(57)【要約】【課題】撮像動作時における視認性を維持して適切なフォーカス制御を行う。【解決手段】撮像部３１０は、フォーカスレンズ２２１を介して入射される被写体からの入射光を変換して撮像画像を生成する。フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、フォーカスレンズ２２１の位置に対応する撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定する。すなわち、フォーカスレンズ２２１の位置に対応する撮像倍率を基準とする。そして、その基準からの撮像倍率の変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズ２２１の位置に係る範囲をフォーカスレンズの移動範囲として設定する。フォーカス制御部３５０は、その設定された移動範囲においてフォーカスレンズ２２１を移動させることによりフォーカス制御を行う。表示部３８０は、生成された撮像画像をスルー画像として順次表示する。【選択図】図３
2011248159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを介して入射される被写体からの入射光を変換して撮像画像を生成する撮像部と、
前記フォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率を基準として当該基準からの撮像倍率の変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置に係る範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定する設定部と、
前記設定された移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記被写体に対するフォーカス制御を行うフォーカス制御部と
を具備する撮像装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記基準に係るフォーカスレンズの位置に対応する焦点深度に基づいて前記フォーカスレンズの移動範囲を算出して当該焦点深度に基づく移動範囲と前記撮像倍率に基づく移動範囲とのうちから範囲が狭い移動範囲を選択して当該選択された移動範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置のうち前記基準に係るフォーカスレンズの位置からの距離が至近側で最も長い位置と当該距離が無限側で最も長い位置との２つの位置により特定される範囲を前記移動範囲として設定する請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記設定された移動範囲が前記フォーカス制御部によるフォーカス制御の際に必要となる範囲を満たしていない場合には前記フォーカスレンズの移動範囲として前記フォーカス制御の際に必要となる範囲を新たに設定する請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
光軸方向に対する前記被写体の移動速度を算出する算出部をさらに具備し、
前記設定部は、前記算出された移動速度が一定値を基準として小さい場合にのみ前記撮像倍率に基づく移動範囲を設定する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
複数の光学部材の各状態に応じた撮像倍率を前記複数の光学部材の状態毎に保持する交換レンズとの間で通信を行う通信部をさらに具備し、
前記設定部は、前記移動範囲を設定する際に用いられる撮像倍率を前記交換レンズから取得する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
前記生成された撮像画像を表示部に順次表示させる表示制御部をさらに具備し、
前記設定部は、コンティニュアスＡＦモードが設定されている場合において前記生成された撮像画像が前記表示部に表示されている場合にのみ前記撮像倍率に基づく移動範囲を設定する
請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】
複数の光学部材と、
前記撮像装置との間で通信を行う第一通信部と、
前記複数の光学部材の各状態に応じた撮像倍率を前記複数の光学部材の状態毎に保持する保持部とを備える交換レンズと、
前記交換レンズとの間で通信を行う第二通信部と、
フォーカスレンズを介して入射される被写体からの入射光を変換して撮像画像を生成する撮像部と、
前記フォーカスレンズの位置に係る撮像倍率を前記保持部から取得して当該フォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率を基準として当該基準からの変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置に係る範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定する設定部と、
前記設定された移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記被写体に対するフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを備える撮像装置と
を具備する撮像システム。
【請求項９】
撮像画像を生成する撮像部に被写体からの入射光を供給するフォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率を基準として当該基準からの変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置に係る範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定する設定手順と、
前記設定された移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記被写体に対するフォーカス制御を行うフォーカス制御手順と
を具備する撮像装置の制御方法。
【請求項１０】
撮像画像を生成する撮像部に被写体からの入射光を供給するフォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率を基準として当該基準からの変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置に係る範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定する設定手順と、
前記設定された移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記被写体に対するフォーカス制御を行うフォーカス制御手順と
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に、オートフォーカス機能を備える撮像装置、撮像システムおよびこれらの制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人物や動物等の被写体を撮像して画像データ（撮像画像）を生成し、この画像データを画像コンテンツとして記録するデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ（例えば、カメラ一体型レコーダ）等の撮像装置が普及している。また、例えば、静止画を撮影する場合における撮影待機状態において、撮像素子により生成された撮像画像をスルー画像として表示部に表示させる撮像装置が存在する。このようにスルー画像を表示することによりユーザが所望する画角や構図を撮影前に容易に確認することができる。
【０００３】
また、フォーカスを自動で合わせるオートフォーカス機能を備える撮像装置が広く普及している。このオートフォーカス機能として、例えば、コントラスト検出方式のオートフォーカス機能（いわゆる、コントラストＡＦ（Auto Focus））が存在する。
【０００４】
このコントラストＡＦでは、撮影画像における特定領域（ＡＦ領域）において、画像の空間周波数の高周波成分を抽出し、この抽出された高周波成分の輝度差分が最も大きくなる位置にフォーカスレンズを移動させることによりフォーカス制御を行う。また、コントラストＡＦでは、所定のフォーカスレンズ移動範囲を設定しておき、この範囲内においてフォーカスレンズを移動させることにより被写体を順次捕捉してフォーカス制御を行う。
【０００５】
ここで、動いている被写体に対するフォーカス制御を行う場合には、動いている被写体を捕捉するため、その移動に応じたフォーカスレンズ移動範囲を設定する必要がある。例えば、動いている被写体に対して、その被写体の移動速度を予測しながらフォーカスレンズ移動範囲を設定する撮像装置が提案されている。
【０００６】
例えば、第１の期間に所定範囲内のフォーカスレンズの移動による複数の位置において算出された各評価値と、この評価値の変化量とに基づいて、次回のフォーカスレンズ移動範囲を設定する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この撮像装置は、第１の期間に算出された各評価値と、これらの各評価値に基づく合焦位置が演算されるまでの期間（第２の期間）に、所定範囲内の複数の位置の何れかの位置において評価値（第２の評価値）を算出する。そして、第２の評価値と、第２の評価値の位置に対応する評価値（第１の期間に算出）とに基づいて評価値の変化量を算出し、第１の期間における各評価値に基づく合焦位置とその評価値の変化量とに基づいて、次回のフォーカスレンズ移動範囲を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−８６９５号公報（図１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の従来技術によれば、ＡＦとＡＦとの間に必要なインターバルを短くすることができるため、機器のレスポンス速度を向上させることができる。
【０００９】
