(57)【要約】【課題】ズームトラッキング時のトラッキングずれを最適に補正する。【解決手段】被写体距離更新部６７は、ＭＦ速度mf_spdに基づいて被写体距離を更新する。仮想速度決定部６６は、ＡＦ速度af_spdに基づいて、負の最大値assist_fc_maxから正の最大値最大値assist_fc_maxまでの範囲内で動的光学補正量assist_fcを決定する。駆動制御部６９は、ズームトラキング時に、被写体距離に対応するカムカーブと動的光学補正量assist_fcに基づいてフォーカスレンズ５４を駆動する。本発明は、例えば、撮像装置に適用することができる。【選択図】図５
2011150044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザのマニュアルフォーカス操作に応じたフォーカスレンズの移動量であるＭＦ移動量に基づいて、被写体距離を更新する更新手段と、
オートフォーカス処理を行うオートフォーカス処理手段と、
前記オートフォーカス処理によって得られるフォーカスレンズの移動量であるＡＦ移動量に基づいて、所定の範囲内で前記フォーカスレンズの位置の補正量である動的光学補正量を決定する決定手段と、
ズームトラッキング時に、前記被写体距離に対応するカムカーブと前記動的光学補正量に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動させる駆動制御手段と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記所定の範囲は、焦点深度に基づく範囲である
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、マニュアルフォーカス操作の速度が速い場合、前記ズームトラッキング時以外の時にも、前記動的光学補正量に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動させる
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記動的光学補正量と前記被写体距離を保存する保存手段
をさらに備える
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記被写体距離を表示する表示手段
をさらに備える
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記オートフォーカス処理手段は、前記ユーザにより設定された前記撮像装置の動作モードに応じて、前記オートフォーカス処理を行う
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像装置が、
ユーザのマニュアルフォーカス操作に応じたフォーカスレンズの移動量であるＭＦ移動量に基づいて、被写体距離を更新する更新ステップと、
オートフォーカス処理を行うオートフォーカス処理ステップと、
前記オートフォーカス処理によって得られるフォーカスレンズの移動量であるＡＦ移動量に基づいて、所定の範囲内で前記フォーカスレンズの位置の補正量である動的光学補正量を決定する決定ステップと、
ズームトラッキング時に、前記被写体距離に対応するカムカーブと前記動的光学補正量に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動させる駆動制御ステップと
を含む撮像方法。
【請求項８】
コンピュータに、
ユーザのマニュアルフォーカス操作に応じたフォーカスレンズの移動量であるＭＦ移動量に基づいて、被写体距離を更新する更新ステップと、
オートフォーカス処理を行うオートフォーカス処理ステップと、
オートフォーカス処理を行い、前記オートフォーカス処理によって得られるフォーカスレンズの移動量であるＡＦ移動量に基づいて、所定の範囲内で前記フォーカスレンズの位置の補正量である動的光学補正量を決定する決定ステップと、
ズームトラッキング時に、前記被写体距離に対応するカムカーブと前記動的光学補正量に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動させる駆動制御ステップと
を含む処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法、およびプログラムに関し、特に、ズームトラッキング時のトラッキングずれを最適に補正することができるようにした撮像装置、撮像方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置において、マニュアルフォーカス（以下、ＭＦという）動作単独で、ズームトラッキング時にピントずれが焦点深度以下に収まることを、環境温度変化および光学的なレンズの移動の全てのパターンで保証することは極めて困難である。また、このような保証を製造のばらつきも含めたパターンで行うことは、現実にはできない。
【０００３】
従って、従来の撮像装置は、通常の撮影条件下におけるレンズや撮影条件に基づいて計算された固定の光学補正量などを用いて、トラッキングカーブ（遷移カーブ）を補正する。
【０００４】
一方、図１に示すように、広角側（ワイド）側でのフォーカスレンズ位置の誤差は、望遠側（テレ側）になるにしたがって拡大される。また、ワイド側のフォーカスレンズ位置には、温度やレンズの非球面収差などによって僅かに誤差が発生する。従って、ユーザがテレ端とワイド端におけるフォーカスレンズの位置を指定することにより、撮像装置において、それらの位置に対応する被写体距離のカムカーブを滑らかにつないだトラッキングカーブが作成されたとしても、図１に示すように、テレ端とワイド端以外のズーム位置でぼけが発生してしまう。なお、ここでいう被写体距離とは、フォーカスレンズの物点距離である。
【０００５】
また、ユーザが、テレ側でピントを合わせ、ズームアウトする場合、トラッキングずれによって、ワイド側でピントが僅かにずれてしまうことがある。以上のように、ズーム全域でピントが合うことを保証する制御を行うことは難しい。
【０００６】
また、低価格の量産レンズでは、高温時に絞りが開放されている場合や低温時などの悪条件下でズームトラッキング精度を保証することは極めて困難である。
【０００７】
さらに、デジタルカメラの沈胴レンズやＥＮＧレンズなどで動画を撮影する際には、カムカーブ自体の形が単調増減する山の様な形状をしていないことがあり、ズームトラッキング精度を完全に保証できないことがある。
【０００８】
ＭＦ動作の補正手段としては、ＭＦアシストオートフォーカス（以下、オートフォーカスをＡＦという）という、ボタンやリング操作に同期してＭＦ非動作時に、ＡＦ動作によってピントを補正する機能が存在する。しかしながら、この機能は固定焦点距離のピントを保証するもので、ズームトラッキング性能を保証するものではなかった。
【０００９】
また、ＭＦ動作時にもＭＦ動作を優先しながらＡＦ動作を行うことで、ＭＦ動作を邪魔しない撮像装置が提供されているが、液晶パネルやＥＶＦ（Electronic View Finder）などでは、ユーザが、ピントが確実にあっているかどうかを目視しにくいため、ＭＦ操作でピントを確実に合わせることは難しい。
【００１０】
ＭＦ動作とＡＦ動作を行う撮像装置としては、以下のようなものが提案されている。
【００１１】
特許文献１には、焦点評価値を切り替え条件としてＭＦ動作からＡＦ動作へ切り替える機能を有する撮像装置が提案されている。このような撮像装置では、ユーザの意図しない誤動作を生じる可能性がある。また、この撮像装置では、ズーム操作との連携が考慮されておらず、意図的にぼかされている被写体をズームトラッキングする場合に支障が発生する。
【００１２】
特許文献２には、マニュアルフォーカス可能な前玉フォーカスとオートフォーカス用の結像レンズを備え、ＭＦ動作とＡＦ動作を両方行う撮像装置が提案されている。このような撮像装置は、サイズや特性面でのデメリットが多い。
【００１３】
特許文献３には、ユーザがＭＦ操作を行うと、ＡＦ動作によりピント補正を行う撮像装置が提案されている。
【００１４】
特許文献４には、ズーム後に評価値によって自動でＡＦ動作を行うズーム式カメラが提案されている。このズーム式カメラでは、ズームトラッキング時に実効性がなく、想定されないＡＦ動作による操作の支障が起き得る。
【００１５】
なお、一般的に、業務用ビデオカメラでは、低照度やローコントラストの被写体の撮影時のふらつきや、被写体の切り替わりによるふらつき、誤動作によるぼけなどを避けるために、ＭＦ動作が使用されている。
【００１６】
ＡＦ動作は、ＭＦ動作直後のピント合わせにおける瞬時のピント合わせに用いられる場合が多い（例えば、特許文献５参照）。また、セミプロによる撮影や機動性を重んじた業務撮影では、手間や時間をかけた撮影を行うことができないため、ＡＦ動作が用いられる。
【００１７】
以上のように、ズームトラッキング時にズーム全域でピントが合うことを保証する制御を行うことは難しかった。また、ズームトラッキング中にＭＦ操作でユーザがフォーカスレンズ位置を調整し続けることも困難である。
【００１８】
従って、特に、絞り開放から２絞り程度までの範囲では、高精度なフォーカス駆動が要求されるハイビジョンカメラでズームトラッキング撮影を行うことは、難しかった。
【００１９】
よって、ズームトラッキング時のピントを精度良く補正することが望まれている。
