(57)【要約】【課題】マニュアルフォーカスの際に滑らかなフォーカス状態の変化を実現可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置（２０）は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する焦点検出手段（２０４）と、撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御手段（２０７）とを有し、制御手段は、焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御とを行うことが可能であり、制御手段は、マニュアルフォーカス制御におけるフォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内である場合、オートフォーカス制御を行う。【選択図】図１４
2019207383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記焦点検出手段により検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御と、を行うことが可能であり、
前記制御手段は、前記マニュアルフォーカス制御における前記フォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内である場合、前記オートフォーカス制御を行うことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記フォーカスレンズの速度に関する前記変化量は、前記操作手段の速度の変化量、前記フォーカスレンズの速度の変化量、または、前記デフォーカス量の変化量であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記焦点検出手段は、複数の焦点検出領域のそれぞれにおいて前記デフォーカス量を検出し、
前記制御手段は、前記複数の焦点検出領域のそれぞれにおいて検出された前記デフォーカス量に基づいて、遠近競合被写体が存在するか否かを判定し、
前記遠近競合被写体が存在するか否かに応じて、前記マニュアルフォーカス制御から前記オートフォーカス制御への移行条件を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
焦点検出領域のサイズが第１のサイズであり、かつ前記フォーカスレンズの速度に関する前記変化量が前記所定の範囲を超えて減少した場合、前記マニュアルフォーカス制御から前記オートフォーカス制御へ移行し、
焦点検出領域のサイズが前記第１のサイズより小さい第２のサイズであり、かつ前記フォーカスレンズの速度に関する前記変化量が前記所定の範囲内である場合、前記マニュアルフォーカス制御から前記オートフォーカス制御へ移行することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
焦点検出領域のサイズが第１のサイズであり、かつ前記フォーカスレンズの速度に関する前記変化量が前記所定の範囲を超えて減少した場合、前記マニュアルフォーカス制御から前記オートフォーカス制御へ移行し、
焦点検出領域のサイズが前記第１のサイズより小さい第２のサイズであり、かつ前記デフォーカス量が所定の深度の範囲内である場合、前記マニュアルフォーカス制御から前記オートフォーカス制御へ移行することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項６】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
前記デフォーカス量に基づいて前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御手段と、
前記デフォーカス量の履歴を記憶する記憶手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記デフォーカス量の履歴の変化に基づいて、被写体が合焦方向に動いているか否かを判定し、
前記被写体が前記合焦方向に動いているか否かに基づいて、前記フォーカスレンズを制御する際の制御パラメータを変更することを特徴とする制御装置。
【請求項７】
前記制御パラメータは、前記デフォーカス量に基づく前記フォーカスレンズの制御を実行するか停止するかを決定するための前記デフォーカス量の閾値を含み、
前記制御手段は、
前記被写体が前記合焦方向に動いていない場合、前記デフォーカス量の閾値として第一の閾値を設定し、
前記被写体が前記合焦方向に動いている場合、前記デフォーカス量の閾値として、前記第一の閾値よりも小さい第二の閾値を設定することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記被写体が前記合焦方向に動いている場合、前記デフォーカス量の閾値を焦点深度に相当する値以下に設定することを特徴とする請求項６または７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記制御パラメータは、前記フォーカスレンズの速度を含み、
前記制御手段は、
前記被写体が前記合焦方向に動いていない場合、前記フォーカスレンズの速度として第一の速度を設定し、
前記被写体が前記合焦方向に動いている場合、前記フォーカスレンズの速度として、前記第一の速度よりも遅い第二の速度を設定することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記制御パラメータは、前記フォーカスレンズの駆動方向を含み、
前記制御手段は、前記被写体が前記合焦方向に動いている場合、前記フォーカスレンズの前記駆動方向が前記被写体の移動方向と一致しない場合、前記デフォーカス量に基づく前記フォーカスレンズの制御を停止することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記デフォーカス量が所定期間の間、減少し続けている場合、前記被写体が前記合焦方向に動いていると判定することを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御を行っている場合、前記被写体が動いているか否かに基づく前記制御パラメータの変更を行わないことを特徴とする請求項６乃至１１のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、
前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記焦点検出手段により検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御と、を行うことが可能であり、
前記制御手段は、
前記操作手段を介した前記ユーザの操作がない場合、第一のデフォーカス量閾値を設定し、
前記操作手段を介した前記ユーザの操作がある場合、前記第一のデフォーカス量閾値よりも大きい第二のデフォーカス量閾値を設定することを特徴とする制御装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、焦点深度に基づいて前記第一のデフォーカス量閾値を設定することを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、
所定の条件に基づいて、被写体の視認性が良好であるか否かを判定し、
前記視認性が良好であると判定した場合、前記第二のデフォーカス量閾値を設定し、
前記視認性が良好でないと判定した場合、前記第二のデフォーカス量閾値よりも大きい第三のデフォーカス量閾値を設定することを特徴とする請求項１３または１４に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記所定の条件は、焦点距離を含み、
前記制御手段は、前記焦点距離が所定の焦点距離よりも短い場合、前記視認性が良好でないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記所定の条件は、絞り値を含み、
前記制御手段は、前記絞り値が所定の絞り値よりも大きい場合、前記視認性が良好でないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記所定の条件は、被写体距離を含み、
前記制御手段は、前記被写体距離が所定の被写体距離よりも長い場合、前記視認性が良好でないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項１９】
前記所定の条件は、被写界深度を含み、
前記制御手段は、前記被写界深度が所定の被写界深度よりも深い場合、前記視認性が良好でないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２０】
前記所定の条件は、撮像素子のゲインを含み、
前記制御手段は、前記ゲインが所定のゲインよりも高い場合、前記視認性が良好でないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２１】
前記所定の条件は、被写体領域のＳ／Ｎ比を含み、