ここで、例えば、静止画の撮影待機状態において、撮像素子により生成された撮像画像をスルー画像として表示部に表示させる場合を想定する。この場合でも、フォーカス制御を行う場合には、上述したように所定のフォーカスレンズ移動範囲内でフォーカスレンズを移動させる必要がある。このようにフォーカスレンズを移動させる場合には、フォーカスレンズの移動に応じて撮像倍率が変更されるため、この変更に応じて表示部に表示されるスルー画像が拡大または縮小される。例えば、表示部に表示されるスルー画像の拡大または縮小が微小である場合には、スルー画像に与える影響が少ない。しかしながら、撮像倍率の変化率が比較的大きい場合には、スルー画像の拡大または縮小が大きくなり、ユーザが被写体を確認する際に、スルー画像を見難くなるおそれがある。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、撮像動作時における視認性を維持して適切なフォーカス制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、フォーカスレンズを介して入射される被写体からの入射光を変換して撮像画像を生成する撮像部と、前記フォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率を基準として当該基準からの撮像倍率の変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置に係る範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定する設定部と、前記設定された移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記被写体に対するフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを具備する撮像装置およびその制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、フォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率に基づいてフォーカスレンズの移動範囲を設定し、この設定された移動範囲においてフォーカスレンズを移動させることによりフォーカス制御を行うという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、前記設定部は、前記基準に係るフォーカスレンズの位置に対応する焦点深度に基づいて前記フォーカスレンズの移動範囲を算出して当該焦点深度に基づく移動範囲と前記撮像倍率に基づく移動範囲とのうちから範囲が狭い移動範囲を選択して当該選択された移動範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定するようにしてもよい。これにより、フォーカスレンズの位置に対応する焦点深度に基づいてフォーカスレンズの移動範囲を算出し、この焦点深度に基づく移動範囲と、撮像倍率に基づく移動範囲とのうちから範囲が狭い移動範囲を選択し、この選択された移動範囲を、フォーカスレンズの移動範囲として設定するという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、前記設定部は、前記変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置のうち前記基準に係るフォーカスレンズの位置からの距離が至近側で最も長い位置と当該距離が無限側で最も長い位置との２つの位置により特定される範囲を前記移動範囲として設定するようにしてもよい。これにより、その変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置のうち、基準に係るフォーカスレンズの位置からの距離が至近側で最も長い位置と、その距離が無限側で最も長い位置との２つの位置により特定される範囲を、フォーカスレンズの移動範囲として設定するという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、前記設定部は、前記設定された移動範囲が前記フォーカス制御部によるフォーカス制御の際に必要となる範囲を満たしていない場合には前記フォーカスレンズの移動範囲として前記フォーカス制御の際に必要となる範囲を新たに設定するようにしてもよい。これにより、設定された移動範囲が、フォーカス制御部によるフォーカス制御の際に必要となる範囲を満たしていない場合には、フォーカスレンズの移動範囲として、フォーカス制御の際に必要となる範囲を新たに設定するという作用をもたらす。
【００１５】
また、この第１の側面において、光軸方向に対する前記被写体の移動速度を算出する算出部をさらに具備し、前記設定部は、前記算出された移動速度が一定値を基準として小さい場合にのみ前記撮像倍率に基づく移動範囲を設定するようにしてもよい。これにより、光軸方向に対する被写体の移動速度を算出し、この算出された移動速度が一定値を基準として小さい場合にのみ、撮像倍率に基づく移動範囲を設定するという作用をもたらす。
【００１６】
また、この第１の側面において、複数の光学部材の各状態に応じた撮像倍率を前記複数の光学部材の状態毎に保持する交換レンズとの間で通信を行う通信部をさらに具備し、前記設定部は、前記移動範囲を設定する際に用いられる撮像倍率を前記交換レンズから取得するようにしてもよい。これにより、移動範囲を設定する際に用いられる撮像倍率を交換レンズから取得するという作用をもたらす。
【００１７】
また、この第１の側面において、前記生成された撮像画像を表示部に順次表示させる表示制御部をさらに具備し、前記設定部は、コンティニュアスＡＦモードが設定されている場合において前記生成された撮像画像が前記表示部に表示されている場合にのみ前記撮像倍率に基づく移動範囲を設定するようにしてもよい。これにより、コンティニュアスＡＦモードが設定されている場合において、生成された撮像画像が表示部に表示されている場合にのみ、撮像倍率に基づく移動範囲を設定するという作用をもたらす。
【００１８】
また、本発明の第２の側面は、複数の光学部材と、前記撮像装置との間で通信を行う第一通信部と、前記複数の光学部材の各状態に応じた撮像倍率を前記複数の光学部材の状態毎に保持する保持部とを備える交換レンズと、前記交換レンズとの間で通信を行う第二通信部と、フォーカスレンズを介して入射される被写体からの入射光を変換して撮像画像を生成する撮像部と、前記フォーカスレンズの位置に係る撮像倍率を前記保持部から取得して当該フォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率を基準として当該基準からの変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズの位置に係る範囲を前記フォーカスレンズの移動範囲として設定する設定部と、前記設定された移動範囲において前記フォーカスレンズを移動させることにより前記被写体に対するフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを備える撮像装置とを具備する撮像システムおよびその制御方法ならびに当該方法をコンピュータに実行させるプログラムである。これにより、交換レンズから取得されたフォーカスレンズの位置に対応する撮像倍率に基づいてフォーカスレンズの移動範囲を設定し、この設定された移動範囲においてフォーカスレンズを移動させることによりフォーカス制御を行うという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、撮像動作時における視認性を維持して適切なフォーカス制御を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における撮像システム１０の内部構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の第１の形態における撮像システム１０の外観構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００においてコンティニュアスＡＦモードが設定されている場合におけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるフォーカスレンズ２２１の位置とこの位置において算出されるＡＦ評価値（コントラスト）との関係例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるフォーカスレンズ２２１の位置とこの位置に対応する撮像倍率との関係例を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００においてコンティニュアスＡＦモードが設定されている場合におけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００による撮像画像記録処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００による撮像画像記録処理の処理手順のうちのＡＦ処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における撮像装置８００の内部構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（フォーカス制御：撮像システムにおいて、一定条件を満たす場合には撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定する例）
２．第２の実施の形態（フォーカス制御：撮像装置において、一定条件を満たす場合には撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定する例）
【００２２】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像システムの内部構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態における撮像システム１０の内部構成例を示すブロック図である。撮像システム１０は、撮像装置１００および交換レンズ２００を備える。撮像システム１０は、例えば、レンズを交換することが可能なデジタルスチルカメラ（例えば、デジタル一眼カメラ）により実現される。
【００２３】
撮像装置１００は、被写体を撮像して画像データ（撮像画像）を生成し、生成された画像データを画像コンテンツ（静止画コンテンツまたは動画コンテンツ）として記録する撮像装置である。また、撮像装置１００は、レンズマウント（図示せず）を介して交換レンズ２００を取り付けることができる。
【００２４】
交換レンズ２００は、レンズマウント（図示せず）を介して撮像装置１００に取り付けられる交換レンズユニットである。交換レンズ２００は、ズームレンズ２１１と、ズーム位置検出部２１２と、フォーカスレンズ２２１と、フォーカスレンズ駆動モータ２２２と、絞り２３１と、絞り駆動モータ２３２とを備える。また、交換レンズ２００は、モータドライバ２４０と、レンズ情報保持部２５０と、レンズ制御部２６０とを備える。
【００２５】
ズームレンズ２１１は、電動または手動の何れかの駆動により光軸方向に移動して焦点距離を調整するレンズである。すなわち、ズームレンズ２１１は、撮像画像に含まれる被写体を拡大または縮小させるため、被写体に対して前後に駆動するレンズである。また、ズームレンズ２１１により、ズーム機能が実現される。なお、本発明の第１の実施の形態では、ユーザによる手動操作により、ズームレンズ２１１を駆動させる例を示す。
【００２６】
ズーム位置検出部２１２は、ユーザによるズーム操作により駆動されたズームレンズ２１１の位置を検出するものであり、検出結果をレンズ制御部２６０に出力する。
【００２７】
フォーカスレンズ２２１は、フォーカスレンズ駆動モータ２２２の駆動により光軸方向に移動してフォーカスを調整するレンズである。すなわち、フォーカスレンズ２２１は、被写体に含まれる所望の対象物にピントを合わせるために使用されるレンズである。また、フォーカスレンズ２２１により、オートフォーカス機能が実現される。
【００２８】
フォーカスレンズ駆動モータ２２２は、モータドライバ２４０の制御に基づいて、フォーカスレンズ２２１を移動させるものである。
【００２９】
絞り２３１は、ズームレンズ２１１およびフォーカスレンズ２２１を通過する入射光の光量を調整するものであり、その調整後の光が撮像素子１１１に供給される。絞り２３１は、絞り駆動モータ２３２により駆動され、絞りの開度が調節される。