【００２０】
そこで、ズームトラッキング時に、焦点の方向（前ピン、後ピン）を判別し、ぼけ方向を打ち消すようにトラッキングカーブを補正する撮像装置が提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００２−１０７６０９号公報
【特許文献２】特開２００５−２２２０３６号公報
【特許文献３】特開２００４−２１２４５９号公報
【特許文献４】特開平５−１１９２４９号公報
【特許文献５】特開平１−１５８８８１号公報
【特許文献６】特開平５−４５５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、特許文献６に記載の撮像装置では、ぼけ方向を打ち消すようにトラッキングずれが補正されるので、意図せずぼけている被写体だけでなく、意図的にぼかしている被写体のピントも補正されてしまう。従って、ズームトラッキング時のトラッキングずれを最適に補正しているとはいえない。
【００２３】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ズームトラッキング時のトラッキングずれを最適に補正することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の一側面の撮像装置は、ユーザのマニュアルフォーカス操作に応じたフォーカスレンズの移動量であるＭＦ移動量に基づいて、被写体距離を更新する更新手段と、オートフォーカス処理を行うオートフォーカス処理手段と、前記オートフォーカス処理によって得られるフォーカスレンズの移動量であるＡＦ移動量に基づいて、所定の範囲内で前記フォーカスレンズの位置の補正量である動的光学補正量を決定する決定手段と、ズームトラッキング時に、前記被写体距離に対応するカムカーブと前記動的光学補正量に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動させる駆動制御手段とを備える撮像装置である。
【００２５】
本発明の一側面の撮像方法およびプログラムは、本発明の一側面の撮像装置に対応する。
【００２６】
本発明の一側面においては、ユーザのマニュアルフォーカス操作に応じたフォーカスレンズの移動量であるＭＦ移動量に基づいて、被写体距離が更新され、オートフォーカス処理が行われ、前記オートフォーカス処理によって得られるフォーカスレンズの移動量であるＡＦ移動量に基づいて、所定の範囲内で前記フォーカスレンズの位置の補正量である動的光学補正量が決定され、ズームトラッキング時に、前記被写体距離に対応するカムカーブと前記動的光学補正量に基づいて、前記フォーカスレンズが駆動される。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明の一側面によれば、ズームトラッキング時のトラッキングずれを最適に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】従来のトラッキングカーブの例を示す図である。
【図２】撮像装置の上面図である。
【図３】撮像装置の正面および裏面を示す図である。
【図４】撮像装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図５】撮像装置の制御部の機能的構成例を示すブロック図である。
【図６】ＭＦアシストＡＦモードの設定画面の例を示す図である。
【図７】ＭＦ処理部における動作モードＭＦ処理を説明するフローチャートである。
【図８】ＡＦ処理部による動作モードＡＦ処理を説明するフローチャートである。
【図９】制御部によるＭＦアシスタントＡＦ処理を説明するフローチャートである。
【図１０】被写体距離の表示例を示す図である。
【図１１】被写体距離の他の表示例を示す図である。
【図１２】Ｆｃリング速度カウンタ処理を詳細に説明するフローチャートである。
【図１３】Ｚｍリング速度カウンタ処理を説明するフローチャートである。
【図１４】仮想速度演算処理の例を説明するフローチャートである。
【図１５】動的光学補正量によるカムカーブの補正範囲を説明する図である。
【図１６】ＭＦリング操作時の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１７】ズームトラッキング時の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１８】トラッキングカーブの例を示す図である。
【図１９】仮想速度演算処理の他の例を説明するフローチャートである。
【図２０】ズームレバー操作時の動作を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
＜一実施の形態＞
［撮像装置の一実施の形態の構成例］
図２および図３は、本発明を適用した撮像装置１０の一実施の形態の外観構成例を示す図である。
【００３０】
なお、以下に記載する方向は、通常の使用状態において、ユーザから見た方向である。従って、撮像装置１０の正面とは、ユーザから見える面であり、撮像装置１０の裏面とは、正面と対向する面であり、撮像装置１０の上面とは、正面および裏面に垂直な上部の面である。
【００３１】
図２は、撮像装置１０の上面図である。また、図３Ａは、撮像装置１０の裏面を示しており、図３Ｂは、撮像装置１０の正面を示している。
【００３２】
図２に示すように、撮像装置１０の本体１１の右側には、撮影時にユーザの手を固定するためのハンズベルト１２が設けられている。また、本体１１の左側には、本体１１を中心として回動可能な液晶パネル１３が設けられている。液晶パネル１３は、不使用時には、本体１１の左側面に設けられた収納部（図示せず）に収納され、使用時には、回動され、本体１１の正面と平行になるように配置される。
【００３３】
図２に示すように、本体１１の上面には、周囲の音声を取得するマイク１４、ズームレンズの駆動を指示するためのズームレバー１５、静止画像の記録を指示するためのフォトキー１６などが設けられている。
【００３４】
また、図２に示すように、本体１１の正面には、ＭＦ操作を指示するためのＭＦリング１７、バッテリを収納するバッテリ収納室１８、ＥＶＦ（Electronic View Finder）１９、動画像の記録を指示するための録画ボタン２０が設けられている。また、図３Ｂに示すように、本体１１の正面には、記録された静止画像や動画像を出力するための画像出力端子２３も設けられている。
【００３５】
図３Ａに示すように、本体１１の裏面には、ストロボ２１と光学レンズ２２が設けられている。
【００３６】
［撮像装置のハードウェア構成例］
図４は、撮像装置１０のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【００３７】
なお、図４では、音声に関するブロックは、本発明とは関係ないので省略しているが、撮像装置１０では、マイク１４により取得された音声が画像とともに記録されたり、図示せぬスピーカから出力されたりする。
【００３８】
図４に示すように、撮像装置１０は、バス４０を介して、モータドライバ４１、タイミングジェネレータ（以下、ＴＧという）４２、デジタル信号処理部４３、操作部４４、制御部４５、メモリ４６、ROM（Read Only Memory）４７、およびRAM（Random Access Memory）４８が接続されることにより構成される。
【００３９】
モータドライバ４１は、制御部４５からの指示にしたがって、ズームレンズアクチュエータ５１を駆動する。ズームレンズアクチュエータ５１は、モータドライバ４１によって駆動され、光学レンズ２２のうちのズームレンズ５２の位置を移動させる。
【００４０】
また、モータドライバ４１は、制御部４５からの指示にしたがって、フォーカスレンズアクチュエータ５３を駆動する。フォーカスレンズアクチュエータ５３は、モータドライバ４１によって駆動され、光学レンズ２２のうちのフォーカスレンズ５４の位置を移動させる。
【００４１】
ＴＧ４２は、制御部４５からの指示にしたがって、撮像素子５５に画像の取り込みタイミングを指示する。撮像素子５５は、CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）、A/D変換回路などにより構成される。撮像素子５５は、ＴＧ４２により指示されたタイミングで、ズームレンズ５２およびフォーカスレンズ５４を介して入力される被写体からの光を光電変換し、アナログ信号である画像信号を取得する。撮像素子５５は、取得された画像信号に対してA/D変換を行い、その結果得られるデジタル信号である画像データをデジタル信号処理部４３に供給する。
【００４２】
デジタル信号処理部４３は、画像データに対して各種のデジタル信号処理を施す。デジタル信号処理部４３は、その結果得られる画像データを液晶パネル１３やＥＶＦ１９に供給し、液晶パネル１３やＥＶＦ１９に撮像画像を表示させる。また、デジタル信号処理部４３は、デジタル信号処理の結果得られる画像データを記録デバイス５６に供給し、記録させる。
【００４３】
操作部４４は、ズームレバー１５、フォトキー１６、ＭＦリング１７、録画ボタン２０などにより構成される。操作部４４は、ユーザからの操作に対応する操作信号を制御部４５に供給する。
【００４４】