前記制御手段は、前記被写体領域のＳ／Ｎ比が所定のＳ／Ｎ比よりも低い場合、前記視認性が良好でないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２２】
前記所定の条件は、被写体領域のコントラストを含み、
前記制御手段は、前記被写体領域のコントラストが所定のコントラストよりも低い場合、前記視認性が良好でないと判定することを特徴とする請求項１５に記載の制御装置。
【請求項２３】
前記制御手段は、前記第二のデフォーカス量閾値または前記第三のデフォーカス量閾値を設定した場合、合焦状態になるまで前記第二のデフォーカス量閾値または前記第三のデフォーカス量閾値を変更しないことを特徴とする請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２４】
前記制御手段は、
所定の判定条件に基づいて被写体が変更されたか否かを判定し、
前記被写体が変更された場合、前記第一のデフォーカス量閾値よりも大きい第四のデフォーカス量閾値を設定することを特徴とする請求項１３乃至２３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２５】
前記所定の判定条件は、パンニングを含み、
前記制御手段は、前記パンニングを検知した場合、前記被写体が変更されたと判定することを特徴とする請求項２４に記載の制御装置。
【請求項２６】
前記所定の判定条件は、ＡＦ枠の移動を含み、
前記制御手段は、前記ＡＦ枠の移動を検知した場合、前記被写体が変更されたと判定することを特徴とする請求項２４または２５に記載の制御装置。
【請求項２７】
前記所定の判定条件は、ズーム操作を含み、
前記制御手段は、前記ズーム操作を検知した場合、前記被写体が変更されたと判定することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２８】
撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、
請求項１乃至２７のいずれか１項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２９】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する検出ステップと、
前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記制御ステップにおいて、前記検出ステップで検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御と、を行うことが可能であり、
前記制御ステップにおいて、前記マニュアルフォーカス制御における前記フォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内である場合、前記オートフォーカス制御を行うことを特徴とするプログラム。
【請求項３０】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する検出ステップと、
前記デフォーカス量に基づいて前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記制御ステップにおいて、
記憶手段に記憶された前記デフォーカス量の履歴の変化に基づいて、被写体が合焦方向に動いているか否かを判定し、
前記被写体が前記合焦方向に動いているか否かに基づいて、前記フォーカスレンズを制御する際の制御パラメータを変更することを特徴とするプログラム。
【請求項３１】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する検出ステップと、
前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御ステップと、をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記制御ステップにおいて、前記検出ステップで検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御と、を行うことが可能であり、
前記制御ステップにおいて、
前記操作手段を介した前記ユーザの操作がない場合、第一のデフォーカス量閾値を設定し、
前記操作手段を介した前記ユーザの操作がある場合、前記第一のデフォーカス量閾値よりも大きい第二のデフォーカス量閾値を設定することを特徴とするプログラム。
【請求項３２】
請求項２９乃至３１のいずれか１項に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節制御を行う制御装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マニュアルフォーカスの際にフォーカスレンズの停止位置が合焦位置からずれている場合、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる撮像装置がある。特許文献１には、マニュアルフォーカスの際に、フォーカスレンズの駆動中に複数の位置でコントラスト評価値を取得して合焦位置を算出する撮像装置が開示されている。特許文献１に開示された撮像装置は、フォーカスレンズの停止位置が合焦位置から所定範囲ずれている場合、フォーカスレンズを合焦位置に移動させる。
【０００３】
また従来、複数の被写体が混在するシーンにおいて、ユーザの意図に沿った被写体に合焦させる撮像装置がある。特許文献２には、オートフォーカスモード実行中におけるマニュアルフォーカス手段からのフォーカスレンズ群の移動方向を指示するフォーカス位置変更指令に基づいて、フォーカスレンズを合焦位置に移動さる撮像装置が開示されている。特許文献３には、フォーカスレンズの移動により実現されるピント状態の変化（フォーカス状態の変化）を滑らかな状態で維持するため、マニュアルフォーカスの際にフォーカスレンズの減速を検知してオートフォーカスに切り替える撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５５９２１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０４７５号公報
【特許文献３】特開２０１６−２１８１６１号公報
【特許文献４】特開２０１４−２２２２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置では、フォーカスレンズの駆動停止後にフォーカスレンズ群を合焦位置へ移動させるため、一旦停止動作が発生する。この停止動作が発生することにより、滑らかなフォーカス状態の変化での撮影を行うことが難しい。
【０００６】
特許文献２に開示された撮像装置では、ユーザの意図と異なる被写体に合焦動作を行った場合、ユーザのマニュアルフォーカス動作により意図した被写体に合焦することは可能になる。しかしながら、フォーカスレンズ群の駆動速度がマニュアルフォーカス動作の度に変動してしまう。このため、特許文献１と同様に、滑らかなフォーカス状態の変化での撮影を行うことが難しい。
【０００７】
特許文献３に開示された撮像装置では、視認性の悪い被写体や被写界深度が深い被写体など合焦位置の特定が困難である場合、合焦位置を通り越す可能性や合焦位置から離れた位置で減速を開始する可能性があり、フォーカス状態の変化が不安定になるシーンがある。
【０００８】
特に動画撮影においては滑らかなフォーカス状態の変化や安定したフォーカス状態の変化での撮影が求められるが、従来技術には上述の課題があり、更なる改善が求められている。
【０００９】
そこで本発明は、マニュアルフォーカスの際に滑らかなフォーカス状態の変化を実現可能な制御装置、撮像装置、プログラム、および、記憶媒体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】
【００１０】
本発明の一側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記焦点検出手段により検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御とを行うことが可能であり、前記制御手段は、前記マニュアルフォーカス制御における前記フォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内である場合、前記オートフォーカス制御を行う。
【００１１】
本発明の他の側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、前記デフォーカス量に基づいて前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御手段と、前記デフォーカス量の履歴を記憶する記憶手段とを有し、前記制御手段は、前記デフォーカス量の履歴の変化に基づいて、被写体が合焦方向に動いているか否かを判定し、前記被写体が前記合焦方向に動いているか否かに基づいて、前記フォーカスレンズを制御する際の制御パラメータを変更する。
【００１２】