【００３０】
絞り駆動モータ２３２は、モータドライバ２４０の制御に基づいて、絞り２３１を駆動するものである。
【００３１】
このように交換レンズ２００を構成するズームレンズ２１１およびフォーカスレンズ２２１は、被写体からの入射光を集光するレンズ群であり、これらのレンズ群により集光された光が絞り２３１を介して撮像素子１１１に入射される。
【００３２】
モータドライバ２４０は、レンズ制御部２６０の制御に基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ２２２および絞り駆動モータ２３２を駆動するドライバである。
【００３３】
レンズ情報保持部２５０は、交換レンズ２００を構成する各光学部材（フォーカスレンズ２２１、絞り２３１等）に関する固有の情報（レンズ情報）を保持するメモリであり、保持されている情報をレンズ制御部２６０に供給する。この固有の情報は、例えば、フォーカスレンズ２２１の位置（フォーカスが合う被写体の位置）と、焦点距離と、絞り値（Ｆ値）と、撮像倍率とを含む光学部材に関する光学部材情報（レンズ情報）である。ここで、撮像倍率は、レンズを介して入射された光により結像された像の大きさと、被写体の実際の大きさとの比率を意味する。なお、撮像倍率は、焦点距離ｆ、絞り、フォーカスレンズ２２１の位置等に応じて変化する。また、レンズの種類が異なると、撮像倍率の特性も大きく変化することが多い。このため、各光学部材の状態（フォーカスレンズ２２１の位置等）に応じた撮像倍率が各状態に関連付けて、固有の情報としてレンズ情報保持部２５０に保持されている。すなわち、レンズ情報保持部２５０は、複数の光学部材の各状態に応じた撮像倍率を、複数の光学部材の状態毎に保持する。なお、レンズ情報保持部２５０は、特許請求の範囲に記載の保持部の一例である。
【００３４】
レンズ制御部２６０は、撮像装置１００との間で各種情報の通信処理を行い、この通信結果に基づいて、交換レンズ２００を構成する各部（フォーカスレンズ２２１、絞り２３１等）を制御するものである。すなわち、レンズ制御部２６０は、撮像装置１００の制御部１３０からの制御信号に基づいて、交換レンズ２００を構成する各部を制御する。また、レンズ制御部２６０は、撮像装置１００の制御部１３０からの送信要求に応じて、レンズ情報保持部２５０に保持されているレンズ情報を制御部１３０に送信する。例えば、撮像装置１００および交換レンズ２００間の通信処理は、同期通信により行われる。なお、レンズ制御部２６０は、特許請求の範囲に記載の第一通信部の一例である。
【００３５】
撮像装置１００は、システムバス１０１と、撮像素子１１１と、アナログ信号処理部１１２と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換部１１３とを備える。また、撮像装置１００は、デジタル信号処理部（以下では、「ＤＳＰ（Digital Signal Processor）」と称する。）１１４と、表示部１１５と、記録デバイス１１６とを備える。また、撮像装置１００は、垂直ドライバ１１７と、タイミングジェネレータ（以下では、「ＴＧ（Timing Generator）」と称する。）１１８と、操作部１２０と、制御部１３０とを備える。また、撮像装置１００は、メモリ（ＲＯＭ（Read Only Memory））１４０と、メモリ（ＲＡＭ（Random Access Memory））１５０とを備える。また、撮像装置１００は、メモリ（ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory））１６０を備える。なお、ＤＳＰ１１４、垂直ドライバ１１７、ＴＧ１１８、操作部１２０、制御部１３０、メモリ（ＲＯＭ）１４０、メモリ（ＲＡＭ）１５０およびメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１６０がシステムバス１０１を介して相互に通信可能となるように接続されている。
【００３６】
撮像素子１１１は、ズームレンズ２１１、フォーカスレンズ２２１および絞り２３１を介して供給される光（入射光）を受光し、この入射光を電気信号に変換させる光電変換素子である。そして、撮像素子１１１は、変換された電気信号（アナログ信号）をアナログ信号処理部１１２に供給する。また、撮像素子１１１は、垂直ドライバ１１７により駆動される。なお、撮像素子１１１として、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等を用いることができる。
【００３７】
アナログ信号処理部１１２は、ＴＧ１１８により駆動され、撮像素子１１１から供給される電気信号（アナログ信号）についてノイズ除去処理等のアナログ処理を施すものであり、アナログ処理が施されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換部１１３に供給する。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換部１１３は、ＴＧ１１８により駆動され、アナログ信号処理部１１２から供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換するものであり、変換されたデジタル信号をＤＳＰ１１４に供給する。
【００３９】
ＤＳＰ１１４は、制御部１３０の制御に基づいて、Ａ／Ｄ変換部１１３から供給されるデジタル信号について、黒レベル補正、ホワイトバランス調節、γ補正等の画像処理を行うものである。そして、ＤＳＰ１１４は、画像処理が施された画像データを、表示部１１５、記録デバイス１１６および制御部１３０に供給する。例えば、ＤＳＰ１１４は、画像処理が施された画像データについて圧縮処理を施し、この圧縮処理が施された画像データ（圧縮画像データ）を記録デバイス１１６に供給する。また、ＤＳＰ１１４は、記録デバイス１１６に記録されている圧縮画像データについて伸張処理を施し、この伸張処理が施された画像データを表示部１１５に供給する。なお、圧縮方式として、例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式を採用することができる。また、ＤＳＰ１１４から供給された画像データを用いて制御部１３０が各制御を行う。
【００４０】
表示部１１５は、ＤＳＰ１１４から供給される画像データを表示する表示装置である。表示部１１５は、例えば、静止画撮影モードの設定時における撮影待機状態では、ＤＳＰ１１４により画像処理が施された画像データを撮像画像（いわゆる、スルー画像）として表示する。また、例えば、表示部１１５は、記録デバイス１１６に記録されている画像データを一覧画像として表示させ、その画像データを再生することができる。表示部１１５として、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示パネルを用いることができる。
【００４１】
記録デバイス１１６は、ＤＳＰ１１４により画像処理が施された画像データを記録する記録デバイスである。また、記録デバイス１１６は、記録されている画像データをＤＳＰ１１４に供給する。なお、記録デバイス１１６は、撮像装置１００に内蔵するようにしてもよく、撮像装置１００から着脱可能とするようにしてもよい。また、記録デバイス１１６として、半導体メモリ、光記録媒体、磁気ディスク、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の種々の記録媒体を用いることができる。なお、光記録媒体として、例えば、記録可能なＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、記録可能なＣＤ（Compact Disc）、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【００４２】
垂直ドライバ１１７は、制御部１３０の制御に基づいて、撮像素子１１１を駆動する垂直ドライバである。
【００４３】
ＴＧ１１８は、制御部１３０から供給される基準クロックに基づいて、垂直ドライバ１１７、アナログ信号処理部１１２およびＡ／Ｄ変換部１１３の駆動制御信号を生成するものである。
【００４４】
操作部１２０は、各種操作を行うためのボタン、スイッチ等の操作部材を備え、ユーザからの操作入力を受け付ける操作部であり、受け付けられた操作入力の内容をシステムバス１０１を介して制御部１３０に出力する。なお、撮像装置１００の外面に配置されるボタン等の操作部材以外に、表示部１１５上にタッチパネルを設け、ユーザからの操作入力をタッチパネルにおいて受け付けるようにしてもよい。
【００４５】
制御部１３０は、メモリ（ＲＯＭ）１４０等に記憶されている各情報に基づいて、撮像装置１００の各部を制御する中央演算装置である。また、制御部１３０は、交換レンズ２００との通信制御を行い、各種情報の送受信を行う。制御部１３０は、例えば、露出、ホワイトバランス、フォーカス、閃光発光（図２に示す閃光発光部１０２）等を制御する。また、例えば、制御部１３０は、撮像時には、操作部１２０からのユーザの操作入力、ＤＳＰ１１４からの画像データに基づいて、制御信号を生成する。そして、生成された制御信号をモータドライバ２４０、垂直ドライバ１１７、ＴＧ１１８、交換レンズ２００等に出力し、フォーカスレンズ２２１や絞り２３１等を動作させることにより、露出、ホワイトバランス、フォーカス、閃光等の制御を行う。また、制御部１３０は、各処理に用いられる情報の送信要求を交換レンズ２００に行う。
【００４６】
また、制御部１３０は、ＤＳＰ１１４により画像処理が施された画像データを記録する場合には、操作部１２０からのユーザの操作入力に基づいて、ＤＳＰ１１４に制御信号を出力する。そして、ＤＳＰ１１４により圧縮処理が施された画像データを静止画ファイルとして記録デバイス１１６に記録させる。また、制御部１３０は、記録デバイス１１６に記録されている静止画ファイルを表示する場合には、操作部１２０からのユーザの操作入力に基づいて、ＤＳＰ１１４に制御信号を出力する。そして、記録デバイス１１６に記録されている静止画ファイルに対応する画像を表示部１１５に表示させる。
【００４７】
また、制御部１３０は、撮像素子１１１等により生成される画像信号から取得された被写体のコントラスト信号を用いてフォーカス制御（いわゆる、コントラストＡＦ）を行う。このコントラストＡＦとして、コンティニュアスＡＦが存在する。コンティニュアスＡＦは、動きのある被写体に対して連続的にフォーカスを合わせ続けるオートフォーカス機能である。すなわち、コンティニュアスＡＦモードが設定されている場合には、ユーザがシャッターボタン１２１（図２に示す）を半押ししている間、被写体追従および被写体の速度予測を行い、ユーザがシャッターボタン１２１を深押した直後に撮影処理を実行する。これにより、ユーザの意図する画角および構図に被写体が存在し、かつ、被写体にフォーカスがあった写真（撮像画像）を記録することができる。このコンティニュアスＡＦにより、動く被写体に対して最適なフォーカス制御を行うことができる。なお、制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により実現される。また、制御部１３０の機能構成については、図３を参照して詳細に説明する。
【００４８】
メモリ（ＲＯＭ）１４０は、制御部１３０が各処理を実行するための各種プログラムや各種データを記憶する不揮発性メモリである。