制御部４５は、CPU（Central Processing Unit）などにより構成される。制御部４５は、所定のプログラムを実行することにより、操作部４４から供給される操作信号に応じて、各部を制御する。
【００４５】
メモリ４６は、フラッシュメモリなどにより構成され、制御部４５により実行されるプログラムなどを記憶する。ROM４７は、制御部４５により実行されるプログラムやカムカーブなどを記憶する。RAM４８は、制御部４５による処理の結果や途中結果を記憶する。
【００４６】
［撮像装置の機能的構成例］
図５は、撮像装置１０の制御部４５の機能的構成例を示すブロック図である。
【００４７】
図５の制御部４５は、モード設定部６１、Ｆｃリングカウンタ処理部６２、Ｚｍリングカウンタ処理部６３、ＭＦ処理部６４、ＡＦ処理部６５、仮想速度決定部６６、被写体距離更新部６７、動的光学補正量設定部６８、および駆動制御部６９により構成される。
【００４８】
モード設定部６１は、所定の画面におけるユーザの操作部４４の操作に応じて、動作モードを設定する。具体的には、モード設定部６１は、動作モードを、ＡＦ処理のみを行うＡＦモード、ＭＦ処理のみを行うＭＦモード、またはズームトラッキング用のＭＦアシストＡＦ機能を実行するモード(以下、ＭＦアシストＡＦモードという)に設定する。モード設定部６１は、設定された動作モードをＭＦ処理部６４とＡＦ処理部６５に供給する。なお、動作モードとして、ＡＦモードとＭＦアシストＡＦモードの２種類だけが設けられる場合には、動作モードの設定画面において、ＭＦアシストＡＦモードをＭＦモードと表記してもよい。
【００４９】
Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、ＭＦ処理部６４から供給されるＭＦ処理の結果得られるフォーカスレンズ５４の移動量であるＭＦ速度mf_spdに基づいて、RAM４８等に保持されているカウント値assist_cntを更新する。Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、そのカウント値assist_cntを仮想速度決定部６６に供給する。
【００５０】
Ｚｍリングカウンタ処理部６３は、ユーザのズームレバー１５の操作に応じて操作部４４から供給される操作信号に基づいて、RAM４８等に保持されているカウント値zm_cntを更新する。Ｚｍリングカウンタ処理部６３は、そのカウント値zm_cntを仮想速度決定部６６に供給する。
【００５１】
ＭＦ処理部６４は、モード設定部６１から供給される動作モードに応じて、ＭＦリング１７の操作に基づくＭＦ処理を行う。具体的には、ＭＦ処理部６４は、ＭＦリング１７の操作量に対応するフォーカスレンズ５４の移動量を決定する。フォーカスレンズ５４の移動量としては、正の値をとることもできるし、負の値をとることもできる。なお、移動量の正と負は、移動方向を表す。
【００５２】
ＭＦ処理部６４は、ＭＦ処理の結果得られるフォーカスレンズ５４の移動量をＭＦ速度mf_spdとしてＦｃリングカウンタ処理部６２と仮想速度決定部６６に供給する。
【００５３】
ＡＦ処理部６５は、モード設定部６１から供給される動作モードに応じて、ＡＦ処理を行う。ＡＦ処理とは、例えば撮像画像のコントラストの高低によってフォーカスレンズ５４の合焦位置を決定し、現在のフォーカスレンズ５４の位置から合焦位置までのフォーカスレンズ５４の移動量を求める処理である。
【００５４】
より詳細には、ＡＦ処理では、フォーカスレンズ５４が移動されながら撮像画像のコントラスト強度が最大となる位置が検出され、その位置が合焦位置として決定される。そして、現在のフォーカスレンズ５４の位置から合焦位置までのフォーカスレンズ５４の移動量が求められる。
【００５５】
なお、動作モードがＭＦアシストＡＦモードである場合、ＡＦ処理部６５は、ズーム撮影中のＡＦ処理の結果得られるフォーカスレンズの移動量を抑制するように、ＡＦ処理を行う。また、動作モードがＡＦモードである場合、ＡＦ処理部６５は、ズーム撮影中のＡＦ処理の結果得られるフォーカスレンズの移動量が大きくなるように、ＡＦ処理を行う。
【００５６】
このように、ＡＦ処理部６５が、動作モードがＭＦアシストＡＦモードであるか、ＡＦモードであるかによって、ＡＦ処理の結果得られるフォーカスレンズの移動量を抑制したり、強調したりすることで、被写体距離を固定した状態での撮像画像の画質が向上する。
【００５７】
また、合焦位置の決定には、フォーカスレンズ５４の移動量の振幅を削減し、移動速度の加速を制限したウォブリング動作を用いることが好適である。合焦位置を決定するためには、フォーカスレンズ５４を移動させる必要があるが、フォーカスレンズ５４の微小駆動をＡＦ処理停止時にも行い、その微小フォーカスレンズ駆動位置をピント維持位置とは分離して管理することで、ほとんど目視されずに合焦位置を決定することが可能である。従って、撮像装置１０は、フォーカス用のレンズとして、フォーカスレンズ５４だけを備えれば良く、ウォブリングレンズとフォーカスレンズという２つのレンズを備える必要はない。
【００５８】
なお、本明細書では、フォーカスレンズ５４の移動量は、自動的に発生するウォブル動作の振幅分は加算されていないものであり、フォーカスレンズ５４が移動せずにフォーカスレンズ５４の移動量が求められるように記載する。
【００５９】
ＡＦ処理部６５は、ＡＦ処理の結果得られるフォーカスレンズ５４の移動量をＡＦ速度af_spdとして仮想速度決定部６６に供給する。
【００６０】
仮想速度決定部６６は、ＭＦ処理部６４からのＭＦ速度mf_spd、ＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spd、Ｆｃリングカウンタ処理部６２からのカウント値assist_cnt、およびＺｍリングカウンタ処理部６３からのカウント値zm_cntに基づいて、仮想のＭＦ速度と動的光学補正量assist_fcを決定する。仮想速度決定部６６は、仮想のＭＦ速度を被写体距離更新部６７に供給し、動的光学補正量assist_fcを動的光学補正量設定部６８に供給する。
【００６１】
なお、仮想のＭＦ速度とは、被写体距離を更新するかどうかを示す値である。動的光学補正量assist_fcとは、フォーカスレンズ５４の位置の補正量である。
【００６２】
被写体距離更新部６７は、仮想速度決定部６６から供給される仮想のＭＦ速度に応じて、RAM４８等に保存されている被写体距離を、ＭＦ処理部６４から供給されるＭＦ速度mf_spdに対応する被写体距離に更新する。そして、被写体距離更新部６７は、その被写体距離を駆動制御部６９に供給する。また、被写体距離更新部６７は、その被写体距離を、バス４０およびデジタル信号処理部４３を介して液晶パネル１３やＥＶＦ１９に供給し、表示させる。
【００６３】
動的光学補正量設定部６８は、仮想速度決定部６６から供給される動的光学補正量assist_fcを、バス４０を介してRAM４８に供給し、保存させる。また、動的光学補正量設定部６８は、その動的光学補正量を駆動制御部６９に供給する。
【００６４】
駆動制御部６９は、モータドライバ４１を制御し、ＭＦ処理部６４から供給されるＭＦ速度mf_spdだけフォーカスレンズ５４が移動するよう制御する。また、ズームトラッキング時に、駆動制御部６９は、被写体距離更新部６７から供給される被写体距離に対応するカムカーブを、ROM４７などから読み出す。駆動制御部６９は、読み出されたカムカーブから、次のズームレンズ５２の位置に対応するフォーカスレンズ５４の位置を認識する。駆動制御部６９は、モータドライバ４１を制御し、そのフォーカスレンズ５４の位置までの移動量、動的光学補正量設定部６８からの動的光学補正量、および予めROM４７等に記憶されているピント面補正量の和だけ、フォーカスレンズ５４の位置を移動するように制御する。なお、ピント面補正量としては、Ｆナンバ補正量、ＮＤ補正量、温特補正量などがある。
【００６５】
[ＭＦアシストＡＦモードの設定画面の例]
図６は、ＭＦアシストＡＦモードの設定画面の例を示す図である。
【００６６】
図６の設定画面７０では、「ＭＦアシストＡＦ機能を有効にする」というメッセージ、オンボタン７１、オフボタン７２などが表示される。オンボタン７１は、撮像装置１０の動作モードをＭＦアシストＡＦモードに設定するときに操作される。オフボタン７２は、撮像装置１０の動作モードをＭＦアシストＡＦモード以外のモードに設定するときに操作される。なお、図６の設定画面７０は、例えばメニュー画面などで表示の指示を行うことにより表示される。
【００６７】
[撮像装置の処理の説明]
図７は、撮像装置１０のＭＦ処理部６４における動作モードＭＦ処理を説明するフローチャートである。この動作モードＭＦ処理は、例えば、モード設定部６１から動作モードが供給されたとき開始される。
【００６８】
ステップＳ１１において、ＭＦ処理部６４は、モード設定部６１から供給される動作モードがＭＦモードまたはＭＦアシスタントＡＦモードであるかどうかを判定する。ステップＳ１１で動作モードがＭＦモードまたはＭＦアシスタントＡＦモードであると判定された場合、ステップＳ１２において、ＭＦ処理部６４は、ＭＦ処理を行う。ＭＦ処理部６４は、その結果得られるＭＦ速度mf_spdを仮想速度決定部６６に供給する。そして処理は終了する。
【００６９】
