している微小駆動制御処理を抜けることになる。サーチフェーズへと遷移しないとき、処理はステップＳ４０９に進む。
【００７９】
合焦状態確認処理の結果が、被写体が小被写体である場合、及び焦点位置が合焦位置付近である場合には、サーチフェーズへの遷移が抑制される。ステップＳ４０７の処理の後、処理はステップＳ４０９に進む。
【００８０】
なお、本実施形態では、ステップＳ４０７のサーチ遷移判断処理が行われるのは、被写体状態が安定であり、しかも安定した直後ではないときのみである。したがって、合焦位置から遠いと判定され、ＡＦの動作フェーズがサーチフェーズに遷移させられるのは、被写体状態が安定して所定の時間が経過したときのみである。また、さらに、被写体状態が安定してからタイマーを設けて経過時間を計測し、所定時間はサーチフェーズへの遷移を禁止することで、さらにＡＦの安定性を高めるようにしてもよい。
【００８１】
ステップＳ４０１の判定において現在の被写体の不安定状態パラメータが安定でないと判定されたとき、すなわち、不安定状態パラメータが、安定確定待ち又は不安定であるとき、処理はステップＳ４０８に進む。ステップＳ４０８において、ＡＦ制御回路１２は、フォーカスレンズの移動量を０に設定する。すなわち、ＡＦ動作を停止させる。ＡＦ動作の状態が微小駆動の状態であるとき、フォーカスレンズの振動振幅はそのまま維持し、振動の中心位置の移動量を０に設定してもよい。その後、処理はステップＳ４０９に進む。
【００８２】
ステップＳ４０９において、ＣＰＵ１１は、レンズ駆動処理を行う。すなわち、ＣＰＵ１１は、ステップＳ４０３の合焦状態確認処理、ステップＳ４０４又はステップＳ４０５の方向判断処理等で定められた方向へ、各種判定処理で決定された移動量だけフォーカスレンズを移動させる。その後、ＡＦ制御処理は終了し、処理は図１０を参照して説明している微小駆動制御処理に戻る。
【００８３】
本実施形態に係る撮像装置１の動作の概要を図１６に示す模式図を参照して説明する。図１６において、横軸は経過時間を示し、縦軸は検出される動きベクトル値を示す。グラフ下の被写体の状態として示した（１）の期間は不安定状態パラメータが安定と判定される期間であり、（２）の期間は、不安定状態パラメータが不安定と判定される期間であり、（３）の期間は、不安定状態パラメータが安定確定待ちと判定される期間である。
【００８４】
時刻ｔ１までは、動きベクトルの値は小さく、被写体は安定している。このとき、微小駆動によるＡＦ動作は行われる。時刻ｔ１において、動きベクトルの値が不安定閾値を超えたとする。時刻ｔ１以降において被写体の状態は不安定と判定される。その後、動きベクトルの値が不安定閾値より大きいとき、被写体の状態は不安定と判定され続ける。一方、動きベクトルの値が不安定閾値以下となったとき、被写体の状態は安定確定待ちとなる。安定確定待ちの状態で所定期間が経過する前に、動きベクトルの値が不安定閾値より大きくなったとき、被写体の状態は再び不安定と判定される。安定確定待ちの状態で所定期間が経過すると、被写体の状態は安定となる。図１６において、時刻ｔ２のとき、被写体の状態は安定となる。本実施形態では、被写体が不安定又は安定確定待ちである時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、ＡＦ動作は停止する。時刻ｔ２において、ＡＦ動作は再開し、動きベクトルの値が不安定閾値を超えるまで、ＡＦ動作は継続する。一方で、被写体の状態が安定に変わった後に所定の期間が経過するまでの時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間は、ＡＦ動作フェーズは、待機フェーズ又はサーチフェーズへと変更されない。時刻ｔ３以降において、状況に応じてＡＦ動作フェーズは、待機フェーズ又はサーチフェーズに変更され得る。
【００８５】
［撮像装置の特長］
本実施形態に係る撮像装置１によれば、動きベクトルの情報を用いることで、ＡＦ動作の安定性が向上する。すなわち、撮像装置１は、被写体が不安定であるときに、不要なＡＦ動作は行わないため、ＡＦ動作の安定性が向上する。一方で、撮像装置１は、必要なＡＦ動作は行うために、ＡＦの追従性も低下しない。