【００４９】
メモリ（ＲＡＭ）１５０は、制御部１３０が動作する際に一時的に保持すべきデータや書き換え可能なデータを保持する揮発性メモリであり、例えば、制御部１３０が動作する際に作業用のメモリとして用いられる。
【００５０】
メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）１６０は、撮像装置１００が電源オフの間もデータを保持するメモリであり、各種設定条件等が記録される。
【００５１】
［撮像システムの外観構成例］
図２は、本発明の実施の第１の形態における撮像システム１０の外観構成例を示す図である。図２（ａ）は、撮像システム１０の外観を示す正面図であり、図２（ｂ）は、撮像システム１０の外観を示す背面図であり、図２（ｃ）は、撮像システム１０の外観を示す上面図である。
【００５２】
撮像装置１００は、閃光発光部１０２と、撮像素子１１１と、表示部１１５と、シャッターボタン１２１と、モードダイヤル１２２と、上下左右操作ボタン１２３と、決定ボタン１２４と、キャンセルボタン１２５と、電源スイッチ１２６とを備える。また、交換レンズ２００は、ズームレンズ２１１と、フォーカスレンズ２２１と、絞り２３１とを備える。なお、シャッターボタン１２１、モードダイヤル１２２、上下左右操作ボタン１２３、決定ボタン１２４、キャンセルボタン１２５および電源スイッチ１２６は、図１に示す操作部１２０に対応する。また、撮像素子１１１、表示部１１５、ズームレンズ２１１、フォーカスレンズ２２１および絞り２３１は、図１に示す同一名称の各部に対応するため、ここでの詳細な説明を省略する。なお、ズームレンズ２１１、フォーカスレンズ２２１および絞り２３１は、交換レンズ２００に内蔵されているものであり、撮像素子１１１は、撮像装置１００に内蔵されているものであるため、これらを図２（ｃ）では点線で示す。
【００５３】
図２では、撮像装置１００の外側面に設けられている上下左右操作ボタン１２３、決定ボタン１２４等の操作部材を用いて、表示部１１５に表示される画像やボタン等の選択操作（例えば、ボタンの押下操作）を行う撮像システム１０を例にして示す。
【００５４】
閃光発光部１０２は、制御部１３０（図１に示す）の制御に基づいて、被写体への光線を照射させ、被写体からの光（反射光）を増加させるものである。これにより、周囲の照度が低い状況においても撮像を可能とする。
【００５５】
シャッターボタン１２１は、シャッター操作を行うための操作部材であり、ユーザにより全押しまたは半押し操作が行われる。例えば、シャッターボタン１２１が半押しされた場合には、撮像に最適なフォーカス制御が行われる。また、シャッターボタン１２１が全押しされた場合には、撮像に最適なフォーカス制御が行われ、この全押しの際における画像データが記録デバイス１１６に記録される。
【００５６】
モードダイヤル１２２は、各モードを設定するためのダイヤルである。例えば、通常のＡＦモード、コンティニュアスＡＦモード、記録デバイス１１６に記録されている画像を表示させるための画像表示モード等がモードダイヤル１２２の操作により設定される。
【００５７】
上下左右操作ボタン１２３は、表示部１１５に表示されるボタンや画像等の項目を選択する場合に用いられる操作ボタンであり、押下された部分に応じて現在選択されている項目が上下左右に移動する。
【００５８】
決定ボタン１２４は、表示部１１５に表示されている各項目の選択状態を確定する場合に用いられるボタンである。キャンセルボタン１２５は、表示部１１５に表示されている各項目の選択状態が確定されている場合に、この確定を解除するために用いられるボタンである。電源スイッチ１２６は、撮像装置１００の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチである。
【００５９】
また、撮像システム１０においては、ユーザの手動操作によりズーム操作が行われる。このズーム操作は、例えば、交換レンズ２００の所定部分をユーザが手で握った状態で行われる。例えば、ユーザの手動操作によりズーム操作が行われると、この手動操作に応じてズーム機能が制御され、撮像画像に含まれる被写体を拡大または縮小させることができる。
【００６０】
［撮像装置の機能構成例］
図３は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の機能構成例を示すブロック図である。図３では、説明の容易のため、撮像装置１００の機能構成とともに、図１に示す交換レンズ２００の内部構成を示す。
【００６１】
撮像装置１００は、撮像部３１０と、画像信号処理部３２０と、評価値生成部３３０と、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０と、フォーカス制御部３５０とを備える。また、撮像装置１００は、通信部３６０と、表示制御部３７０と、表示部３８０と、シャッター操作受付部３９０とを備える。なお、撮像部３１０は、例えば、図１に示す撮像素子１１１、アナログ信号処理部１１２およびＡ／Ｄ変換部１１３に対応する。また、画像信号処理部３２０は、例えば、図１に示すＤＳＰ１１４に対応する。また、評価値生成部３３０、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０、フォーカス制御部３５０および通信部３６０は、例えば、図１に示す制御部１３０に対応する。また、表示制御部３７０は、例えば、図１に示すＤＳＰ１１４に対応する。また、表示部３８０は、例えば、図１に示す表示部１１５に対応する。また、シャッター操作受付部３９０は、例えば、図１に示す操作部１２０に対応する。
【００６２】
撮像部３１０は、フォーカスレンズ２２１を介して入射される被写体からの入射光を変換して撮像画像（画像信号）を生成するものであり、生成された画像信号（電気信号）を画像信号処理部３２０に供給する。なお、図３では、撮像部３１０により生成された撮像画像（画像データ）を記録する記録処理に関する機能構成については、図示およびその説明を省略する。
【００６３】
画像信号処理部３２０は、撮像部３１０から出力された画像信号に対して各種の信号処理を施すものであり、信号処理が施された画像信号を評価値生成部３３０および表示制御部３７０に出力する。
【００６４】
評価値生成部３３０は、画像信号処理部３２０から出力された画像信号からＡＦ評価値（コントラスト信号）を生成するものであり、生成されたＡＦ評価値をフォーカスレンズ移動範囲設定部３４０およびフォーカス制御部３５０に出力する。すなわち、評価値生成部３３０は、画像信号処理部３２０から出力された画像信号に対応する撮像画像に含まれる特定領域（ＡＦ領域）において、このＡＦ領域内の画像の空間周波数の高周波成分を抽出する。そして、評価値生成部３３０は、その抽出された高周波成分の輝度差分（ＡＦ評価値）を生成する。このように生成されたＡＦ評価値に基づいて合焦位置が検出される。
【００６５】
フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、フォーカス制御部３５０がフォーカス制御を行うためのフォーカスレンズ移動範囲を設定するものであり、設定されたフォーカスレンズ移動範囲をフォーカス制御部３５０に出力する。具体的には、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、フォーカスレンズ移動範囲を設定する際に用いられる情報（撮像倍率等のレンズ情報）を通信部３６０を介して交換レンズ２００から取得する。そして、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、その取得された各情報と、評価値生成部３３０から出力されたＡＦ評価値と、フォーカス制御部３５０からのフォーカス制御に関する情報とに基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定する。
【００６６】
例えば、フォーカスレンズ２２１の位置（注目被写体に合焦していると想定される位置）に対応する撮像倍率を基準とする。この場合に、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、その基準からの撮像倍率の変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズ２２１の位置に係る範囲をフォーカスレンズ移動範囲として設定する。例えば、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、その変化率が一定範囲内となる撮像倍率に対応するフォーカスレンズ２２１の位置のうち、その基準に係るフォーカスレンズ２２１の位置からの距離が至近側で最も長い位置を特定する。また、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、その距離が無限側で最も長い位置を特定する。そして、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、その２つの位置により特定される範囲をフォーカスレンズ移動範囲とすることができる。すなわち、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、フォーカスレンズ２２１の位置に対応する撮像倍率を基準として、この基準からの撮像倍率の変化率に基づいて、フォーカスレンズ移動範囲を設定する。
【００６７】
なお、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、光軸方向に対する被写体の移動速度を算出し、算出された移動速度が一定値を基準として小さい場合に、その撮像倍率に基づくフォーカスレンズ移動範囲を設定する。また、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、コンティニュアスＡＦモードが設定されている場合において、スルー画像が表示部３８０に表示されている場合に、その撮像倍率に基づくフォーカスレンズ移動範囲を設定する。
【００６８】
ここで、その設定されたフォーカスレンズ移動範囲が、フォーカス制御部３５０によるフォーカス制御の際に必要となる範囲（ＡＦ最小範囲）を満たしていないことも想定される。この場合には、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、フォーカスレンズ移動範囲としてそのＡＦ最小範囲を新たに設定する。
【００６９】
また、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、その基準に係るフォーカスレンズ２２１の位置に対応する焦点深度に基づいて、フォーカスレンズ移動範囲を算出する。そして、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、算出された焦点深度に基づくフォーカスレンズ移動範囲と、撮像倍率に基づくフォーカスレンズ移動範囲とを比較する。この比較の結果、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、範囲が狭いフォーカスレンズ移動範囲を選択し、この選択されたフォーカスレンズ移動範囲を設定することができる。なお、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、特許請求の範囲に記載の設定部および算出部の一例である。