一方、ステップＳ１１で動作モードがＭＦモードまたはＭＦアシスタントＡＦモードではないと判定された場合、即ち動作モードがＡＦモードである場合、ステップＳ１３において、ＭＦ処理部６４は、ＭＦ速度mf_spdを０に設定する。そして、ＭＦ処理部６４は、そのＭＦ速度mf_spdを仮想速度決定部６６に供給する。そして処理は終了する。
【００７０】
図８は、撮像装置１０のＡＦ処理部６５による動作モードＡＦ処理を説明するフローチャートである。この動作モードＡＦ処理は、例えば、モード設定部６１から動作モードが供給されたとき開始される。
【００７１】
ステップＳ３１において、ＡＦ処理部６５は、モード設定部６１から供給されるモードがＭＦモードまたはＭＦアシスタントＡＦモードであるかどうかを判定する。ステップＳ３１で動作モードがＭＦモードまたはＭＦアシスタントＡＦモードではないと判定された場合、即ち動作モードがＡＦモードである場合、ステップＳ３２において、ＡＦ処理部６５は、ズーム撮影中のＡＦ処理の結果得られるフォーカスレンズの移動量が大きくなるようにＡＦ処理を行う。そして処理は終了する。
【００７２】
ステップＳ３１で動作モードがＭＦモードまたはＭＦアシスタントＡＦモードであると判定された場合、ステップＳ３３において、ＡＦ処理部６５は、動作モードがＭＦアシスタントＡＦモードであるかどうかを判定する。ステップＳ３３で動作モードがＭＦアシスタントＡＦモードであると判定された場合、ステップＳ３４において、ＡＦ処理部６５は、ズーム撮影中のＡＦ処理の結果得られるフォーカスレンズの移動量を抑制するようにＡＦ処理を行う。そして処理は終了する。
【００７３】
一方、ステップＳ３３で、動作モードがＭＦアシスタントＡＦモードではないと判定された場合、即ち動作モードがＭＦモードであると判定された場合、処理は終了する。即ち、動作モードがＭＦモードである場合、ＡＦ処理部６５はＡＦ処理を行わない。
【００７４】
図７と図８に示したように、動作モードがＭＦアシスタントＡＦモード以外の動作モードである場合、ＭＦ処理とＡＦ処理は排他的に行われるが、動作モードがＭＦアシスタントＡＦモードである場合には、ＭＦ処理とＡＦ処理が同時に行われる。
【００７５】
図９は、撮像装置１０の制御部４５によるＭＦアシスタントＡＦ処理を説明するフローチャートである。このＭＦアシスタントＡＦ処理は、撮像装置１０の動作モードがＭＦアシスタントＡＦモードに設定されたときに、開始される。
【００７６】
ステップＳ５１において、仮想速度決定部６６は、ユーザの操作部４４の操作によって入力された補正モードとＡＦ処理部６５から供給されるＡＦ速度af_spdを、メモリ４６等に保存する。
【００７７】
なお、補正モードとは、ＡＦ処理によってフォーカスを補正する方法を表すモードである。具体的には、補正モードには、時間無制限でピントが合うまでフォーカスレンズ５４の位置を補正する時間無制限モード、所定の時間内でフォーカスレンズ５４の位置を補正する時間制限モード等がある。補正モードは、メニュー画面等においてユーザにより設定されてもよいし、ＡＦ処理の状態によって自動的に設定されてもよい。
【００７８】
ステップＳ５２において、仮想速度決定部６６は、ＭＦ処理部６４から供給されるＭＦ速度mf_spdをメモリ４６等に保存する。
【００７９】
ステップＳ５３において、仮想速度決定部６６は、ズームレンズ５２と絞り（図示せず）の状態に基づいて、現在の焦点深度情報fc_depthを取得する。
【００８０】
ステップＳ５４において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、ＭＦ処理部６４から供給されるＭＦ速度mf_spdに基づいてＦｃリング速度カウンタ処理を行い、Ｚｍリングカウンタ処理部６３は、ユーザのズームレバー１５の操作に応じてＺｍリング速度カウンタ処理を行う。このＦｃリング速度カウンタ処理の詳細は、後述する図１２を参照して説明する。また、Ｚｍリング速度カウンタ処理の詳細は、後述する図１３を参照して説明する。
【００８１】
ステップＳ５５において、仮想速度決定部６６は、焦点深度情報fc_depthに基づいて動的光学補正量の絶対値の最大値assist_fc_maxを求めて保持させる。具体的には、仮想速度決定部６６は、悪条件下での目で認知できるぼけ状態である１深度と、焦点深度情報fc_depthに対して所定の倍率を乗算したもののうちのいずれか大きい方を選択する。ここで選択される値は、悪条件下でのずれを補正可能であり、被写体が推移しない程度に十分小さいことが重要である。従って、１深度に相当する固定値は、製造上の要因により加算などの補正が行われることがある。また、焦点深度情報fc_depthに対する乗算値は、イメージセンサの画素ピッチや画像出力に影響される画像の縮小率により変化することがある。仮想速度決定部６６は、上述したようにして選択されたものと、フォーカスレンズ４２の固定的なばらつきの予測値のうちのいずれか大きい方を選択し、最大値assist_fc_maxとする。そして、仮想速度決定部６６は、最大値assist_fc_maxをRAM４８等に保持させる。
【００８２】
ステップＳ５６において、仮想速度決定部６６は、ＡＦ速度af_spd、ＭＦ速度mf_spd、最大値assist_fc_max、Ｆｃ速度カウンタ処理の結果得られるカウント値assist_cnt、およびＺｍ速度カウンタ処理の結果得られるカウント値zm_cntに基づいて、仮想速度演算処理を行う。この仮想速度演算処理の詳細は、後述する図１４を参照して説明する。
【００８３】
ステップＳ５７において、駆動制御部６９は、モータドライバ４１を制御し、ＭＦ処理部６４から供給されるＭＦ速度mf_spdだけフォーカスレンズ５４を移動させる。なお、このとき、被写体距離更新部６７は、現在の被写体距離にＭＦ速度mf_spdに対応する被写体距離だけ加算した被写体距離を液晶パネル１３等に表示させる。
【００８４】
ステップＳ５８において、駆動制御部６９は、ROM４７等に保存されている被写体距離Fc_distに対応するカムカーブにおいて、次のタイミングのズームレンズ５２の位置に対応するフォーカスレンズ５４の位置とＭＦ速度mf_spdを加算し、駆動位置とする。
【００８５】
ステップＳ５９において、被写体距離更新部６７は、仮想速度決定部６６から仮想速度演算処理の結果供給される仮想のＭＦ速度が０ではないかどうかを判定する。ステップＳ５９で仮想のＭＦ速度が０ではないと判定された場合、ステップＳ６０において、被写体距離更新部６７は、RAM４８等に保存されている被写体距離Fc_distを、ＭＦ速度mf_spdに対応する被写体距離に更新する。そして、被写体距離更新部６７は、更新後の被写体距離を駆動制御部６９に供給し、処理をステップＳ６１に進める。
【００８６】
ステップＳ５９で仮想のＭＦ速度が０であると判定された場合、ステップＳ６０の処理はスキップされ、処理はステップＳ６１に進む。
【００８７】
ステップＳ６１において、駆動制御部６９は、ステップＳ５８で求められた駆動位置に動的光学補正量assist_fcおよびピント面補正量を加算し、その結果得られる駆動位置にフォーカスレンズ５４を移動させる。そして処理は終了する。
【００８８】
［被写体距離の表示例］
図１０および図１１は、図９のステップＳ５７の処理時に表示される被写体距離の表示例を示す図である。
【００８９】
図１０において、液晶パネル１３等の画面１００には、左上部にズーム位置を表すズームバー１０１が配置され、左下部に動作モードを表す情報および被写体距離を表示する表示領域１０２が配置されている。
【００９０】
ズームバー１０１上には、左端をワイド端に対応する位置とし、右端をテレ端に対応する位置としたときのズームレンズ５２の位置に対応する位置にポインタ１０１Ａが表示される。例えば、図１０の左側の例では、ズームレンズ５２がワイド端よりに位置しており、ポインタ１０１Ａは、中央より左側に表示されている。一方、図１０の右側の例では、ズームレンズ５２が中央よりややテレ端よりに位置しており、ポインタ１０１Ａは、中央よりやや右側に表示されている。
【００９１】
また、ズームバー１０１の左端には、ワイド端を表すＷが表示され、右端にはテレ端を表すＴが表示される。このようなズームバー１０１により、ユーザは焦点距離の変化を認識することができる。
【００９２】
図１０に示すように、表示領域１０２には、動作モードを表す情報として、例えばＭＦアシスタントＡＦモードを表す「ＭＦ」が表示される。また、図１０の例では、表示領域１０２に被写体距離として「０．８ｍ」が表示されている。
【００９３】
なお、図１０の例では、ＭＦアシスタントＡＦモードを表す情報として「ＭＦ」が表示されたが、図１１に示すように、表示領域１０２にＭＦアシスタントＡＦモードを表す情報として「ＡＦ」が表示されるようにしてもよい。
【００９４】
図１２は、Ｆｃリングカウンタ処理部６２によるＦｃリング速度カウンタ処理を詳細に説明するフローチャートである。
【００９５】
ステップＳ７１において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、リセットトリガreset_trigを０に設定する。
【００９６】