本発明の他の側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記焦点検出手段により検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御とを行うことが可能であり、前記制御手段は、前記操作手段を介した前記ユーザの操作がない場合、第一のデフォーカス量閾値を設定し、前記操作手段を介した前記ユーザの操作がある場合、前記第一のデフォーカス量閾値よりも大きい第二のデフォーカス量閾値を設定する。
【００１３】
本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、前記制御装置とを有する。
【００１４】
本発明の他の側面としてのプログラムは、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する検出ステップと、前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記制御ステップにおいて、前記検出ステップで検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御とを行うことが可能であり、前記制御ステップにおいて、前記マニュアルフォーカス制御における前記フォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内である場合、前記オートフォーカス制御を行う。
【００１５】
本発明の他の側面としてのプログラムは、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する検出ステップと、前記デフォーカス量に基づいて前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記制御ステップにおいて、記憶手段に記憶された前記デフォーカス量の履歴の変化に基づいて、被写体が合焦方向に動いているか否かを判定し、前記被写体が前記合焦方向に動いているか否かに基づいて、前記フォーカスレンズを制御する際の制御パラメータを変更する。
【００１６】
本発明の他の側面としてのプログラムは、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する検出ステップと、前記撮像光学系のフォーカスレンズを制御する制御ステップとをコンピュータに実行させるプログラムであって、前記制御ステップにおいて、前記検出ステップで検出された前記デフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御と、を行うことが可能であり、前記制御ステップにおいて、前記操作手段を介した前記ユーザの操作がない場合、第一のデフォーカス量閾値を設定し、前記操作手段を介した前記ユーザの操作がある場合、前記第一のデフォーカス量閾値よりも大きい第二のデフォーカス量閾値を設定する。
【００１７】
本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。
【００１８】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マニュアルフォーカスの際に滑らかなフォーカス状態の変化を実現可能な制御装置、撮像装置、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】各実施形態における撮像装置のブロック図である。
【図２】各実施形態における撮像面位相差ＡＦ方式用の撮像素子の画素構成図である。
【図３】各実施形態における相関演算の説明図である。
【図４】各実施形態における像信号の波形例のグラフである。
【図５】各実施形態における相関量の波形例のグラフである。
【図６】各実施形態における相関変化量の波形例のグラフである。
【図７】各実施形態におけるピントずれ量の説明図である。
【図８】各実施形態における２像一致度の算出方法の説明図である。
【図９】各実施形態におけるデフォーカス量の算出を示すフローチャートである。
【図１０】各実施形態におけるＡＦ制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】各実施形態における連続モードの駆動処理を示すフローチャートである。
【図１２】各実施形態における連続モードのレンズ駆動処理を示すフローチャートである。
【図１３】各実施形態における安定モードの駆動処理を示すフローチャートである。
【図１４】第１実施形態におけるＡＦＭＦ判定処理を示すフローチャートである。
【図１５】各実施形態における画面表示例の模式図である。
【図１６】第１実施形態における遠近競合判定処理の説明図である。
【図１７】第１実施形態における遠近競合判定処理を示すフローチャートである。
【図１８】各実施形態における速度変化算出処理の説明図である。
【図１９】第１実施形態における速度変化算出処理を示すフローチャートである。
【図２０】第１実施形態におけるＭＦ操作→ＡＦ開始閾値設定処理を示すフローチャートである。
【図２１】第１実施形態におけるデフォーカス量閾値の説明図である。
【図２２】第１実施形態におけるＡＦ駆動→ＡＦ停止閾値設定処理を示すフローチャートである。
【図２３】第１実施形態におけるレンズ駆動設定処理を示すフローチャートである。
【図２４】第１実施形態における被写体状態判定処理を示すフローチャートである。
【図２５】第１実施形態におけるＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理を示すフローチャートである。
【図２６】第１実施形態において被写体が動体でないと判定される場合の模式図である。
【図２７】第１実施形態において被写体が動体であると判定される場合の模式図である。
【図２８】第２実施形態におけるＡＦＭＦ判定処理を示すフローチャートである。
【図２９】第２実施形態における速度変化算出処理を示すフローチャートである。
【図３０】第３実施形態におけるレンズ駆動設定処理を示すフローチャートである。
【図３１】第３実施形態における変形例としてのレンズ駆動設定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
＜撮像装置の構成＞
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態における撮像装置１００について説明する。図１は、撮像装置１００のブロック図である。本実施形態の撮像装置１００は、カメラ本体（撮像装置本体）２０と、カメラ本体２０に着脱可能なレンズユニット（レンズ装置）１０とを備えたレンズ交換式カメラである。ただし本発明は、これに限定されるものではなく、カメラ本体２０とレンズユニット１０とが一体的に構成された撮像装置（レンズ括り付け（レンズ一体型）カメラ）であってもよい。
【００２３】
撮像装置１００において、レンズユニット１０はレンズユニット１０の全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６を有し、カメラ本体２０はカメラ本体２０の全体の動作を統括制御するカメラ制御部２０７を有する。レンズ制御部１０６とカメラ制御部２０７は、通信により情報を互いにやり取りする。
【００２４】
レンズユニット１０は、固定レンズ１０１、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、レンズ制御部１０６、および、レンズ操作部１０７を備えている。固定レンズ１０１、絞り１０２、および、フォーカスレンズ１０３は、撮像光学系を構成する。固定レンズ１０１は、固定された複数のレンズを有する第１レンズ群である。絞り１０２は、絞り駆動部１０４により駆動され、後述する撮像素子２０１への入射光量を調節する。フォーカスレンズ１０３は、フォーカスレンズ駆動部１０５により駆動され、撮像素子２０１に結像される焦点の調節を行う。なお、ズーム用の第２レンズ群を撮像光学系に設けてもよい。
【００２５】
絞り駆動部１０４およびフォーカスレンズ駆動部１０５は、レンズ制御部１０６により制御され、絞り１０２の開口量（開口径）やフォーカスレンズ１０３の位置を変更する。ユーザがレンズ操作部１０７を操作すると、レンズ制御部１０６は、ユーザの操作に基づいて絞り駆動部１０４およびフォーカスレンズ駆動部１０５を制御する。またレンズ制御部１０６は、カメラ本体２０に設けられたカメラ制御部２０７から受信した制御命令や制御情報に応じて絞り駆動部１０４およびフォーカスレンズ駆動部１０５を制御し、制御に係る情報（レンズ制御情報）をカメラ制御部２０７に送信する。
【００２６】
カメラ本体２０は、レンズユニット１０の撮像光学系（固定レンズ１０１、絞り１０２、および、フォーカスレンズ１０３）を通過した光束から撮像信号を取得する。カメラ本体２０は、撮像素子２０１、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）／ＡＧＣ（自動利得制御）回路２０２、カメラ信号処理部２０３、および、ＡＦ信号処理部２０４を備えている。またカメラ本体２０は、表示部２０５、記録部２０６、カメラ制御部２０７、カメラ操作部２０８、および、タイミングジェネレータ２０９を備えている。
【００２７】