【００７０】
フォーカス制御部３５０は、交換レンズ２００との通信制御を行い、この通信により通信部３６０を介して取得された各情報と、評価値生成部３３０から出力されたＡＦ評価値とに基づいて、フォーカス制御を行うものである。すなわち、フォーカス制御部３５０は、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０により設定されたフォーカスレンズ移動範囲において、フォーカスレンズ２２１を移動させることによりフォーカス制御を行う。なお、フォーカス制御部３５０は、例えば、シャッターボタン１２１の半押し操作または全押し操作が行われた際に、フォーカス制御を行う。
【００７１】
通信部３６０は、フォーカス制御部３５０の制御に基づいて、レンズ制御部２６０との間で通信を行うものである。例えば、通信部３６０は、フォーカス制御部３５０の制御に基づいて、レンズ制御部２６０との間で同期通信を行う。なお、通信部３６０は、特許請求の範囲に記載の第二通信部の一例である。
【００７２】
表示制御部３７０は、画像信号処理部３２０により画像信号処理が施された撮像画像をスルー画像として表示部３８０に順次表示させるものである。例えば、表示制御部３７０は、静止画撮影モードの設定時における撮影待機状態において、スルー画像を表示部３８０に順次表示させる。
【００７３】
表示部３８０は、表示制御部３７０から供給された撮像画像をスルー画像として表示する表示部である。
【００７４】
シャッター操作受付部３９０は、ユーザにより行われるシャッターボタン１２１の押下操作を受け付ける操作受付部であり、受け付けられた操作内容をフォーカス制御部３５０に出力する。具体的には、シャッターボタン１２１の半押し操作または全押し操作が行われた場合には、フォーカス制御部３５０により最適なフォーカス制御が行われる。また、シャッターボタン１２１の全押し操作が行われた場合には、そのフォーカス制御が行われ、この全押し操作の際に撮像部３１０により生成された撮像画像が記録デバイス１１６（図１に示す）に記録される。
【００７５】
［コンティニュアスＡＦモード設定時におけるフォーカスレンズの遷移例］
図４は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００においてコンティニュアスＡＦモードが設定されている場合におけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す図である。図４（ａ）には、撮像装置１００と、被写体との距離（被写体距離）が略一定である場合におけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す。図４（ｂ）には、被写体距離が変化する場合におけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す。
【００７６】
なお、図４（ａ）および（ｂ）では、縦軸をフォーカスレンズ２２１の位置（光軸方向における位置）を示す軸とし、横軸を時間軸として、フォーカスレンズ２２１の遷移例を示す。また、図４（ａ）および（ｂ）では、ＡＦ評価値を取得する際におけるフォーカスレンズ２２１の遷移を実線で示し、ＡＦ処理の開始点に移動する際におけるフォーカスレンズ２２１の遷移を点線で示す。
【００７７】
ここで、コントラストＡＦの特性について説明する。コントラストＡＦは、撮像画像に含まれる特定領域（ＡＦ領域）において、このＡＦ領域内の画像の空間周波数の高周波成分を抽出し、この高周波成分の輝度差分（ＡＦ評価値）に基づいて合焦位置を検出する方法である。すなわち、その抽出された高周波成分の輝度差分が最も大きくなる位置にフォーカスレンズを移動させることにより、フォーカスが合った撮像画像を生成することができる。
【００７８】
また、コントラストＡＦを撮像システム１０に用いることにより、構成部品を少なくすることができ、小型化および低コスト化を実現することができる。ここで、交換レンズ方式の撮像システムでは、交換レンズおよび撮像装置（カメラ本体）を組み合わせた際におけるフランジバックの長さの誤差を起因としてＡＦ精度が劣化することが想定される。しかしながら、コントラストＡＦを用いることにより、フランジバックの長さの誤差を起因とするＡＦ精度の劣化を抑えることができる。
【００７９】
次に、コントラストＡＦを用いた撮像装置において、動く被写体に対するＡＦ処理を行う場合を想定する。コントラストＡＦを用いた撮像装置では、被写体（注目被写体）の位置を中心にしてその前後の所定範囲（フォーカスレンズ移動範囲）内においてフォーカスレンズを移動させる必要がある。例えば、図４（ａ）に示すように、被写体距離が略一定である場合には、フォーカスレンズを移動させる範囲（フォーカスレンズ移動範囲）を略一定としてＡＦ処理を行うことができる。
【００８０】
しかしながら、動く被写体に対するＡＦ処理（コンティニュアスＡＦ）では、変化する被写体の位置を示す輝度差分（ＡＦ評価値）の最大値を追い続ける必要がある。このため、シャッターボタンの半押し操作が行われている間、フォーカスレンズを移動させ続ける必要がある。例えば、図４（ｂ）に示すように、被写体距離が変化する場合には、被写体が光軸方向に移動しているため、この移動に合わせてフォーカスレンズ移動範囲を変化させながらＡＦ処理を行う必要がある。
【００８１】
ここで、フォーカスレンズ移動範囲を設定する場合には、動いている被写体に対してその被写体の移動速度の検出誤差を考慮しながら確実に被写体を捕捉することが可能なフォーカスレンズ移動範囲を設定することが好ましい。ただし、被写体が静止している場合には、フォーカスレンズを動かさないということも考えられる。
【００８２】
しかしながら、コントラストＡＦにおいて、フォーカスレンズを完全に停止させると、シャッターボタンの全押し時の時点ではフォーカスレンズを前後に移動させてＡＦ処理を行う必要があるため、レスポンスが極端に悪くなるおそれがある。また、動体の移動速度を正確に予測することは困難であると想定される。そこで、被写体の速度が分からない場合でも、所定のフォーカスレンズ移動範囲でＡＦ処理を行い続けることが好ましい。
【００８３】
ここで、表示部３８０に表示されるスルー画像の視認性について説明する。上述したように、被写体の速度が分からない場合でも、所定のフォーカスレンズ移動範囲でフォーカスレンズを移動させることが好ましいが、フォーカスレンズを移動させる場合には、フォーカスレンズの移動に応じて撮像倍率が変更される。このため、この変更に応じて表示部３８０に表示されるスルー画像が拡大または縮小される。
【００８４】
例えば、表示部３８０に表示されるスルー画像の拡大または縮小が微小である場合には、スルー画像に与える影響が少ない。しかしながら、撮像倍率の変化率が比較的大きい場合には、スルー画像の拡大または縮小が大きくなり、ユーザが被写体を確認する際に、スルー画像を見難くなるおそれがある。そこで、本発明の第１の実施の形態では、一定条件を満たす場合には、撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定することにより、表示部３８０に表示されるスルー画像の視認性を向上させ、長時間見ることの不快感を低減させる。
【００８５】
［フォーカスレンズの位置とこの位置におけるＡＦ評価値との関係例］
図５は、本発明の第１の実施の形態におけるフォーカスレンズ２２１の位置とこの位置において算出されるＡＦ評価値（コントラスト）との関係例を示す図である。図５（ａ）および（ｂ）では、縦軸をＡＦ評価値（コントラスト）を示す軸とし、横軸をフォーカスレンズ２２１の位置を示す軸とする。図５（ａ）に示すように、例えば、合焦となる被写体が存在する場合には、フォーカスレンズ２２１の位置に対するＡＦ評価値は曲線Ｋ１を描く。
【００８６】
図５（ａ）に示す例では、曲線Ｋ１におけるピーク位置Ｐ１が、評価値生成部３３０により生成された撮像画像のコントラスト値が最大の位置となる。すなわち、ピーク位置Ｐ１が合焦位置（ジャスピン）となる。
【００８７】
ここで、ＡＦ処理について説明する。ＡＦ処理は、シャッターボタン１２１の半押し操作または全押し操作が行われた場合に行われる。このＡＦ処理において、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示す点線（コントラスト情報の取得を開始する位置への移動）および実線（コントラスト情報の取得動作）を組み合わせた１つの動作（１回のＡＦ処理）が繰り返し行われる。この１回のＡＦ処理を実行する毎に、レンズから被写体までの距離（被写体距離）を捕えることが可能である。すなわち、被写体距離をａとし、レンズから撮像素子１１１に結像される像までの距離をｂとし、レンズの焦点距離をｆとする場合には、次の式１が成り立つ。
（１／ａ）＋（１／ｂ）＝１／ｆ    …  式１
【００８８】
この式１により、被写体距離ａ＝１／（（１／ｆ）−（１／ｂ））を求めることができる。また、ＡＦ処理を繰り返すことにより、被写体距離の変化を取得することができる。このようして取得された被写体距離の変化（距離変化情報）に基づいて、被写体の速度（光軸方向における速度）を算出することができる（被写体速度予測処理）。具体的には、被写体距離の変化量（被写体の移動量）をＤＣ１とし、被写体距離が取得された時刻の間隔をｔとする場合に、各時刻における被写体の速度（被写体速度Ｖ）は、次の式２により求めることができる。
Ｖ＝ＤＣ１／ｔ    …  式２
【００８９】
すなわち、被写体距離の変化量ＤＣ１を、被写体距離が取得された時刻の間隔ｔで除算することにより被写体速度Ｖを算出することができる。なお、シャッターボタン１２１が半押しされている間は、ＡＦ処理が繰り返し行われる。
【００９０】
図５（ｂ）には、ＡＦ処理において、フォーカスレンズ２２１を移動させる範囲の一例（フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１）を示す。フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１は、焦点深度φに基づいて算出されたフォーカスレンズ移動範囲である。
【００９１】
ここで、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１を用いたＡＦ処理が行われる場合は、被写体速度Ｖが算出されなかった場合、被写体速度Ｖが閾値ｔｈＶ未満である場合、または、前回のＡＦ処理において被写体の捕捉に失敗していない場合である。すなわち、コンティニュアスＡＦモードが設定されている場合において、一定条件を満たす場合（被写体の移動速度が遅い場合や被写体が停止している場合）には、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１を用いたＡＦ処理が行われる。なお、閾値ｔｈＶは、例えば、人が歩く速度と同程度の値とすることができる。例えば、閾値ｔｈＶとして、０．５乃至１．０ｍ／ｓを用いることができる。
【００９２】