ステップＳ７２において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、ＭＦリング１７の操作に対応するＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDより大きいかどうかを判定する。ステップＳ７２でＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDより大きいと判定された場合、ステップＳ７３において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、カウント値assist_cntが閾値C_MAX_CNT_1より小さいかどうかを判定する。
【００９７】
ステップＳ７３でカウント値assist_cntが閾値C_MAX_CNT_1より小さいと判定された場合、ステップＳ７４において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、カウント値assist_cntをインクリメントし、処理を終了する。
【００９８】
一方、ステップＳ７３でカウント値assist_cntが閾値C_MAX_CNT_1より小さくはないと判定された場合、処理は終了する。
【００９９】
また、ステップＳ７２でＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDより大きくはないと判定された場合、ステップＳ７５において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、カウント値assist_cntが１であるかどうかを判定する。
【０１００】
ステップＳ７５で、カウント値assist_cntが１であると判定された場合、ステップＳ７６において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、カウント値assist_cntを０に設定し、リセットトリガreset_trigを１に設定する。そして処理は終了する。
【０１０１】
一方、ステップＳ７５で、カウント値assist_cntが１ではないと判定された場合、ステップＳ７７において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、カウント値assist_cntが０より大きい場合、処理はステップＳ７８に進む。
【０１０２】
ステップＳ７８において、Ｆｃリングカウンタ処理部６２は、カウント値assist_cntを１だけデクリメントし、処理を終了する。
【０１０３】
また、ステップＳ７７でカウント値assist_cntが０より大きくはないと判定された場合、即ちステップＳ７７でカウント値assist_cntが０であると判定された場合、処理は終了する。
【０１０４】
以上のように、Ｆｃリング速度カウンタ処理では、ＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDより大きい場合、カウント値assist_cntが閾値C_MAX_CNT_1になるまで１ずつインクリメントされ、カウント値assist_cntが閾値C_MAX_CNT_1になると、その状態が維持される。
【０１０５】
また、ＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPD以下である場合、カウント値assist_cntが１になるまでカウント値assist_cntが１ずつデクリメントされ、カウント値assist_cntが０になると同時に、リセットトリガreset_trigが１になる。その後、リセットトリガreset_trigは０に戻り、カウント値assist_cntは０の状態を維持する。
【０１０６】
図１３は、Ｚｍリング速度カウンタ処理部６３によるＺｍリング速度カウンタ処理を説明するフローチャートである。
【０１０７】
ステップＳ９１において、Ｚｍリング速度カウンタ処理部６３は、ズームレバー１５の操作に対応するズームレンズ５２の移動量であるズーム速度zm_spdが０ではないかどうか、即ちユーザによりズームレバー１５が操作されたかどうかを判定する。
【０１０８】
ステップＳ９１でズーム速度zm_spdが０ではないと判定された場合、ステップＳ９２において、Ｚｍリング速度カウンタ処理部６３は、カウント値zm_cntが閾値C_Max_CNT_2より小さいかどうかを判定する。
【０１０９】
ステップＳ９２でカウント値zm_cntが閾値C_Max_CNT_2より小さいと判定された場合、Ｚｍリング速度カウンタ処理部６３は、カウント値zm_cntを１だけインクリメントし、処理を終了する。
【０１１０】
一方、ステップＳ９２でカウント値zm_cntが閾値C_Max_CNT_2より小さくはないと判定された場合、処理はステップＳ９３をスキップし、終了する。
【０１１１】
また、ステップＳ９１でズーム速度zm_spdが０であると判定された場合、ステップＳ９４において、Ｚｍリング速度カウンタ処理部６３は、カウント値zm_cntが０より大きいかどうかを判定する。
【０１１２】
ステップＳ９４でカウント値zm_cntが０より大きいと判定された場合、ステップＳ９５において、Ｚｍリング速度カウンタ処理部６３は、カウント値zm_cntを１だけデクリメントし、処理を終了する。
【０１１３】
一方、ステップＳ９４でカウント値zm_cntが０より大きくはないと判定された場合、処理はステップＳ９５をスキップし、終了する。
【０１１４】
以上のように、撮像装置１０では、ユーザによりズームレバー１５が操作されたとき、カウント値zm_cntが閾値C_Max_CNT_2になるまで１ずつインクリメントされ、カウント値zm_cntが閾値C_Max_CNT_2になると、その状態が維持される。また、ズームレバー１５が操作されなくなったとき、カウント値zm_cntが０になるまで１ずつデクリメントされ、カウント値zm_cntが０になると、その状態が維持される。
【０１１５】
図１４は、図９のステップＳ５６の仮想速度演算処理の例を説明するフローチャートである。
【０１１６】
ステップＳ１０１において、仮想速度決定部６６は、ＭＦ処理部６４から供給されるＭＦ速度mf_spdが０ではないかどうかを判定する。ステップＳ１０１でＭＦ速度mf_spdが０ではないと判定された場合、ステップＳ１０２において、仮想速度決定部６６は、ＭＦ処理部６４からのＭＦ速度mf_spdにRAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcを加算し、その結果得られる値でＭＦ速度mf_spdを更新する。また、仮想速度決定部６６は、動的光学補正量assist_fcを０に決定し、ＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spdを０に更新する。そして処理はステップＳ１１２に進む。
【０１１７】
一方、ステップＳ１０１でＭＦ速度mf_spdが０であると判定された場合、即ちＭＦリング１７が操作されていない場合、処理はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３において、カウント値assist_cntが０ではないかどうかを判定する。
【０１１８】
ステップＳ１０３でカウント値assist_cntが０ではないと判定された場合、ステップＳ１０４において、仮想速度決定部６６は、補正モードが時間無制限モードであるかどうかを判定する。
【０１１９】
ステップＳ１０４で補正モードが時間無制限モードであると判定された場合、ステップＳ１０５において、仮想速度決定部６６は、RAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcにＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spdを加算し、その結果得られる値を新たな動的光学補正量assist_fcに決定する。また、仮想速度決定部６６は、ＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spdを０に更新する。そして処理はステップＳ１１２に進む。
【０１２０】
一方、ステップＳ１０４で補正モードが時間無制限モードではないと判定された場合、ステップＳ１０６において、仮想速度決定部６６は、ＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spdにRAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcを加算し、その結果得られる値でＡＦ速度af_spdを更新する。また、仮想速度決定部６６は、動的光学補正量assist_fcを０に決定する。そして処理はステップＳ１１２に進む。
【０１２１】
また、ステップＳ１０３でカウント値assist_cntが０であると判定された場合、ステップＳ１０７において、仮想速度決定部６６は、リセットトリガreset_trigが１であるかどうかを判定する。
【０１２２】
ステップＳ１０７でリセットトリガreset_trigが１であると判定された場合、ステップＳ１０８において、仮想速度決定部６６は、ＭＦ処理部６４からのＭＦ速度mf_spdにRAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcを加算し、その結果得られる値でＭＦ速度mf_spdを更新する。また、仮想速度決定部６６は、動的光学補正量assist_fcを０に決定し、ＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spdを０に更新する。そして処理はステップＳ１１２に進む。