本実施形態において、ＡＦ信号処理部（焦点検出手段）２０４は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する。カメラ制御部（制御手段）２０７は、ＡＦ信号処理部２０４により検出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０３を制御する（オートフォーカス制御を行う）。また本実施形態において、ＡＦ信号処理部２０４およびカメラ制御部２０７により制御装置が構成される。
【００２８】
撮像素子２０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像センサであり、撮像光学系を通過した光束を受光面上で結像し、フォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換する（撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する）。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部２０７の指令に従い、タイミングジェネレータ２０９からの駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子２０１から順次読み出される。
【００２９】
図２は、撮像面位相差ＡＦ方式用の撮像素子２０１の画素構成図である。図２に示されるように、撮像素子２０１は、撮像面位相差ＡＦを行うため、１つの画素に２つのフォトダイオードを有する。すなわち、画素２０１ａはフォトダイオードＲＡ、ＲＢ、画素２０１ｂはフォトダイオードＧｒＡ、ＧｒＢ、画素２０１ｃはフォトダイオードＧｂＡ、ＧｂＢ、画素２０１ｄはフォトダイオードＢＡ、ＢＢを有する。
【００３０】
なお、図２は、撮像素子２０１の受光面の一部を表している。撮像素子２０１の各画素において、レンズユニット１０の撮像光学系からの光束がマイクロレンズで分離され、２つのフォトダイオードで結像されることで、撮像信号およびＡＦ信号が生成される。これら２つのフォトダイオードの信号を加算した信号（信号Ａ＋Ｂ）が撮像信号であり、個々のフォトダイオードの信号（信号Ａ、信号Ｂ）が撮像面位相差ＡＦ方式用の２つの像信号（ＡＦ信号）である。ＡＦ信号に基づいて、後述するＡＦ信号処理部２０４で２つの像信号に対して相関演算が行われ、像ずれ量や各種信頼性情報が算出される。
【００３１】
図１に示されるように、撮像素子２０１から読み出された撮像信号およびＡＦ信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２においてサンプリングおよびゲイン調整処理が行われ、撮像信号はカメラ信号処理部２０３に、ＡＦ信号はＡＦ信号処理部２０４にそれぞれ出力される。
【００３２】
カメラ信号処理部２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力された撮像信号に対して各種の画像処理を施すことにより、映像信号を生成する。表示部２０５は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等により構成される表示装置であり、カメラ信号処理部２０３から出力された映像信号を撮像画像として表示する。記録部２０６は、カメラ信号処理部２０３からの映像信号を磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記憶媒体に記録する。
【００３３】
ＡＦ信号処理部（焦点検出手段）２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から出力されたＡＦ用の２つの像信号に対して相関演算を行い、デフォーカス量、デフォーカス方向、および、信頼性情報を算出する。信頼性情報は、デフォーカス量の信頼性、二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、および、キズ情報等を含むが、これらに限定されるものではない。ＡＦ信号処理部２０４は、算出したデフォーカス量、デフォーカス方向、および、信頼性情報をカメラ制御部２０７へ出力する。一方、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス量、デフォーカス方向および信頼性情報に基づいて、これらを算出するための設定の変更をＡＦ信号処理部２０４に通知する。なお、相関演算の詳細については、図３乃至図９を参照して後述する。
【００３４】
本実施形態は、撮像信号およびＡＦ用の２つの像信号の計３つの信号を撮像素子２０１から取り出しているが、これに限定されるものではない。撮像素子２０１の負荷を考慮し、例えば撮像信号およびＡＦ用の１つの像信号の計２つを取り出し、ＡＦ信号処理部２０４等において撮像信号とＡＦ信号の差分を取ることで、他の１つのＡＦ用の像信号を生成してもよい。
【００３５】
カメラ制御部２０７は、カメラ本体２０の各部と情報をやり取りして各種制御を行う。またカメラ制御部２０７は、カメラ操作部２０８に対するユーザの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、記録の開始、ＡＦ制御の開始、および、記録映像の確認等の様々なカメラ機能を実行する。またカメラ制御部２０７は、前述のようにレンズユニット１０のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、レンズユニット１０に係る制御命令および制御情報を送り、またレンズユニット１０に関する様々な情報を取得する。
【００３６】
なお、詳細は後述するが、カメラ制御部２０７は、第一のモードおよび第二のモードを実行することが可能である。第一のモードにおいて、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３を駆動させ、自動で被写体に合焦制御（オートフォーカス制御）を続ける。第二のモードにおいて、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量が所定の深度内かつ信頼性（信頼性情報）が高い場合、フォーカスレンズ１０３を停止させる。また第二のモードにおいて、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量が所定の深度外または信頼性が低い場合、デフォーカス量および信頼性に基づいてフォーカスレンズ１０３を合焦駆動または停止させる。
【００３７】
ここで、合焦動作の際、カメラ制御部２０７がレンズ制御部１０６に制御信号を送り、それに応じてレンズ制御部１０６がフォーカスレンズ駆動部１０５を制御することにより、合焦動作が行われる。このため、以下、カメラ制御部２０７がフォーカスレンズ１０３を駆動するという場合、カメラ制御部２０７は、レンズ制御部１０６およびフォーカスレンズ駆動部１０５を介してフォーカスレンズ１０３の駆動を制御する。
【００３８】
次に、図３乃至図９を参照して、ＡＦ信号処理部２０４で行われる相関演算について説明する。図３は、相関演算の説明図であり、焦点検出処理で取り扱う測距範囲（焦点検出範囲）として像信号を取得する領域の一例を示している。図３は、撮像素子２０１の画素アレイ上の測距範囲を示し、撮像素子２０１の画素アレイ３０１、測距エリア（焦点検出領域）３０２、および、相関演算に必要なシフト領域３０３を示す。また図３は、測距エリア３０２とシフト領域３０３とを合わせた領域であって、相関演算を行う為に必要な領域３０４を示す。図３中のｐ、ｑ、ｓ、ｔはそれぞれｘ軸方向の座標を表し、座標ｐからｑは領域３０４を表し、座標ｓからｔは測距エリア３０２を表す。
【００３９】
図４は、像信号の波形例のグラフであり、図３で設定した測距エリア３０２から取得された２つの像信号（ＡＦ信号）の波形の一例を示している。図４において、座標ｓからｔが測距エリア３０２に係る測距範囲を表し、ｐからｑがシフト領域３０４に係るシフト量を踏まえた測距演算に必要な範囲である。
【００４０】
図４（Ａ）は、シフト前の像信号の波形を表した図であり、実線４０１が像信号Ａに係る波形、破線４０２が像信号Ｂに係る波形である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示すシフト前の像信号Ａ、Ｂに係る波形をプラス方向にシフトさせた図である。また、図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に示すシフト前の像信号Ａ、Ｂに係る波形をマイナス方向にシフトさせた図である。本実施形態における相関演算は、像信号Ａと像信号Ｂとの間の相関量を算出する際に、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示される矢印の方向に像信号Ａ、Ｂに係る波形４０１、４０２を１ビットずつシフトする。
【００４１】
続いて、相関量ＣＯＲの算出法について説明する。まず、図４（Ｂ）、（Ｃ）を参照して説明したように、像信号Ａと像信号Ｂとを１ビットずつシフトしていき、そのときの像信号Ａと像信号Ｂの差の絶対値の和を算出する。このとき、シフト量をｉで表すと、最小シフト量は図４中のｐ−ｓであり、最大シフト量は図４中のｑ−ｔであるため、シフト量ｉは、（ｐ−ｓ）＜ｉ＜（ｑ−ｔ）の範囲にある。また、測距領域の開始座標をｘとし、測距領域の終了座標をｙとし、ｋ＝ｘ〜ｙとすると、以下の式（１）によって、シフト量ｉに応じた相関量ＣＯＲ［ｉ］を算出することができる。