例えば、前回に比較的狭いフォーカスレンズ移動範囲が設定された場合には、このフォーカスレンズ移動範囲を用いて行われたＡＦ処理において被写体の捕捉に失敗することも想定される。このため、前回のＡＦ処理において被写体の捕捉に失敗した場合には、フォーカスレンズ移動範囲を拡大させてＡＦ処理を行うことが好ましい。例えば、前回のＡＦ処理の結果がローコントラストであった場合には、その時点においてフォーカスレンズが移動可能な範囲の全てをフォーカスレンズ移動範囲とする。一方、至近端側がコントラストのピークであった場合には、その端点から至近側に所定量だけ広げた範囲を今回のフォーカスレンズ移動範囲とする。また、無限端がコントラストのピークであった場合には、その端点から至近側に所定量だけ広げた範囲を今回のフォーカスレンズ移動範囲とする。この場合に、広げ量は固定量とするようにしてもよく、低周波領域のコントラスト情報と高周波領域のコントラスト情報の比を用いて、その比等に応じて調節された量を広げ量とするようにしてもよい。
【００９３】
次に、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１の算出方法について説明する。
【００９４】
最初に、ＡＦ処理の開始時に、フォーカス制御部３５０が、交換レンズ２００のレンズ制御部２６０との間で通信部３６０を介して通信処理を行う。この通信により、レンズ情報保持部２５０に保持されているレンズ情報を、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０およびフォーカス制御部３５０が取得する。ここで、レンズ情報保持部２５０に保持されているレンズ情報は、フォーカスレンズ２２１の位置（フォーカスが合う被写体の位置）と、焦点距離と、絞り値（Ｆ値）と、撮像倍率とを含む。なお、撮像倍率は、焦点距離ｆ、フォーカスレンズ２２１の位置等に応じて変化する。このため、各光学部材の状態（フォーカスレンズ２２１の位置等）に応じた撮像倍率が各状態に関連付けて、レンズ情報としてレンズ情報保持部２５０に保持されている。
【００９５】
なお、レンズ制御部２６０は、モータドライバ２４０から取得される焦点距離ｆ、フォーカスレンズ２２１の位置等のレンズ情報に基づいて、これらの各レンズ情報に対応する撮像倍率をレンズ情報保持部２５０から取得する。そして、レンズ制御部２６０は、取得されたレンズ情報（撮像倍率を含む）を、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０およびフォーカス制御部３５０に通信部３６０を介して送信する。
【００９６】
続いて、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、取得されたレンズ情報に基づいて、レンズの焦点深度φを算出する。ここで、レンズの焦点深度φは、次の式３を用いて算出される。
φ＝Ｆ×δ    …  式３
ここで、Ｆは、絞り値（Ｆ値）であり、δは、撮像素子１１１の許容錯乱円を示す値である。
【００９７】
続いて、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、算出された焦点深度φに基づいてフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１を算出する。このフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１は、コントラストＡＦにおいて、移動する被写体を捕捉するために十分だと仮定される係数と、算出された焦点深度φとに基づいて算出される。具体的には、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、次の式４および式５を用いて、至近側移動範囲Ｒ１Ｎおよび無限側移動範囲Ｒ１Ｆを算出する。ここで、至近側移動範囲Ｒ１Ｎおよび無限側移動範囲Ｒ１Ｆは、被写体が存在すると想定される位置を基準として、至近側および無限側にそれぞれ設定される範囲である。
Ｒ１Ｎ＝ＫＮ×φ    …  式４
Ｒ１Ｆ＝ＫＦ×φ    …  式５
ここで、至近側係数ＫＮおよび無限側係数ＫＦは、コントラストＡＦにおいて、移動する被写体を捕捉するために十分であると仮定される係数である。例えば、至近側係数ＫＮおよび無限側係数ＫＦとして、１乃至２０の範囲内の値を用いることができる。なお、至近側係数ＫＮおよび無限側係数ＫＦを同一の値とするようにしてもよく、それぞれを異なる値とするようにしてもよい。また、至近側係数ＫＮおよび無限側係数ＫＦは、例えば、撮像装置１００が固有値として保持する（例えば、メモリ（ＲＯＭ）１４０に保持）。
【００９８】
このように算出された至近側移動範囲Ｒ１Ｎおよび無限側移動範囲Ｒ１Ｆを用いて、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１を算出する。具体的には、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１は、次の式６により求めることができる。
Ｓｐ＋Ｒ１Ｎ＞ＡＦＲ１＞Ｓｐ−Ｒ１Ｆ    …  式６
ここで、Ｓｐは、注目被写体に合焦すると想定される位置（フォーカスレンズ２２１の位置）を示す。なお、本発明の第１の実施の形態では、フォーカスレンズ２２１の位置は、値が大きいほど至近側とする。
【００９９】
［フォーカスレンズの位置と撮像倍率との関係例］
図６は、本発明の第１の実施の形態におけるフォーカスレンズ２２１の位置とこの位置に対応する撮像倍率との関係例を示す図である。図６（ａ）および（ｂ）では、縦軸を撮像倍率（β）を示す軸とし、横軸をフォーカスレンズ２２１の位置を示す軸とする。なお、原点は、注目被写体に合焦すると想定される位置（フォーカスレンズ２２１の位置）と、この位置に対応する撮像倍率とを示す。なお、図６（ａ）および（ｂ）に示す横軸では、原点から矢印方向への移動は至近側への移動を意味するものとする。
【０１００】
図６（ａ）に示すように、フォーカスレンズ２２１の移動に応じて、撮像倍率が変化する。例えば、フォーカスレンズ２２１の位置がＦＣ１１からＦＣ１２に変化した場合における撮像倍率の変化量をβ１１とし、フォーカスレンズ２２１の位置がＦＣ１３からＦＣ１４に変化した場合における撮像倍率の変化量をβ１２とする。なお、ＦＣ１１からＦＣ１２への変化量と、ＦＣ１３からＦＣ１４への変化量とが同一（変化量Ｈ）であるものとする。この場合には、図６（ａ）に示すように、位置ＦＣ１３からＦＣ１４への変化に対応する撮像倍率の変化量β１２が、位置ＦＣ１１からＦＣ１２への変化に対応する撮像倍率の変化量β１１よりも大きくなる。すなわち、フォーカスレンズ２２１の移動距離が大きくなるほど、その移動量に対する撮像倍率の変化量が大きくなる。また、フォーカスレンズ２２１の移動量に対する撮像倍率が変化すると、この変化に応じて、撮像部３１０により生成される撮像画像の撮像倍率が変更される。すなわち、フォーカスレンズ２２１の移動量に対する撮像倍率の変化量が大きくなると、撮像部３１０により生成される撮像画像の撮像倍率の変化量も大きくなる。このように撮像倍率の変化量が大きくなると、例えば、撮影待機中において、表示部３８０に表示されるスルー画像の倍率の変化量も大きくなり、スルー画像が見難くなることが想定される。この場合には、撮影待機中において、表示部３８０に表示される撮像画像に含まれる被写体をユーザが確認することが困難となり、ユーザが不快に感じるおそれがある。
【０１０１】
そこで、例えば、図５に示す例で算出されたフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１が比較的大きい場合には、撮像倍率の変化量も大きくなるため、撮像倍率の変化量を抑えるようにフォーカスレンズ移動範囲を制限することが好ましい。これにより、撮影待機中において、表示部３８０に表示される撮像画像に含まれる被写体をユーザが確認することが容易となり、ユーザの視認性を向上させることができる。
【０１０２】
そこで、本発明の第１の実施の形態では、撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２を算出する。そして、この算出されたフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２と、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１とを比較して、この比較結果に基づいて、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲを決定する。すなわち、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２およびフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１を比較した結果、狭い方の範囲をフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲとして設定する。以下では、図６（ｂ）を参照して、このように用いられるフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２の算出方法について説明する。
【０１０３】
フォーカスレンズ２２１の位置ＦＣ１における撮像倍率をβ１とし、フォーカスレンズ２２１の位置ＦＣｘにおける撮像倍率をβｘとする。この場合における撮像倍率の変化率ＲＣ１は、次の式７により求めることができる。
ＲＣ１＝｜β１−βｘ｜／β１    …  式７
なお、撮像倍率β１およびβｘは、フォーカス制御部３５０からの送信要求に応じてレンズ制御部２６０から送信される。
【０１０４】
また、位置ＦＣ１からの単調増加または単調減少による変化により、次の式８を満たす最小のβｘを求める。
ＲＣ１＜Ｔｈｂ    …  式８
ここで、Ｔｈｂは、レンズに依存せず一意に規定される閾値であり、例えば、０．１乃至２．０（％）の値とすることができる。すなわち、変化率ＲＣ１の演算時における誤差が想定されるため、閾値Ｔｈｂは比較的小さい値とすることが好ましい。
【０１０５】
また、式８により求められたβｘに対応するフォーカスレンズ２２１の位置をＦＣｘとする場合における撮像倍率に基づく移動範囲をＭａｇｌｉｍとする。この移動範囲Ｍａｇｌｉｍは、次の式９を用いて求めることができる。
Ｍａｇｌｉｍ＝｜ＦＣ１−ＦＣｘ｜    …  式９
【０１０６】
また、Ｒ２Ｎ＝ＭａｇｌｉｍＮ（至近方向への撮像倍率に基づく移動範囲）、Ｒ２Ｆ＝ＭａｇｌｉｍＦ（無限方向への撮像倍率に基づく移動範囲）とする。この場合には、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２は、次の式１０により求めることができる。
Ｓｐ＋Ｒ２Ｎ＞ＡＦＲ２＞Ｓｐ−Ｒ２Ｆ    …  式１０
【０１０７】
このように、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２を算出する。
【０１０８】
ここで、移動範囲Ｍａｇｌｉｍは、至近側および無限側で異なる。このため、式１０に示すように、至近側および無限側のそれぞれの移動範囲Ｍａｇｌｉｍを用いてフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２を算出する以外に、至近側および無限側のうちの最大値のみを代表値として用いるようにしてもよい。すなわち、至近側および無限側のそれぞれの移動範囲Ｍａｇｌｉｍの最大値を代表値ＲＦ１とし、この代表値ＲＦ１を用いてフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２（Ｓｐ＋ＲＦ１＞ＡＦＲ２＞Ｓｐ−ＲＦ１）を算出するようにしてもよい。
【０１０９】