【０１２３】
ステップＳ１０７でリセットトリガreset_trigが１ではないと判定された場合、即ち、リセットトリガreset_trigが０である場合、処理はステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９において、仮想速度決定部６６は、カウント値zm_cntが０ではないかどうかを判定する。
【０１２４】
ステップＳ１０９でカウント値zm_cntが０ではないと判定された場合、ステップＳ１１０において、仮想速度決定部６６は、RAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcにＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spdを加算し、その結果得られる値を新たな動的光学補正量assist_fcに決定する。また、仮想速度決定部６６は、ＡＦ処理部６５からのＡＦ速度を０に更新する。そして処理はステップＳ１１２に進む。
【０１２５】
一方、ステップＳ１０９でズームカウント値zm_cntが０であると判定された場合、ステップＳ１１１において、仮想速度決定部６６は、ＡＦ処理部６５からのＡＦ速度af_spdを０に更新し、処理をステップＳ１１６に進める。
【０１２６】
ステップＳ１１２において、仮想速度決定部６６は、ステップＳ１０２，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８、またはＳ１１０で決定された動的光学補正量assist_fcが正の最大値assist_fc_maxより大きいかどうかを判定する。ステップＳ１１１で動的光学補正量assist_fcが正の最大値assist_fc_maxより大きいと判定された場合、ステップＳ１１３において、仮想速度決定部６６は、動的光学補正量assist_fcを正の最大値assist_fc_maxに決定し、その動的光学補正量assist_fcを動的光学補正量設定部６８に供給する。これにより、RAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcが更新される。そして処理はステップＳ１１６に進む。
【０１２７】
ステップＳ１１２において、仮想速度決定部６６は、ステップＳ１０２，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８、またはＳ１１０で決定された動的光学補正量assist_fcが負の最大値assist_fc_maxより小さいかどうかを判定する。ステップＳ１１２で動的光学補正量assist_fcが負の最大値assist_fc_maxより小さいと判定された場合、ステップＳ１１５において、仮想速度決定部６６は、動的光学補正量assist_fcを負の最大値assist_fc_maxに決定し、その動的光学補正量assist_fcを動的光学補正量設定部６８に供給する。これにより、RAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcが更新される。そして処理はステップＳ１１６に進む。
【０１２８】
一方、ステップＳ１１４で、ステップＳ１０２，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８、またはＳ１１０で決定された動的光学補正量assist_fcが負の最大値assist_fc_maxより小さくはないと判定された場合、即ち動的光学補正量assist_fcの絶対値が最大値assist_fc_maxより小さい場合、ステップＳ１０２，Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ１０８、またはＳ１１０で決定された動的光学補正量assist_fcをそのまま動的光学補正量設定部６８に供給する。これにより、RAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcが更新される。そして、処理はステップＳ１１６に進む。
【０１２９】
ステップＳ１１６において、仮想速度決定部６６は、更新後のＭＦ速度mf_spdとＡＦ速度af_spdを加算し、その結果得られる値を仮想のＭＦ速度として被写体距離更新部６７に供給する。そして、処理は図９のステップＳ５６に戻り、ステップＳ５７以降の処理が行われる。
【０１３０】
以上のように、撮像装置１０では、動的光学補正量assist_fcの絶対値が最大値assist_fc_maxより小さくなるように、動的光学補正量assist_fcが決定される。従って、意図的にぼかして撮影された被写体のピントが補正されてしまうことを防止することができる。
【０１３１】
[動的光学補正量による補正範囲の説明]
図１５は、動的光学補正量assist_fcによるカムカーブの補正範囲を説明する図である。
【０１３２】
図１５において、横軸はズームレンズ５２の位置を表しており、縦軸はフォーカスレンズ５４の位置を表している。
【０１３３】
図１５の実線で示すように、ROM４７等に記憶されているカムカーブは、被写体距離ごとに山のような形状で表される。このカムカーブは、ＡＦ処理部６５により求められるＡＦ速度af_spdに基づいて設定される動的光学補正量assist_fcによって、負の最大値assist_fc_maxから正の最大値assist_fc_maxまでの範囲内で補正される。例えば、図１５では、被写体距離が１ｍのカムカーブは、図中点線で表される範囲内で補正される。
【０１３４】
[ＭＦリング操作時の動作]
図１６は、ＭＦリング１７操作時の動作を説明するタイミングチャートである。
【０１３５】
なお、図１６において、横軸は時間を表している。また、図１６では、説明の便宜上、ＡＦ処理部６５により求められるＡＦ速度af_spdについて、更新後のＡＦ速度af_spdに影響する期間のみ図示したが、ＡＦ処理部６５は常にＡＦ処理を行い、ＡＦ速度af_spdを求めている。
【０１３６】
図１６の例では、ズームレバー１５が操作されておらず、ＭＦ処理部６４によって求められるＭＦ速度mf_spdが徐々に上昇して閾値C_RING_SPDを超え、所定の期間一定の速度を保った後、徐々に下降している。
【０１３７】
この場合、図１６に示すように、ＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDを超えると、カウント値assist_cntが０から１ずつインクリメントされ、閾値C_MAX_CNT_1になると、閾値C_MAX_CNT_1のままになる。そして、ＭＦ速度mf_spdが低下し、閾値C_RING_SPD以下になると、カウント値assist_cntは閾値C_MAX_CNT_1から１ずつデクリメントされて０になり、その状態を維持する。
【０１３８】
リセットトリガreset_trigは、カウント値assist_cntがデクリメントされて０になるとき１になるが、それ以外のときには０である。
【０１３９】
仮想のＭＦ速度は、補正モードによらず、ＭＦ速度mf_spdが０になるまで、ＭＦ速度mf_spdと同一である。そして、ＭＦ速度mf_spdが０になってからリセットトリガreset_trigが１になるまでの間、補正モードが時間無制限モードである場合、図中細線で示すように、リセットトリガreset_trigが１になるまで、仮想のＭＦ速度は０になる。一方、補正モードが時間無制限モードではない場合、図中太線で示すように、仮想のＭＦ速度は更新後のＡＦ速度af_spdと同一となる。
【０１４０】
そして、リセットトリガreset_trigが１になったとき、補正モードによらず、仮想のＭＦ速度は、そのときRAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcになり、リセットトリガreset_trigが０に戻ったとき、仮想のＭＦ速度は０になる。
【０１４１】
更新後のＡＦ速度af_spdは、補正モードによらず、ＭＦ速度mf_spdが０になるまで０になる。そして、ＭＦ速度mf_spdが０になってからリセットトリガreset_trigが１になるまでの間、補正モードが時間無制限モードである場合、図中細線で示すように、更新後のＡＦ速度af_spdは０のままである。一方、補正モードが時間無制限モードではない場合、図中太線で示すように、更新後のＡＦ速度は、更新前のＡＦ処理部６５により求められたＡＦ速度af_spdとなる。その後、補正モードによらず、更新後のＡＦ速度af_spdは０になる。
【０１４２】
RAM４８等に保存されている動的光学補正量assist_fcは、補正モードによらず、ＭＦ速度mf_spdが０になるまで０になる。そして、ＭＦ速度mf_spdが０になってからリセットトリガreset_trigが１になるまでの間、補正モードが時間無制限モードである場合、図中細線で示すように、動的光学補正量assist_fcは、負の最大値assist_fc_maxから正の最大値assist_fc_maxまでの範囲内で更新前のＡＦ速度af_spdずつ増加する。一方、補正モードが時間無制限モードではない場合、図中太線で示すように、動的光学補正量assist_fcは０になる。その後、補正モードによらず、動的光学補正量assist_fcは０になる。
【０１４３】