【００４２】
【数１】
2019207383.tif 000003
【００４３】
図５は、相関量ＣＯＲの波形例を示すグラフである。グラフの横軸はシフト量ｉであり、縦軸は相関量ＣＯＲである。図５中、符号５０１は相関量波形を示し、符号５０２、５０３は相関量波形５０１の極小値周辺を示している。この中でも相関量ＣＯＲが小さい方ほど、Ａ像とＢ像の一致度が高い。
【００４４】
続いて、相関変化量ΔＣＯＲの算出方法について説明する。まず、図５の相関量波形５０１から、１シフト飛ばしの相関量ＣＯＲの差（すなわち、ＣＯＲ［ｉ−１］−ＣＯＲ［ｉ＋１］）をとることにより、相関変化量ΔＣＯＲを算出する。最小シフト数は図５中のｐ−ｓであり、最大シフト数は図５中のｑ−ｔである。これらを用いて、以下の式（２）により、シフト量ｉに応じた相関変化量ΔＣＯＲ［ｉ］を算出することができる。
【００４５】
【数２】
2019207383.tif 000004
【００４６】
図６は、図５に示される相関量ＣＯＲ（波形５０１）の相関変化量ΔＣＯＲの波形例を示すグラフである。グラフの横軸はシフト量ｉであり、縦軸は相関変化量ΔＣＯＲである。図６中、符号６０１はシフト量ｉに応じた相関変化量ΔＣＯＲの波形を示し、符号６０２、６０３は相関変化量ΔＣＯＲがプラスからマイナスになる周辺を示す。符号６０２で示す相関変化量ΔＣＯＲが０となるときをゼロクロスと呼び、Ａ像とＢ像との一致度が最も高く、その時のシフト量ｉがピントずれ量となる。なお、符号６０３で示す相関変化量ΔＣＯＲが０となるときもゼロクロスと呼び、図６の例では複数のゼロクロスが存在し、この場合については後述する。
【００４７】
図７は、図６中の符号６０２付近の相関変化量ΔＣＯＲの波形６０１を拡大したグラフであり、符号７０１は相関変化量ΔＣＯＲに係る波形６０１の一部分である。これより、ピントずれ量（焦点ずれ量）ＰＲＤの算出法について説明する。
【００４８】
まず、ピントずれ量ＰＲＤは、図７中のゼロクロス（Ｃ点）におけるシフト量ｉの値であり、整数部分βと小数部分αに分けられ、ＰＲＤ＝β＋αである。整数部分βは、図７中よりβ＝ｕ−１である。ここで、ｕは、ゼロクロス（Ｃ点）におけるシフト量ｉの整数部分に１を加えた値である。また、小数部分αは、図７中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥの相似の関係から、以下の式（３）によって算出することができる。
【００４９】
【数３】
2019207383.tif 000005
【００５０】
以上、αとβとの和からピントずれ量ＰＲＤを算出することができる。また、図６のように複数のゼロクロスが存在する場合、ゼロクロスでの相関量変化（図７の例ではＡＤの大きさ）の急峻性ｍａｘｄｅｒ（以下「急峻性」と呼ぶ。）が最も大きな値を有するゼロクロスを第一のゼロクロスとする。この急峻性はＡＦのし易さを示す指標であり、値が大きいほどＡＦし易い点であることを示す。急峻性ｍａｘｄｅｒは、以下の式（４）により算出することができる。
【００５１】
【数４】
2019207383.tif 000006
【００５２】
以上のように、ゼロクロスが複数存在する場合、急峻性を算出し、最も大きい急峻性を有するゼロクロスを第一のゼロクロスとして決定し、第一のゼロクロスについてピントずれ量ＰＲＤを算出する。
【００５３】
続いて、ピントずれ量ＰＲＤの信頼性の算出方法について説明する。ピントずれ量ＰＲＤの信頼性は、前述の急峻性や、像信号Ａ、Ｂの２像の一致度ｆｎｃｌｖｌ（以下、「２像一致度」と呼ぶ。）によって定義することができる。２像一致度ｆｎｃｌｖｌは、ピントずれ量ＰＲＤの精度を表す指標であり、その値が小さいほど精度がよい。
【００５４】
図８は、２像一致度の算出方法の説明図である。図８は、図５の符号５０２で示す部分を拡大したグラフに相当し、符号８０１は相関量波形５０１のうち符号５０２で示す一部分を示す。２像一致度ｆｎｃｌｖｌは以下の式（５）により算出することができる。
【００５５】
【数５】
2019207383.tif 000007
【００５６】
図９は、デフォーカス量の算出（位相差ＡＦ処理）を示すフローチャートである。図９の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７の指令に基づいてＡＦ信号処理部２０４により実行される。
【００５７】
まずステップＳ９０１において、ＡＦ信号処理部２０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路２０２から、撮像素子２０１の任意に設定した測距エリア３０２から像信号Ａ、Ｂに係る像データを取得する。続いてステップＳ９０２において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ９０１にて取得した像データからシフト量ｉに応じた相関量ＣＯＲ［ｉ］を算出する。続いてステップＳ９０３で、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ９０２で算出した相関量ＣＯＲ［ｉ］から相関変化量ΔＣＯＲ［ｉ］を算出する。
【００５８】
続いてステップＳ９０４において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ９０３にて算出した相関変化量ΔＣＯＲ［ｉ］のゼロクロスにおけるシフト量ｉからピントずれ量ＰＲＤ（＝β＋α）を算出する。続いてステップＳ９０５において、ＡＦ信号処理部２０４は、ステップＳ９０４にて算出したピントずれ量ＰＲＤがどれだけ信頼できるのかを表す信頼性（信頼性情報）を算出する。ＡＦ信号処理部２０４は、これらの処理を、測距エリア３０２の数だけ行う。
【００５９】
続いてステップＳ９０６において、ＡＦ信号処理部２０４は、測距エリア３０２ごとにピントずれ量ＰＲＤをデフォーカス量に変換する。ここで、ピントずれ量ＰＲＤとデフォーカス量は、通常、比例関係にある（特許文献４参照）。このためＡＦ信号処理部２０４は、不揮発性メモリ（不図示）に予め記憶された比例関係に基づいて、ピントずれ量ＰＲＤをデフォーカス量に変換するようにしてもよい。
【００６０】
＜ＡＦ制御処理＞
次に、図１０を参照して、カメラ制御部２０７により実行されるＡＦ制御処理について説明する。図１０は、カメラ制御部２０７により実行されるＡＦ制御処理を示すフローチャートである。ＡＦ制御処理は、カメラ制御部２０７または撮像装置１００に設けられたＲＯＭ（不図示）等に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。またＡＦ制御処理は、例えば１フィールド画像を生成するための撮像素子２０１からの撮像信号の読み出しごとに繰り返し実行される。
【００６１】
まずステップＳ１００１において、カメラ制御部２０７は、レンズ制御部１０６を通じて受け取ったレンズ操作部１０７からの情報に基づいて、ユーザにより設定されたフォーカシング動作に関するＡＦモードを判定する。具体的には、カメラ制御部２０７は、ＡＦモードが連続モード（第一のモード）または安定モード（第二のモード）であるかを判定する。ＡＦモードが連続モードの場合、ステップＳ１００２へ進む。一方、ＡＦモードが安定モードの場合、ステップＳ１００４へ進む。
【００６２】
ここで「連続モード」は、ＡＦ信号処理部２０４で算出されたデフォーカス量、デフォーカス方向、および、信頼性情報に基づいて、撮像装置１００が自動で常に被写体を探索し続け、自動で被写体にピントを合わせ（オートフォーカス制御）を続けるモードである。「安定モード」は、ＡＦ信号処理部２０４で算出されたデフォーカス量、デフォーカス方向、および、信頼性情報が所定の条件を満たす場合にのみ被写体に対してピントを合わせ（合焦を）続けるモードである。ここで、所定の条件については後述する。なおユーザは、レンズ操作部１０７に対する操作により、ＡＦモードとして連続モード（第一のモード）または安定モード（第二のモード）を設定することが可能である。
【００６３】
ステップＳ１００２において、カメラ制御部２０７は、連続モードの駆動処理を行う。なお、ステップＳ１００２の詳細については後述する。続いてステップＳ１００３において、カメラ制御部２０７は、手動によるフォーカシング動作（マニュアルフォーカス制御、ＭＦ操作）を不許可（ＯＦＦ）にする。続いてステップＳ１００６において、カメラ制御部２０７は、レンズ駆動処理が実行中であることをユーザに示すために表示部２０５に表示されたフォーカス枠を白枠で表示する。
【００６４】
ステップＳ１００４において、カメラ制御部２０７は、安定モードの駆動処理を行う。なお、ステップＳ１００４の詳細については後述する。続いてステップＳ１００５において、カメラ制御部２０７は、後述のＭＦ操作許可フラグがＯＮか否かを判定する。ＭＦ操作許可フラグがＯＦＦの場合（ステップＳ１００５にてＮｏの場合）、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１００７に進み、ＭＦ操作をＯＦＦ（不許可）にする。一方、ＭＦ操作許可フラグがＯＮの場合（ステップＳ１００５にてＹｅｓの場合）、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１００８に進み、ＭＦ操作をＯＮ（許可）する。
【００６５】