また、照度が低い場合等のように、比較的大きなフォーカスレンズ移動範囲が必要となる場合には、Ｒ２Ｎ＝Ｒ１Ｎ、Ｒ２Ｆ＝Ｒ１Ｆとして、ＡＦ処理の追従性能の悪化を防止するようにしてもよい。
【０１１０】
続いて、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、算出されたフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１およびＡＦＲ２を比較して、この比較結果に基づいて、フォーカスレンズ移動範囲を設定する。すなわち、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０は、算出されたフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１およびＡＦＲ２を比較した結果、小さい範囲をフォーカスレンズ移動範囲として設定する。なお、この例では、ＡＦＲ１およびＡＦＲ２の比較によりフォーカスレンズ移動範囲を設定する例を示すが、至近側毎および無限側毎に比較を行い、この比較結果に基づいて、至近側および無限側のそれぞれにおける小さい範囲を選択するようにしてもよい。
【０１１１】
ここで、フォーカスレンズ移動範囲としてＡＦＲ２が決定された場合には、コントラストＡＦを実行するために最低限必要な移動範囲（ＡＦ最小範囲）Ｒｍｉｎを満たしていないことも想定される。コントラストＡＦでは、フォーカスが合っている付近では、コントラストの変化が緩やかとなり過ぎるため、フォーカスが合っているのか、ローコントラスト被写体であるのかを判断することができないことがある。そこで、この判断を可能とするため、最低限必要な移動範囲ＲｍｉｎＮおよびＲｍｉｎＦだけは、フォーカスレンズを移動させることが必要となる。このため、Ｒ２ＮがＲｍｉｎＮよりも小さい場合、または、Ｒ２ＦがＲｍｉｎＦよりも小さい場合には、次の式１１を用いて求められるフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ３を設定する（ＡＦ最小範囲保障処理）。
Ｓｐ＋ＲｍｉｎＮ＞ＡＦＲ３＞Ａｐ−ＲｍｉｎＦ    …  式１１
なお、最低限必要な移動範囲ＲｍｉｎＮおよびＲｍｉｎＦは、例えば、撮像装置１００が固有値として保持する（例えば、メモリ（ＲＯＭ）１４０に保持）。
【０１１２】
ここで、フォーカスレンズ移動範囲の設定は、至近側および無限側のそれぞれにおいて行うことができるため、例えば、次の式１２に示すフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ４が設定されることもある。
Ｓｐ＋ＲｍｉｎＮ＞ＡＦＲ４＞Ａｐ−Ｒ２Ｆ    …  式１２
【０１１３】
以上では、至近側および無限側のそれぞれを用いてフォーカスレンズ移動範囲を設定する例を示したが、至近側および無限側を分離せずに、代表値を用いてフォーカスレンズ移動範囲を設定するようにしてもよい。例えば、焦点深度に基づく移動範囲Ｒ１については、至近側移動範囲Ｒ１Ｎおよび無限側移動範囲Ｒ１Ｆのうちから広い範囲を選択する。また、撮像倍率に基づく移動範囲Ｒ２については、至近側移動範囲Ｒ２Ｎおよび無限側移動範囲Ｒ２Ｆのうちから狭い範囲を選択する。さらに、最低限必要な移動範囲Ｒについては、至近側移動範囲ＲｍｉｎＮおよび無限側移動範囲ＲｍｉｎＦのうちから広い範囲を選択する。このように選択された各範囲（焦点深度に基づく移動範囲Ｒ１、撮像倍率に基づく移動範囲Ｒ２、最低限必要な移動範囲Ｒ）を代表値として用いて、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０がフォーカスレンズ移動範囲を設定することができる。
【０１１４】
このように設定されたフォーカスレンズ移動範囲内においてフォーカスレンズ２２１を移動させることにより、ＡＦ処理が行われる。すなわち、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０により設定されたフォーカスレンズ移動範囲内においてフォーカスレンズ２２１を移動させる制御信号をフォーカス制御部３５０が通信部３６０を介してレンズ制御部２６０に出力する。これにより、フォーカス制御部３５０がフォーカス制御を行う。
【０１１５】
［コンティニュアスＡＦモード設定時におけるフォーカスレンズの遷移例］
図７は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００においてコンティニュアスＡＦモードが設定されている場合におけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す図である。図７（ａ）および（ｂ）には、撮像装置１００と、被写体との距離（被写体距離）が略一定である場合におけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す。また、点線の直線５００および５１０は、注目被写体に合焦していると想定されるフォーカスレンズ２２１の位置を示す。なお、縦軸および横軸の関係と、実線および点線の関係とについては、図４に示す例と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１１６】
図７（ａ）には、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０によりフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１（焦点深度に基づくフォーカスレンズ移動範囲）が設定された場合おけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す。図７（ｂ）には、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０によりフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２（撮像倍率に基づくフォーカスレンズ移動範囲）が設定された場合おけるフォーカスレンズ２２１の遷移例を示す。
【０１１７】
図７（ｂ）に示すように、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０によりフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２が設定された場合には、フォーカスレンズ２２１の移動量を少なくすることができる。このように、被写体の追従性能を重視したオートフォーカスを実行する場合に、被写体が動作していないと判断した際におけるフォーカスレンズ移動範囲を撮像倍率の変化率によって制限する。これにより、被写体の構図や画角が確認し易くなり、撮像動作時における視認性を向上させることができる。
【０１１８】
また、フォーカスレンズ移動範囲の制限は、撮像倍率を含むレンズ情報を、交換レンズ２００から撮像装置１００に伝達するシステムを備えることにより実現することができる。このため、撮像装置本体との通信機能を備える他の交換レンズに対しても適用することができる。
【０１１９】
［撮像装置の動作例］
次に、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００の動作について図面を参照して説明する。
【０１２０】
図８は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００による撮像画像記録処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。この例では、コンティニュアスＡＦモードが設定されている場合において、撮影待機状態には、表示部３８０にスルー画像が表示される場合を例にして説明する。
【０１２１】
最初に、シャッターボタン１２１の半押し操作が行われたか否かが判断され（ステップＳ９０１）、半押し操作が行われていない場合には、監視を継続して行う。一方、シャッターボタン１２１の半押し操作が行われた場合には（ステップＳ９０１）、ＡＦ処理が行われる（ステップＳ９１０）。このＡＦ処理は、例えば、図４（ａ）および（ｂ）に示す点線（コントラスト情報の取得を開始する位置への移動）および実線（コントラスト情報の取得動作）を組み合わせた１つの動作（１回のＡＦ処理）である。なお、ＡＦ処理については、図９を参照して詳細に説明する。
【０１２２】
続いて、シャッターボタン１２１の全押し操作が行われたか否かが判断され（ステップＳ９０２）、全押し操作が行われていない場合には、シャッターボタン１２１の半押し操作が継続して行われているか否かが判断される（ステップＳ９０３）。シャッターボタン１２１の半押し操作が継続して行われている場合には（ステップＳ９０３）、被写体速度予測処理が行われ（ステップＳ９０４）、ステップＳ９１０に戻る。すなわち、シャッターボタン１２１が半押しされている間は、ＡＦ処理が繰り返し行われる（ステップＳ９１０、Ｓ９０２乃至Ｓ９０４）。
【０１２３】
また、シャッターボタン１２１の全押し操作が行われた場合には（ステップＳ９０２）、被写体速度予測処理が行われ、レリーズラグに相当する時間に被写体が移動する距離（被写体移動距離）が算出される（ステップＳ９０５）。続いて、算出された被写体移動距離に基づいて、フォーカスレンズ２２１の予測位置（目標位置）が算出され、この算出された予測位置に、フォーカスレンズ２２１を移動させる（ステップＳ９０６）。具体的には、次の式１３を用いて、フォーカスレンズ２２１の予測位置ＰＦ１が算出される。
ＰＦ１＝ＣＰ１＋ＭＤ１    …  式１３
ここで、ＣＰ１は、現在の被写体位置（対応するフォーカスレンズ２２１の位置）を示し、ＭＤ１は、被写体移動距離（対応するフォーカスレンズ２２１の移動距離）を示す。
【０１２４】
このように算出されたフォーカスの予測位置ＰＦ１に、フォーカスレンズ２２１を移動させた後に（ステップＳ９０６）、撮像画像の撮像処理および記録処理が行われる（ステップＳ９０７）。
【０１２５】
このように、予測位置ＰＦ１にフォーカスレンズ２２１を移動させた後に、撮像画像の撮像処理および記録処理を行うことにより、記録対象となる撮像画像におけるフォーカス精度を高めることができるため、さらに適切な撮像画像を記録することができる。
【０１２６】
なお、図８では、ＡＦ処理（ステップＳ９１０）の終了毎にシャッターボタン１２１の深押し操作の有無を確認する例を示した。ただし、シャッターボタン１２１の深押し操作の有無を常時監視し、深押しが行われた場合にはその深押しの際にＡＦ処理を終了させ、ステップＳ９０５乃至Ｓ９０７の各処理を行うようにしてもよい。これにより、撮影のレスポンスを非常に速くすることができる。
【０１２７】
図９は、本発明の第１の実施の形態における撮像装置１００による撮像画像記録処理の処理手順のうちのＡＦ処理（図８に示すステップＳ９１０の処理手順）の一例を示すフローチャートである。この処理手順では、ＡＦ処理において、フォーカスレンズ移動範囲を設定してＡＦ動作を実行するまでの流れを示す。
【０１２８】
最初に、ＡＦ処理の開始時に、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０がレンズ情報保持部２５０に保持されているレンズ情報を取得する（ステップＳ９１１）。
【０１２９】