以上のように、ズームレバー１５が操作されておらず、更新前のＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDを超える場合、補正モードによらず、更新前のＭＦ速度mf_spdが０ではない場合にのみ、仮想のＭＦ速度および更新前のＭＦ速度mf_spdが０ではない。従って、この場合、ＭＦ速度mf_spdが０ではない間、即ちＭＦリング１７が操作されている間だけ、被写体距離Fc_distが更新される。
【０１４４】
また、ＭＦ速度mf_spdが０ではない場合、動的光学補正量assist_fcは０であり、動的光学補正量assist_fcによる補正が行われない。従って、ユーザは、ＭＦリング１７の操作時に操作とフォーカスレンズ５４の移動が異なることによる違和感を感じない。
【０１４５】
さらに、補正モードが時間無制限モードである場合、ＭＦ速度mf_spdが０になってからリセットトリガreset_trigが１になるまでの間、動的光学補正量assist_fcが０ではない。従って、補正モードが時間無制限モードである場合には、ＭＦリング１７の操作が停止した後、リセットトリガreset_trigが１になるまでの間、動的光学補正量assist_fcによってフォーカスレンズ５４の位置が補正される。
【０１４６】
なお、リセットトリガreset_trigが１になったとき、更新後の被写体距離Fc_distが表示されるようにしてもよい。
【０１４７】
また、図１６の場合とは異なり、ＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDを超えない場合、即ち、ユーザがＭＦリング１７をゆっくり操作する場合、カウント値assist_cntは０のままであるので、リセットトリガreset_trigが１になることはない。従って、補正モードが時間無制限モードである場合であっても、動的光学補正量assist_fcによるフォーカスレンズ５４の位置の補正は行われない。
【０１４８】
これに対して、図１６に示したように、ＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDを超える、つまり、ユーザがＭＦリング１７を速く操作する場合、動的光学補正量assist_fcによるフォーカスレンズ５４の位置の補正が行われる。従って、ユーザがＭＦリング１７を無造作に速く操作した場合であっても、精度良くピントをあわせることができる。
【０１４９】
［ズームレバー操作時の動作の説明］
図１７は、ズームレバー１５操作時、即ちズームトラッキング時の動作を説明するタイミングチャートである。
【０１５０】
なお、図１７において、横軸は時間を表している。また、図１７の例では、ＭＦリング１７が操作されておらず、ズーム速度zm_spdが徐々に上昇し、所定の期間一定の速度を保った後、徐々に下降している。
【０１５１】
この場合、図１７に示すように、ズーム速度zm_spdが０を超えると、カウント値zm_cntが０から１ずつインクリメントされ、閾値C_MAX_CNT_2になると、閾値C_MAX_CNT_2のままになる。そして、ズーム速度zm_spdが低下して０になると、カウント値zm_cntは閾値C_MAX_CNT_2から１ずつデクリメントされて０になり、その状態を維持する。仮想のＭＦ速度および更新後のＡＦ速度af_spdは常に０になる。
【０１５２】
また、動的光学補正量assist_fcは、カウント値zm_cntが０ではない場合、負の最大値assist_fc_maxから正の最大値assist_fc_maxまでの範囲内で更新前のＡＦ速度af_spdずつ増加する。一方、カウント値zm_cntが０である場合、動的光学補正量assist_fcは、現在の状態を維持する。
【０１５３】
以上のように、ＭＦリング１７が操作されていないズームトラッキング時には、仮想のＭＦ速度は、常に０となる。従って、このとき、被写体距離Fc_distの更新は行われない。
【０１５４】
また、このとき、動的光学補正量assist_fcは０ではなく、動的光学補正量assist_fcによるフォーカスレンズ５４の位置の補正が行われる。これにより、光学補正量のばらつき、非球面レンズの製造のばらつきによるピント位置ばらつき、ワイド端での焦点距離のばらつき、環境変化などにしたがって発生するトラッキングずれが補正される。その結果、高温時に絞りが開放されている場合や低温時などの悪条件下であっても、ズームトラッキングを高精度に行うことができる。また、トラッキングずれが補正されるので、非球面レンズの製造時にばらつきが減るように工夫する必要がなく、製造が容易である。
【０１５５】
また、ズーム速度zm_spdが０である場合、動的光学補正量assist_fcは現在の状態を維持するので、画質に影響があるフォーカスレンズ５４の位置のふらつきを抑制することができる。
【０１５６】
なお、上述した説明では、ズームレバー１５が操作されていない場合、動的光学補正量assist_fcによるフォーカスレンズ５４の位置の補正が行われないようにしたが、ズームレバー１５の操作の終了後所定の時間だけ動的光学補正量assist_fcによる補正が行われるようにしてもよい。
【０１５７】
［トラッキングカーブの例］
図１８は、トラッキングカーブの例を示す図である。
【０１５８】
図１８に示すように、トラッキングカーブは、動的光学補正量assist_fcに基づいて、被写体距離Fc_distに対応するカムカーブに対して、負の最大値assist_fc_maxから正の最大値assist_fc_maxまでの範囲内で補正されることにより得られる。
【０１５９】
なお、上述した説明では、仮想のＭＦ速度が０ではない場合、常に被写体距離Fc_distが更新されるようにしたが、現在の被写体距離と、更新後の被写体距離の整合性があるときにだけ、被写体距離Fc_distを更新するようにしてもよい。具体的には、テレ側からワイド側にズームレンズ５２が移動された場合に、テレ側での被写体距離が、ワイド側での被写体距離から１深度前後の距離の範囲内にある場合、ワイド側で被写体距離を更新しないようにしてもよい。なお、この場合、被写体距離Fc_distの更新時に、そのときのズームレンズ５２の位置も記憶しておく必要がある。
【０１６０】
[仮想速度演算処理の他の例]
図１９は、図９のステップＳ５６の仮想速度演算処理の他の例を説明するフローチャートである。
【０１６１】
図１９の仮想速度演算処理では、ＭＦ速度mf_spd、カウント値assist_cnt、およびリセットトリガreset_trigが０である場合、カウント値zm_cntの値によらず、動的光学補正量assist_fcが更新される。
【０１６２】
即ち、図１９のステップＳ１３１乃至Ｓ１３８の処理は、図１４のステップＳ１０１乃至Ｓ１０８と同様であるが、ステップＳ１３７でリセットトリガreset_trigが１ではないと判定された場合、図１４のステップＳ１０９の処理は行われず、図１４のステップＳ１１０の処理と同一のステップＳ１３９の処理が行われる。ステップＳ１４０乃至Ｓ１４４の処理は、図１４のステップＳ１１２乃至Ｓ１１６の処理と同一である。
【０１６３】
図２０は、図１９の仮想速度演算処理が行われる場合のズームレバー１５操作時の動作を説明するタイミングチャートである。
【０１６４】
図２０に示すように、図１９の仮想速度演算処理が行われる場合、動的光学補正量assist_fcは、ＡＦ速度af_spdによって常に更新される。
【０１６５】
以上のように、撮像装置１０は、ＭＦ速度mf_spdに基づいて被写体距離を更新し、ＡＦ速度af_spdに基づいて、負の最大値assist_fc_maxから正の最大値最大値assist_fc_maxまでの範囲内で動的光学補正量assist_fcを決定し、ズームトラキング時に、被写体距離に対応するカムカーブと動的光学補正量assist_fcに基づいてフォーカスレンズ５４を駆動する。従って、ユーザの意図したぼけを補正することなく、ズームトラッキング時のトラッキングずれを補正することができる。よって、ズームトラッキング時のトラッキングずれを最適に補正することができる。
【０１６６】
また、撮像装置１０では、ＭＦリング１７が操作されたときにのみ被写体距離が更新されるので、ユーザがテレ側でＭＦリング１７を操作した後、ズームレンズ５２をワイド側に移動することにより、より正確に被写体距離を設定可能なテレ側で設定された被写体距離がワイド側でも保持される。その結果、高精度にズームトラッキング時のピントを維持することができる。
【０１６７】
なお、上述した説明では、ＭＦ速度mf_spdが閾値C_RING_SPDを超える場合に動的光学補正量assist_fcによる補正が行われるようにしたが、動的光学補正量assist_fcによる補正をするかしないかを決定する撮像装置１０の状態は、これに限定されない。例えば、ＭＦリング１７の操作後にもぼけが生じていた場合に、動的光学補正量assist_fcによる補正をするか、または、しないようにしてもよい。動的光学補正量assist_fcによる補正をするかしないかを決定する撮像装置１０の状態として何を選択するかは、撮像装置１０のユーザとして、一般ユーザを想定するか、プロのカメラマンを想定するか等によって異なる。
【０１６８】
また、本発明は、ズームレバー１５を操作したときだけでなく、マクロ機能がオフされたときやシーンセレクション時等にも適用することができる。
【０１６９】
[撮像装置の現状]