続いてステップＳ１００９において、カメラ制御部２０７は、安定モード表示フラグがＯＮか否かを判定する。安定モード表示フラグがＯＮの場合（ステップＳ１００９にてＹｅｓの場合）、ステップＳ１０１１に進み、カメラ制御部２０７は表示部２０５に表示されたフォーカス枠を黄枠で表示する。一方、安定モード表示フラグがＯＦＦの場合（ステップＳ１００９にてＮｏ）は、ステップＳ１０１０に進み、カメラ制御部２０７は表示部２０５に表示されたフォーカス枠を白枠で表示する。
【００６６】
ステップＳ１００７およびステップＳ１００８にて設定されるＭＦ操作許可フラグは、後述する安定モードのレンズ駆動処理時にレンズの駆動状態を示すフラグである。例えば、一時的にレンズ駆動を停止している状態の際において、ＭＦ操作許可フラグはＯＮに設定されている。
【００６７】
ここで、後述する安定モードのレンズ駆動処理が実行中であるか、レンズ駆動処理が停止中であるかを表示部２０５の表示によりユーザに通知してもよい。図１５は、画面表示例の模式図である。例えば図１５に示されるように、フォーカス枠に関する白枠表示１５０２、１５０４、黄枠表示１５０６や、ＡＦモードに関するアイコン表示１５０３、１５０５、１５０７を表示部２０５に表示する。連続モード時や安定モード時に安定モード表示フラグがＯＦＦでレンズ駆動処理が実行中である場合、フォーカス枠表示を白枠表示１５０２、１５０４にする。一方、所定の範囲外のデフォーカス量が算出されている場合、フォーカス枠表示を黄枠表示１５０６にしてもよい。
【００６８】
また、アイコン表示１５０５、１５０７を互いに異なる表示とすることで、安定モードにおけるＭＦ操作許可フラグのＯＮ／ＯＦＦの違いをユーザに通知してもよい。これにより、ユーザは、レンズ駆動処理が実行中（安定モード表示フラグがＯＦＦ）であること、または一時的にレンズ駆動処理が停止している状態（安定モード表示フラグがＯＮ）であることを判定することができる。そしてユーザは、撮像装置１００が被写体を探してピント合わせを自動で行う状態か、または、ピント合わせが停止している状態でありユーザの意志により被写体に対してピントを合わせたい場合、手動によるフォーカシングが必要な状態かを判定することができる。
【００６９】
手動によるフォーカシングが必要な状態である場合、ＭＦ操作がＯＮ（許可）される（ステップＳ１００８）。また、表示部２０５のアイコン表示により、ＡＦモードが連続モードであるか（アイコン表示１５０３）、または安定モードであるか（アイコン表示１５０５、１５０７）を示してもよい。前述の表示については、これに限定されるものではなく、ユーザがＡＦモードの種類やＭＦ操作許可フラグのＯＮ／ＯＦＦを判定可能であればよく、表示以外の手法（音声による通知等）を用いてもよい。
【００７０】
次に、図１１を参照して、連続モードの駆動処理（ステップＳ１００２）について説明する。図１１は、連続モードの駆動処理を示すフローチャートである。図１１の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【００７１】
まずステップＳ１１０１において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４から前回取得した算出結果（デフォーカス量、デフォーカス方向、および、信頼性情報）を撮像装置１００に設けられた不揮発性メモリ（不図示）に記憶する。本実施形態では、複数回の算出結果の履歴を保持できるように例えばリングバッファのような領域を設け、前回の算出結果を記憶する際には、それ以前の算出結果をずらして記憶するが、これに限定されるものではない。続いてステップＳ１１０２において、カメラ制御部２０７は、最新の算出結果をＡＦ信号処理部２０４から取得する。
【００７２】
続いてステップＳ１１０３において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１１０２にてＡＦ信号処理部２０４から取得した算出結果に基づいて、デフォーカス量が所定の深度内にあり且つデフォーカス量の信頼性（信頼性情報）が「高」であるか否かを判定する。デフォーカス量が所定の深度内にあり且つ信頼性が「高」である場合（ステップＳ１１０３にてＹｅｓ）、ステップＳ１１０４へ進み、カメラ制御部２０７は合焦停止フラグをＯＮに設定する。続いてステップＳ１１０５において、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３の駆動を停止し、処理を終了する。一方、デフォーカス量が所定の深度内に無いか、または信頼性が「高」でない場合（ステップＳ１１０３にてＮｏ）、ステップＳ１１０６へ進み、カメラ制御部２０７は合焦停止フラグをＯＦＦに設定する。
【００７３】
ここで、デフォーカス量の信頼性は、ＡＦ信号処理部２０４により、デフォーカス量の精度およびデフォーカス方向が確かである場合に「高」と判定され、デフォーカス量の精度が不確かであるがデフォーカス方向が確かである場合に「中」と判定される。デフォーカス量の信頼性が「高」である場合とは、主被写体に対して合焦近傍にフォーカスしている状態、または、既に合焦している状態である。この場合、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４からのデフォーカス量を信頼し、ピントが合うようにフォーカスレンズ１０３の駆動を行う。
【００７４】
デフォーカス量の信頼性が「中」の場合とは、ＡＦ信号処理部２０４からの信頼性情報の二像一致度だけが所定値よりも低いため、デフォーカス量の精度は確かではないが、デフォーカス方向は信頼できる状態で、主被写体に対して小ボケの状態である。デフォーカス量の信頼性が「中」の場合、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量を信頼せず、サーチ駆動を行う。ここで、サーチ駆動は、ＡＦ信号処理部２０４からのデフォーカス量を用いずにフォーカスレンズ１０３を所定方向に所定量駆動し被写体を探す駆動である。前述の場合、サーチ駆動の開始方向は、ＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス方向に設定される。
【００７５】
デフォーカス量の精度が確かでなく且つデフォーカス方向も信頼できない場合、デフォーカス量の信頼性は「低」であると判定される。デフォーカス量の信頼性が「低」である状態は、例えば、被写体に対して大きくボケている状態であり、デフォーカス量が正しく算出できないような状態である。この場合、デフォーカス量を信頼せず、サーチ駆動が行われる。サーチ駆動の開始方向は、ＡＦ信号処理部２０４からのデフォーカス方向を用いずに、例えばレンズ端から遠い方向と設定される。なお、ここで述べたデフォーカス量の信頼性の判定（「高、中、低」）は、前述の例に限定されるものではない。
【００７６】
デフォーカス量が所定の深度内になく、または、デフォーカス量の信頼性が「高」でない場合、ステップＳ１１０６において、カメラ制御部２０７は、合焦停止フラグをＯＦＦにする。続いてステップＳ１１０７において、カメラ制御部２０７は、後述する連続モードのレンズ駆動処理を行い、処理を終了する。
【００７７】
次に、図１２を参照して、連続モードのレンズ駆動処理（ステップＳ１１０７）について説明する。図１２は、連続モードのレンズ駆動処理を示すフローチャートである。図１２の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【００７８】
まずステップＳ１２０１において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４から得られたデフォーカス量がステップＳ１１０３における所定の深度内になく且つ信頼性が「高」か否かを判定する。所定の深度内にないデフォーカス量が得られ且つ信頼性が「高」の場合（ステップＳ１２０１にてＹｅｓの場合）、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１２０２へ進む。ステップＳ１２０２において、カメラ制御部２０７は、得られたデフォーカス量およびデフォーカス方向に基づいてフォーカスレンズ１０３の駆動量および駆動方向を設定する。続いてステップＳ１２０３において、カメラ制御部２０７は、測距エラーカウント値および端カウント値をクリアする。続いてステップＳ１２０４において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１２０２にて設定した駆動量および駆動方向に基づいてフォーカスレンズ１０３を駆動し、処理を終了する。
【００７９】
一方、ステップＳ１２０１にてデフォーカス量が得られなかった場合または信頼性が「高」でない場合（ステップＳ１２０１にてＮｏの場合）、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１２０５へ進む。ステップＳ１２０５において、カメラ制御部２０７は、測距エラーカウント値が第一のカウント値よりも大きいか否かを判定する。ここで、第一のカウント値は、撮像装置１００に設けられた不揮発性のメモリ（不図示）に予め記憶された値である。
【００８０】