続いて、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、取得されたレンズ情報に基づいて、レンズの焦点深度を算出する（ステップＳ９１２）。ここで、レンズの焦点深度φは、式１を用いて算出される。
【０１３０】
続いて、被写体速度Ｖが算出されたか否かが判断される（ステップＳ９１３）。すなわち、被写体の移動速度を算出することが可能な回数のＡＦ処理が実行されたか否かが判断される。
【０１３１】
被写体速度Ｖが算出されなかった場合には（ステップＳ９１３）、前回のＡＦ処理において被写体の捕捉に失敗したか否かが判断される（ステップＳ９１４）。例えば、前回に比較的狭いフォーカスレンズ移動範囲が設定された場合には、このフォーカスレンズ移動範囲を用いて行われたＡＦ処理において被写体の捕捉に失敗することも想定される。前回のＡＦ処理において被写体の捕捉に失敗した場合には（ステップＳ９１４）、フォーカスレンズ移動範囲を拡大させる拡大処理が行われ（ステップＳ９２２）、ステップＳ９２３に進む。例えば、上述したように、前回のＡＦ処理の結果がローコントラストであった場合には、その時点においてフォーカスレンズが移動可能な範囲の全てをフォーカスレンズ移動範囲とする。一方、至近端側がコントラストのピークであった場合には、その端点から至近側に所定量だけ広げた範囲を今回のフォーカスレンズ移動範囲とする。また、無限端がコントラストのピークであった場合には、その端点から至近側に所定量だけ広げた範囲を今回のフォーカスレンズ移動範囲とする。
【０１３２】
また、前回のＡＦ処理において被写体の捕捉に失敗していない場合には（ステップＳ９１４）、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０がフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１およびＡＦＲ２を算出する（ステップＳ９１５）。ここで、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１は、焦点深度に基づいて算出されるフォーカスレンズ移動範囲である。また、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２は、撮像倍率に基づいて算出されるフォーカスレンズ移動範囲である。
【０１３３】
続いて、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、算出されたフォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１およびＡＦＲ２を比較する（ステップＳ９１６）。この比較の結果、ＡＦＲ２がＡＦＲ１以上である場合には（ステップＳ９１６）、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ１を設定する（ステップＳ９１７）。
【０１３４】
一方、ＡＦＲ１がＡＦＲ２よりも大きい場合には（ステップＳ９１６）、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２を設定する（ステップＳ９１８）。このように、フォーカスレンズ移動範囲（ＡＦ範囲）としてＡＦＲ２が決定された場合には、フォーカスレンズ移動範囲設定部３４０が、ＡＦ最小範囲保障処理を行う（ステップＳ９１９）。すなわち、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ２が、最低限必要な移動範囲Ｒｍｉｎを満たしていない場合には、フォーカスレンズ移動範囲ＡＦＲ３を設定する（ステップＳ９１９）。なお、ステップＳ９１５、Ｓ９１６、Ｓ９１８は、特許請求の範囲に記載の設定手順の一例である。
【０１３５】
また、ＡＦ処理が複数回繰り返し行われ、被写体位置とその取得時刻とを記録しておくことにより、最低２回被写体が捕捉される。これにより被写体速度Ｖが算出される。被写体速度Ｖが算出された場合には（ステップＳ９１３）、被写体速度Ｖが閾値ｔｈＶ未満であるか否かが判断される（ステップＳ９２０）。ここで、焦点深度に対して被写体速度Ｖが極めて小さい場合には（ステップＳ９２０）、フォーカスレンズ移動範囲を充分に狭くすることが可能である。このため、ステップＳ９１５に進む。
【０１３６】
一方、被写体速度Ｖが閾値ｔｈＶ以上である場合には（ステップＳ９２０）、被写体を捕捉可能なフォーカスレンズ移動範囲を設定する（ステップＳ９２１）。例えば、ＡＦ処理が繰り返し行われた場合には、ステップＳ９０４で求めた被写体速度Ｖを用いて、被写体移動分を考慮した次のフォーカスレンズ移動範囲が設定される（例えば、特開２０１０−８６９５号参照。）。
【０１３７】
このように設定されたフォーカスレンズ移動範囲内においてフォーカスレンズ２２１を移動させることにより、ＡＦ処理が行われ（ステップＳ９２３）、ＡＦ処理の動作を終了する。なお、ステップＳ９２３は、特許請求の範囲に記載のフォーカス制御手順の一例である。
【０１３８】
＜２．第２の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態では、着脱式の交換レンズ２００を撮像装置１００に装着する撮像システム１０において、一定条件を満たす場合には撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定する例を示した。ただし、レンズ一体型のデジタルスチルカメラ等の撮像装置についても本発明の第１の実施の形態を適用することができる。そこで、本発明の第２の実施の形態では、レンズ一体型の撮像装置において、一定条件を満たす場合には撮像倍率に基づいてフォーカスレンズ移動範囲を設定する例について説明する。なお、本発明の第２の実施の形態における撮像装置の構成については、図１乃至図３に示す例と略同様である。このため、本発明の第１の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を付して、これらの説明の一部（外観構成、機能構成等）を省略する。
【０１３９】
［撮像装置の内部構成例］
図１０は、本発明の第２の実施の形態における撮像装置８００の内部構成例を示すブロック図である。撮像装置８００は、ズーム位置検出部８１０と、モータドライバ８２０と、レンズ情報保持部８３０と、制御部８４０とを備える。なお、ズーム位置検出部８１０、モータドライバ８２０、レンズ情報保持部８３０および制御部８４０がシステムバス１０１を介して相互に通信可能となるように接続されている。
【０１４０】
ズーム位置検出部８１０は、ユーザによるズーム操作により駆動されたズームレンズ２１１の位置を検出するものであり、検出結果を制御部８４０に出力する。なお、ズーム位置検出部８１０は、図１に示すズーム位置検出部２１２に対応する。
【０１４１】
フォーカスレンズ駆動モータ２２２は、モータドライバ８２０の制御に基づいて、フォーカスレンズ２２１を移動させるものである。絞り駆動モータ２３２は、モータドライバ８２０の制御に基づいて、絞り２３１を駆動するものである。
【０１４２】
モータドライバ８２０は、制御部８４０の制御に基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ２２２および絞り駆動モータ２３２を駆動するドライバである。なお、モータドライバ８２０は、図１に示すモータドライバ２４０に対応する。
【０１４３】
レンズ情報保持部８３０は、光学系を構成する各光学部材（フォーカスレンズ２２１、絞り２３１等）に関する固有の情報を保持するメモリであり、保持されている情報を制御部８４０に供給する。なお、レンズ情報保持部８３０は、図１に示すレンズ情報保持部２５０に対応する。また、固有の情報を他のメモリ（メモリ（ＲＯＭ）１４０等）に保持させるようにしてもよい。
【０１４４】
制御部８４０は、撮像装置１００の各部（光学系を構成する各光学部材を含む）を制御するものである。なお、制御部８４０は、図１に示す制御部１３０およびレンズ制御部２６０に対応する。
【０１４５】
このように、レンズ交換式の撮像装置以外に、レンズ一体型の撮像装置にも、本発明の第１の実施の形態を適用することができるため、コンティニュアスＡＦの改善を幅広く図ることができる。
【０１４６】
また、以上で示したように、本発明の実施の形態によれば、コンティニュアスＡＦモードの設定時において、ＡＦ範囲を最適に設定することができる。この場合に、被写体への追尾性能を十分に保ちながら、ユーザの所望する画角調整や構図の調整を容易にし、撮影時にユーザに与える不快感を軽減することができる。
【０１４７】
また、被写体が停止している場合には、フォーカスレンズ移動範囲を極めて狭くすることができるため、被写体の動き出し判定をさらに高速化することができる。このように、本発明の実施の形態によれば、撮像動作時における視認性を維持して適切なフォーカス制御を行うことができる。
【０１４８】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、本発明の実施の形態において明示したように、本発明の実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１４９】
また、本発明の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（MiniDisc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカード、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等を用いることができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１０      撮像システム
１００、８００  撮像装置
１０１  システムバス
１０２  閃光発光部
１１１  撮像素子
１１２  アナログ信号処理部
１１３  Ａ／Ｄ変換部
１１４  ＤＳＰ
１１５  表示部
１１６  記録デバイス
１１７  垂直ドライバ
１１８  ＴＧ
１２０  操作部
１２１  シャッターボタン
１２２  モードダイヤル
１２３  上下左右操作ボタン
１２４  決定ボタン
１２５  キャンセルボタン
１２６  電源スイッチ
１３０、８４０  制御部
２００  交換レンズ
２１１  ズームレンズ
２１２、８１０  ズーム位置検出部
２２１  フォーカスレンズ
２２２  フォーカスレンズ駆動モータ
２３１  絞り
２３２  絞り駆動モータ
２４０、８２０  モータドライバ
２５０、８３０  レンズ情報保持部
２６０  レンズ制御部
３１０  撮像部
３２０  画像信号処理部
３３０  評価値生成部
３４０  フォーカスレンズ移動範囲設定部
３５０  フォーカス制御部
３６０  通信部
３７０  表示制御部
３８０  表示部
３９０  シャッター操作受付部
【図１】
2011248159.tif 000003
【図２】
2011248159.tif 000004
【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】
2011248159.tif 000009
【図８】
2011248159.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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