【００８６】
さらに、被写体が不安定であると判定された後に安定と判定されたとき、撮像装置１は、直ちにＡＦ動作を再開せずに、被写体が不安定な状態に直ちに戻らないこと、すなわち所定期間安定な状態が継続することを確認したうえでＡＦ動作を再開する。このため、ＡＦ動作の安定性はさらに向上する。
【００８７】
また、撮像装置１は、ＡＦの再開時には、合焦の状態を把握し、その状態に応じてＡＦの動作パラメータを調節する。この調整により、ＡＦの追従性は落ちず、焦点位置変化のちらつきによる動画品位の低下は抑制される。また、微小駆動によるＡＦ動作が再開した直後は、撮像装置１はサーチフェーズ又は待機フェーズには遷移しない。その結果、ＡＦ動作はさらに安定化する。
【００８８】
上述の実施形態では、動画撮影について特に説明したが、動画撮影に限らず、静止画撮影のためのライブビュー表示中のＡＦ動作などについても同様に機能することはもちろんである。また、上述の実施形態では、画像のコントラストに基づいて合焦度を評価するコントラストＡＦ評価方式について説明したが、これに限らない。上述の被写体の安定度を評価してＡＦ動作を行うか否かを変更する技術等は、被写体像の位相差に基づいて合焦度を評価する位相差ＡＦ評価方式にも同様に適用され得る。
【００８９】
また、上述の実施形態では、特に微小駆動の場合を例に挙げて説明したが、上述の技術はフォーカスレンズが往復するように移動する場合に適用されるに限らない。例えば、フォーカスレンズを相対的（ステップ的）に移動させて焦点を調節する場合にも適用され得る。この場合、微小駆動において振幅と説明したレンズ駆動量は、相対的（ステップ的）に移動する場合の相対（ステップ）移動量に置き換えられ得る。
【００９０】
上述の実施形態に係るＡＦ動作は、コンシューマ用のデジタルカメラに限らず、例えばスマートフォンやタブレット端末といった情報携帯端末にも適用され得る。情報携帯端末には、ウェアラブル端末も含まれる。また、本実施形態に係るＡＦ動作は、監視カメラや、顕微鏡用のカメラや、検査用等の産業用機器や、各種医療用の観察装置や内視鏡にも適用され得る。例えば本実施形態に係るＡＦ動作が内視鏡に用いられるとき、例えば臓器の拍動等によって被写体が不安定になった場合、又は撮影範囲内に臓器ではなく処置具が入り込んだ場合等において、ＡＦの誤動作が抑制される。また、例えば本実施形態に係るＡＦ動作が監視カメラに用いられるとき、行き交う人物の動きのためにＡＦが誤動作することが防がれる。
【００９１】
上述の実施形態で説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムを用いて実現され得る。このプログラムは、記録媒体や記録部に収められ得る。この記録媒体又は記録部への記録の方法は様々であり、製品出荷時に記録されてもよく、配布された記録媒体が利用されて記録されてもよく、インターネットを介したダウンロードが利用されて記録されてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…撮像装置、１０…システムコントローラ、１１…ＣＰＵ、１２…制御回路、１３…制御回路、１４…画像処理回路、１５…顔認識回路、１６…動画記録回路、１７…ベクトル算出回路、２１…レンズ群、２３…シャッタ、２４…撮像素子、２５…表示素子、２６…タッチパネル、２７…カメラ操作スイッチ、２８…ジャイロセンサ回路、３１…焦点調整機構、３２…駆動機構、３３…シャッタ駆動機構、３４…回路、３５…表示素子駆動回路、３６…タッチパネル駆動回路、４１…Ｆｌａｓｈ  Ｒｏｍ、４１ａ…プログラムコード、４１ｂ…制御パラメータ、４２ａ…Ｗｏｒｋ  Ａｒｅａ、４３…記録メディア、４３ａ…動画ファイル、１０２…設定部、１０４…判定部、１０６…焦点調節部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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