ステップＳ１２０５にて測距エラーカウント値が第一のカウント値よりも大きくない場合（ステップＳ１２０５にてＮｏの場合）、ステップＳ１２０６へ進む。ステップＳ１２０６において、カメラ制御部２０７は、測距エラーカウント値をカウントアップ（＋１）し、処理を終了する。
【００８１】
一方、ステップＳ１２０５にて測距エラーカウント値が第一のカウント値よりも大きい場合（ステップＳ１２０５にてＹｅｓの場合）、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１２０７へ進む。ステップＳ１２０７において、カメラ制御部２０７は、後述するサーチ駆動フラグがＯＮであるか否かを判定する。サーチ駆動フラグがＯＮの場合（ステップＳ１２０７にてＹｅｓの場合）、既にサーチ駆動が実行されている状態であるため、カメラ制御部２０７は、前回のレンズ駆動を継続して実行する。
【００８２】
ステップＳ１２１４において、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３がサーチ駆動され、レンズ端にあたったか否かを判定する。フォーカスレンズ１０３がレンズ端にあたった場合（ステップＳ１２１４にてＹｅｓの場合）、ステップＳ１２１５へ進む。ステップＳ１２１５において、カメラ制御部２０７は、端カウント値をカウントアップ（＋１）する。
【００８３】
続いてステップＳ１２１６において、カメラ制御部２０７は、端カウント値が１よりも大きい（すなわち２以上）か否かを判定する。端カウント値が１よりも大きい場合（ステップＳ１２１６にてＹｅｓの場合）、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３を至近から無限まで全て駆動させても確かなデフォーカス量を取得できなかったため、ピント合わせ可能な被写体がないと判定する。このためステップＳ１２１７へ進み、カメラ制御部２０７は、サーチ駆動フラグをＯＦＦする。続いてステップＳ１２１８において、カメラ制御部２０７は、測距エラーカウント値および端カウント値をクリアする。続いてステップＳ１２１９において、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３の駆動を停止させ、処理を終了する。
【００８４】
一方、ステップＳ１２１６にて端カウント値が１より大きくない場合（ステップＳ１２１６にてＮｏの場合）、ステップＳ１２２０へ進む。ステップＳ１２２０において、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３の駆動方向を現在の駆動方向とは反対の駆動方向に設定する。続いてステップＳ１２１２において、カメラ制御部２０７は、所定の駆動量を設定する。続いてステップＳ１２１３において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１２１２にて設定された所定の駆動量およびステップＳ１２２０にて設定された駆動方向に基づいて、フォーカスレンズ１０３を駆動し、処理を終了する。
【００８５】
ステップＳ１２０７にてサーチ駆動フラグがＯＦＦの場合（ステップＳ１２０７にてＮｏの場合）、まだサーチ動作を開始している状態ではない。このためステップＳ１２０８へ進み、カメラ制御部２０７は、サーチ駆動フラグをＯＮする。続いてステップＳ１２０９において、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量の信頼性が「中」であるか否かを判定する。
【００８６】
ステップＳ１２０９にてデフォーカス量の信頼性が「中」である場合（ステップＳ１２０９にてＹｅｓの場合）、ステップＳ１２１０へ進む。ステップＳ１２１０において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４から取得したデフォーカス方向（算出結果）を用いて駆動方向を設定する。続いてステップＳ１２１２において、カメラ制御部２０７は、所定の駆動量を設定する。続いてステップＳ１２１３において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１２１０にて取得したデフォーカス方向に、ステップＳ１２１２にて設定した所定の駆動量だけフォーカスレンズ１０３を駆動し、処理を終了する。
【００８７】
一方、ステップＳ１２０９にてデフォーカス量の信頼性が「中」ではない場合（ステップＳ１２０９にてＮｏの場合）、ステップＳ１２１１へ進む。ステップＳ１２１１において、カメラ制御部２０７は、レンズ端から遠い方向へ駆動方向を設定する。続いてステップＳ１２１２において、カメラ制御部２０７は、所定の駆動量を設定する。続いてステップＳ１２１３において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１２１１にて設定した駆動方向にステップＳ１２１２にて設定した所定の駆動量だけフォーカスレンズ１０３を駆動し、処理を終了する。
【００８８】
なお、ステップＳ１２１２における所定の駆動量としては、撮像装置１００に設けられた不揮発性メモリ（不図示）に予め格納された値を用いればよい。例えば、所定の駆動量は、焦点深度の７倍の駆動量である。また所定の駆動量は、焦点距離に応じて可変にしてもよい。例えば、焦点距離が長くなるほど大きな駆動量となるようにすることができる。
【００８９】
次に、図１３を参照して、安定モードの駆動処理（ステップＳ１００４）について説明する。図１３は、安定モードの駆動処理を示すフローチャートである。図１３の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【００９０】
まずステップＳ１３０１において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ信号処理部２０４から前回取得した算出結果（デフォーカス量、デフォーカス方向、および、信頼性情報）を、カメラ制御部２０７の内部メモリ等の不揮発性メモリ（記憶手段）に記憶する。本実施形態では、ステップＳ１１０１と同様に、複数回の算出結果の履歴を保持できるように例えばリングバッファのような領域を設け、前回の算出結果を記憶する際には、それ以前の算出結果をずらして記憶するが、これに限定されるものではない。続いてステップＳ１３０２において、カメラ制御部２０７は、最新の算出結果をＡＦ信号処理部２０４から取得する。
【００９１】
続いてステップＳ１３０３において、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量の信頼性が「高」であるか否かを判定する。デフォーカス量の信頼性が「高」でない場合（ステップＳ１３０３にてＮｏの場合）、ステップＳ１３１６へ進み、カメラ制御部２０７は合焦停止フラグをＯＦＦにする。続いてステップＳ１３１７において、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズ１０３の駆動を停止する。続いてステップＳ１３１８において、カメラ制御部２０７は、ＭＦ操作許可フラグをＯＮにする。続いてステップＳ１３１９において、カメラ制御部２０７は、安定モード表示フラグをＯＮにし、処理を終了する。
【００９２】
一方、ステップＳ１３０３にてデフォーカス量の信頼性が「高」である場合（ステップＳ１３０３にてＹｅｓの場合）、ステップＳ１３０４へ進み、カメラ制御部２０７はＡＦＭＦ判定処理を行う。ＡＦＭＦ判定処理については、図１４を参照して後述する。続いてステップＳ１３０５において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグがＯＮか否かを判定する。ＡＦ許可フラグがＯＦＦの場合、ステップＳ１３１６へ進む。一方、ＡＦ許可フラグがＯＮの場合、ステップＳ１３０６へ進む。
【００９３】
ステップＳ１３０６において、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量が所定の深度内かつ信頼性が「高」か否かを判定する。デフォーカス量が所定の深度内かつ信頼性が「高」である場合、ステップＳ１３０７へ進む。ステップＳ１３０７において、カメラ制御部２０７は、合焦停止フラグをＯＮにする。続いてステップＳ１３０８において、カメラ制御部２０７は、レンズ駆動を停止する。続いてステップＳ１３０９において、カメラ制御部２０７は、ＭＦ操作許可フラグをＯＮにする。続いてステップＳ１３１０において、カメラ制御部２０７は、安定モード表示フラグをＯＦＦにし、処理を終了する。
【００９４】
一方、ステップＳ１３０６にてデフォーカス量が所定の深度内でないか、または信頼性が「高」でない場合、ステップＳ１３１１へ進む。ステップＳ１３１１において、カメラ制御部２０７は、合焦停止フラグをＯＦＦにする。続いてステップＳ１３１２において、カメラ制御部２０７は、レンズ駆動設定処理を行う。
【００９５】