なお、以下に、撮像装置の現状について説明する。
【０１７０】
現在、業務用のビデオカメラでは、信頼性などの面から主にＭＦモードが使用され、民生用ビデオカメラでは、主にＡＦモードが使用されている。
【０１７１】
しかしながら、ＡＦ処理には被写体を認識する機能が無いためＡＦ処理は万能とは言えず、金網など手前にある被写体にピントが合う場合がある。従って、民生用ビデオカメラでもＭＦモードは必須の機能となっている。
【０１７２】
ポータブルな業務用ビデオカメラでは、液晶パネルや液晶ビューファインダが小型であるため、ＭＦ操作だけでハイビジョン解像度の撮像画像におけるピントを合わせることは、絞りの条件によっては必ずしも容易ではない。
【０１７３】
また、ＭＦ動作は、被写体の出入りによらないフォーカスの固定や、ズームトラッキングなどで効果を発揮する。しかしながら、ビデオカメラがハイビジョン用ビデオカメラになったことで、許容錯乱円のサイズに比例して、動画のズームトラッキング性能への要求精度が上がってきており、この要求にＭＦ動作だけで応じることは困難である。
【０１７４】
一方、トラッキングのずれを補正するフランジバック調整は、ズームレンズとフォーカスレンズの組み付けなどを補償するための工程であるが、その工程を用いても補償に限界がある。
【０１７５】
即ち、調整のばらつき、温度変化、メカ的な変形による経時変化、絞りなどの各種条件下でのレンズ特性のばらつきなどによって、完全にはピントずれが補償できない。また、沈胴レンズや複雑なメカ的な構造を持ったレンズなどでは、カムカーブ自体の形状が複雑化する可能性が高い、などといったレンズ種別毎の固有の問題によっても補償は困難である。
【０１７６】
特に、温度変化に対しては、対策が無い場合もある。一般に、イメージセンサ近辺の温度＞レンズ内部の温度＞レンズ外部の温度となり、これらの温度は一定の勾配を有する。しかしながら、レンズの温上が十分である状態で、レンズが風通しの良い場所などで冷やされた場合には、レンズの外部の温度よりもレンズ内部の温度が冷えにくいために、レンズ内部の温度＞イメージセンサ近辺の温度＞＞レンズ外部の温度となり、温度分布自体も温度に対して一意な温度分布とはならず、大きな乖離が発生する場合もある。レンズ内部の温度はレンズとレンズ間の距離（レンズも膨張する）を表すファクタであるが、温度センサが１つであった場合、検知温度とレンズ内部の温度が乖離している可能性があり、実際には、電源投入後しばらく、精度の良いトラッキングをできないことが多い。
【０１７７】
このような事実上対策がない問題だけでなく、トラッキング自体の性能の問題も解決が困難である。
【０１７８】
トラッキングの不良は、絞りが開放でズームレンズがワイド端近辺にある場合に問題になることが多く、×２絞り程度絞る必要があることも多い。ズーム位置に対しての距離精度はテレ側の方があるが、テレ側でピントを合わせてズームレンズをワイド側に移動させると、ピントがわずかばかりにずれていることがある。これは、テレ側での被写体距離に対して与えられるフォーカスストロークが長く、ワイド側の無限遠から２ｍ前後までの被写体距離に与えられるフォーカスストロークが極端に短いため、テレ側でのピント合わせによる被写体距離の誤差は相殺されるが、短いストロークの中に複数の距離の被写体が同時に撮影されるワイド側では、製造上のばらつきが顕著に見られることに原因がある。×２絞り程度絞る必要がある理由は、絞りを開放近辺にしてぼけ味を強調している場合にワイド側で製造上のばらつきが顕著であるだけでなく、絞りの製造ばらつきの影響を受けるためである。
【０１７９】
インナーフォーカスレンズでは、ワイド側のフォーカスストロークが、テレ側に比べてズームレンズの倍率の２乗に反比例するように減少する。従って、ワイド側では、焦点の合う被写体距離が小さくなり、被写体距離の誤差が強調されてしまう。よって、ワイド側でのトラッキング精度を補償することは難しい。
【０１８０】
以下に、具体的な例を示す。
【０１８１】
以下の例では、フォーカスレンズの焦点深度がフォーカスレンズの移動距離換算で１０μであるものとし、調整精度は、傾向オフセットを除き、ばらつきの１σ＝３μ以下であるものとする。
【０１８２】
温度変化に対する特性のばらつきは、特性の大きさ自体の誤差と製造精度によるものである。これらは、フォーカスレンズのストロークに対しての分解能が低く、温度変化に対して素性が良い構成である程良い。温度変化に対する特性のばらつきとしては、５〜１０μ程度が想定される。
【０１８３】
レンズの経時変化に関する因子としては、想定された位置にレンズがあり、正常に初期化される場合と、そうではない場合の２つのケースについて考えなくてはならない。
【０１８４】
正常に初期化されない場合の要因としては、以下の２点が考えられる。
【０１８５】
１．フォーカスレンズの高速、大トルクでの衝突によるもの
２．メカ的な破損によるもの
【０１８６】
上記２の点についてはどうしようもないが、１の点については避けることができる。例えば、フォーカスレンズやズームレンズとしてリセットセンサや概略の位置がわかる位置センサを用いることにより避けることができる。この場合、停止状態ではあまりレンズは動かないので、停止前まで位置が正常にバックアップ（記録）されていれば、位置が不定であるために意図的に低速や高速でレンズを動かさなくてはならない可能性は低い。
【０１８７】
これに対して、フォーカスレンズやズームレンズとしてリニアレンズが用いられる場合には、レンズは磁力により保持されているので、保持力が無い無通電状態でレンズはどの位置にでも移動しうる。そのため、不定の位置から高速にレンズを復帰しなくてはならず、所定時間内にレンズが、リセット端に移動しない場合には、高速にレンズを移動して、初期化時間を短縮せざるを得ず、特に大質量かつ長ストロークのレンズで結果としてメカ的な変形を作りうる。
【０１８８】
しかしながら、メカ的な変形がメカ端の変形だけの場合には、リセットセンサを使うことや、ＭＲセンサをμステップ駆動することで、絶対相で動作させて端の位置をずらさないことができる。但し、レンズの稼動台自体の変形やメカ的なヒスやガタの余裕の変化に関しては対処出来る仕様がない。
【０１８９】
メカ的な変形によるばらつきは、軽量なレンズでは小さいと見積もられるが、質量が重い業務用レンズなどでは、大きく見積もられる可能性が高い。また、このばらつきは、想定以上に大きい場合もある。
【０１９０】
これらの結果から、最悪条件で目視可能な精度として１０μの要求精度があると仮定される処理に対して、
温度変化ワーストで、                  5〜10μ
＋  調整ばらつき最大                    3〜10μ
＋  （経時的な）メカ変形                0〜10μ
＋  （製造誤差による）中間ピント位置ずれ                5〜10μ
＋  各種絞り下でのピント位置バラつき  2〜10μ
となる。
【０１９１】
これらの加算により、製造のばらつきや環境変化に対して、完全にトラッキングの精度を保証するのは困難であることがわかる。従って、ワイド端でのトラッキングの精度は、温度に対して良好な条件下で、製造ばらつきの中央のレンズで行われた場合に補償されるものであり、製造のワースト、各種環境下では、量産型レンズにおいてワイド端でのトラッキング精度の補償は完全にはできない目算であることがわかる。また、大きなばらつきを許容する設計が行われると、画質は劣化する。
【０１９２】
この問題は、ＡＦ動作を主体として使用し、フォーカスを固定する為にＭＦ動作を用いる場合が多い業務用のレンズで指摘される問題である。マクロ機能のオフ時に関しても同様に、ワイド側での80cm近傍の位置の誤差が、高温下などでぼけとして検知される場合がある。
【０１９３】
ＡＦ撮影がほとんどで、絞りの制御を意図通りに使えない、民生用のレンズではあまり問題にならないが、誤差がある程度あることを前提にして補正制御することは有効な対策の１つである。
【０１９４】
以上のように、トラッキングの精度を完全に補償することは困難であるが、求められている重要な課題である。トラッキングの予測により、ＡＦ動作に要求する応答性や予想されない移動量を削減することはＡＦ動作のズームトラッキング時の性能を大きく引き上げる。また、ＭＦ処理に対して補正動作を行うことで、高速なズームトラッキング時においてもぼけを発生させず、ピントの維持が可能となる。
【０１９５】
なお、本明細書において、プログラム記録媒体に格納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。
【０１９６】
また、本発明の実施の形態は、上述した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種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９７】
１０  撮像装置，  １３  液晶パネル，  ４５  制御部，  ４８  RAM，  ６５  ＡＦ処理部，  ６６  仮想速度決定部，  ６７  被写体距離更新部，  ６９  駆動制御部
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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