図２３は、レンズ駆動設定処理（ステップＳ１３１２）を示すフローチャートである。図２３の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。まずステップＳ２３０１において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１３０２にて取得したデフォーカス量およびデフォーカス方向に基づいて、フォーカスレンズ１０３の駆動目標位置および駆動方向を設定する。ここで駆動目標位置とは、レンズ位置検出部（不図示）により検出された現在のフォーカスレンズ１０３の位置に、デフォーカス量に基づいて算出されたフォーカスレンズ１０３の駆動量を加えた位置に相当する。デフォーカス量の信頼性が高い場合、駆動目標位置は合焦位置と略等価と考えることができる。ただし、合焦位置から離れた大ボケ状態などでは算出したデフォーカス量の信頼性は低いため、デフォーカス量を用いずにフォーカスレンズ１０３を所定方向に所定量駆動し被写体を探すサーチ駆動を行う。前述の場合、サーチ駆動の開始方向は、ステップＳ１３０２にて取得したデフォーカス方向に設定される。
【００９６】
続いてステップＳ２３０２において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ２３０１にて設定したフォーカスレンズ１０３の駆動目標位置と現在の位置とに基づいてフォーカスレンズ１０３の駆動速度を設定する。ここでは、現在の位置から駆動目標位置の間を所定時間かけて駆動するように、現在の位置と駆動目標位置の差を所定時間で割った値を設定する。実際には、駆動目標位置を超えないようにするため、かつ滑らかなフォーカス動作を実現するため、駆動目標位置の手前で減速を行うことが好ましい。また、駆動速度計算に用いる所定時間や前述したサーチ駆動における駆動速度は予めカメラ制御部２０７の内部メモリ等の不揮発性メモリに記憶しておき、さらにＡＦスピードのようなメニューの設定（不図示）に応じて変更してもよい。
【００９７】
続いて図１３のステップＳ１３１３において、カメラ制御部２０７は、レンズ駆動を実行する。続いてステップＳ１３１４において、カメラ制御部２０７は、ＭＦ操作許可フラグをＯＦＦにする。続いてステップＳ１３１５において、カメラ制御部２０７は、安定モード表示フラグをＯＦＦにし、処理を終了する。
【００９８】
次に、図１４を参照して、ＭＦＡＦ判定処理（ステップＳ１３０４）を説明する。図１４の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。まずステップＳ１４０２において、カメラ制御部２０７は、ＭＦ操作フラグがＯＮであって、かつＭＦ操作中であるか否かを判定する。ＭＦ操作フラグがＯＮであって、かつＭＦ操作中である場合（ステップＳ１４０２にてＹｅｓの場合）、ステップＳ１４０３へ進み、カメラ制御部２０７は遠近競合判定処理を行う。なお、遠近競合判定処理については、図１６および図１７を参照して後述する。一方、ＭＦ操作フラグがＯＦＦ、またはＭＦ操作中でない場合、ステップＳ１４０９へ進み、カメラ制御部２０７は被写体状態判定処理を行う。なお、被写体状態判定処理については、図２４を参照して後述する。
【００９９】
ステップＳ１４０４において、カメラ制御部２０７は、遠近競合フラグがＯＮか否かを判定する。遠近競合フラグがＯＮである場合、ステップＳ１４０５へ進み、カメラ制御部２０７は速度変化算出処理を行う。  なお、速度変化算出処理については、図１８および図１９を参照して後述する。一方、遠近競合フラグがＯＦＦである場合、ステップＳ１４０７へ進み、カメラ制御部２０７はＭＦ操作→ＡＦ開始閾値設定処理を行う。なお、ＭＦ操作→ＡＦ開始閾値設定処理は、図２０および図２１を参照して後述する。
【０１００】
ステップＳ１４０６において、カメラ制御部２０７は、減速フラグがＯＮか否かを判定する。減速フラグがＯＮである場合、ステップＳ１４０８へ進む。ステップＳ１４０８において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグをＯＮにして処理を終了する。一方、減速フラグがＯＦＦの場合、ステップＳ１４１４へ進む。ステップＳ１４１４において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグをＯＦＦにして処理を終了する。
【０１０１】
ステップＳ１４１０において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグがＯＮか否かを判定する。ＡＦ許可フラグがＯＮである場合、ステップＳ１４１１へ進み、カメラ制御部２０７は、ＡＦ駆動→ＡＦ停止閾値設定処理を行う。ＡＦ駆動→ＡＦ停止閾値設定処理については、図２２を参照して後述する。一方、ステップＳ１４１０にてＡＦ許可フラグがＯＦＦである場合、ステップＳ１４１２へ進み、カメラ制御部２０７は、ＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理を行う。ステップＳ１４１２のＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理は本実施形態の特徴の一つであり、その詳細は図２５を参照して後述する。
【０１０２】
ステップＳ１４０７、ステップＳ１４１１、または、ステップＳ１４１２の閾値設定処理が終了した後、ステップＳ１４１３に進む。ステップＳ１４１３において、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量がステップＳ１４０７、ステップＳ１４１１、または、ステップＳ１４１２にて算出された閾値以下か否かを判定する。デフォーカス量が閾値以下である場合、ステップＳ１４０８へ進む。ステップＳ１４０８において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグをＯＮにして処理を終了する。一方、デフォーカス量が閾値よりも大きい場合、ステップＳ１４１４へ進む。ステップＳ１４１４において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグをＯＦＦにして処理を終了する。
【０１０３】
＜遠近競合判定処理＞
次に、図１６を参照して、遠近競合判定処理（ステップＳ１４０３）について説明する。図１６は、遠近競合判定処理の説明図である。まず、図１６（Ａ）に示されるように、カメラ１６０３に対して、至近側の被写体１６０１および無限側の被写体１６００が存在するシーンを想定する。図１６（Ｂ）は、そのシーンでの実際の撮影された画角１６０２である。ユーザは、合焦動作をさせるため、図３に示される測距枠（エリア３０２）を複数マトリクス状に配置した測距枠１６０４を任意の位置に配置することが可能である。本実施形態の場合、測距枠１６０４は３×３の合計９枠での測距を行う。なお、測距枠の数はこれに限定されるものではなく、任意に変更することが可能である。
【０１０４】
図１６（Ｃ）は、遠近競合していない場合の測距枠位置を示している。測距枠１６０５は、被写体１６０１に対して設定されている。このため、測距結果として算出されるデフォーカス量を焦点深度に換算した場合、図１６（Ｅ）に示されるようになる。図１６（Ｅ）に示されるように、各測距枠の測距結果が焦点深度の０〜１．０倍程度の値に収まる結果になる。
【０１０５】
一方、図１６（Ｄ）は、遠近競合している場合の測距枠位置を示している。測距枠１６０６は、被写体１６０１と被写体１６００に対して設定されている。このため、測距結果として算出されるデフォーカス量を焦点深度に換算した場合、図１６（Ｆ）に示されるようになる。図１６（Ｆ）に示されるように、被写体１６０１に合焦している場合、破線で囲われた測距枠１６０８の測距結果が焦点深度の０〜１．０倍程度の値に収まる。一方、被写体１６００の測距枠に対して設定されている破線で囲われた測距枠１６０９は、焦点深度を大きく超えた値となり、または、測距結果の信頼性が低くなり、Ｅｒｒ（エラー値）となって算出される場合もある。すなわち、遠近競合してない被写体の場合には複数の測距枠内の値が一定の範囲内に収まり、一方、遠近競合している被写体の場合には複数の測距枠内の値が一定の範囲内に収まらない傾向にある。なお本実施形態では、一定の範囲とは「焦点深度の４倍」と設定し、それ以上のデフォーカス量が算出される場合は、同一被写体ではなく無限側と至近側の被写体が測距枠内に存在していると判定するが、これに限定されるものではない。
【０１０６】
次に、図１７（Ａ）を参照して、遠近競合判定処理の処理フローについて説明する。図１７（Ａ）は、遠近競合判定処理を示すフローチャートである。図１７（Ａ）の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【０１０７】
まずステップＳ１７０１において、カメラ制御部２０７は、測距枠内に信頼性が低い領域があるか否かを判定する。信頼性が低い領域がある場合、ステップＳ１７０４へ進む。ステップＳ１７０４において、カメラ制御部２０７は、遠近競合フラグをＯＮにして処理を終了する。
【０１０８】
一方、ステップＳ１７０１にて測距枠内に信頼性が低い領域がない場合、ステップＳ１７０２へ進む。ステップＳ１７０２において、カメラ制御部２０７は、測距枠内の測距結果が所定の深度Ｔｈｃ以内か否かを判定する。所定の深度Ｔｈｃとは、同一被写体か否かの判定に用いる閾値であり、本実施形態では、焦点深度の４倍である。ただし本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、所定の深度Ｔｈｃをズームレンズ位置などに応じて変更してもよい。
【０１０９】
ステップＳ１７０２にて測距枠内の測距結果が所定の深度Ｔｈｃの範囲内である場合、ステップＳ１７０３へ進む。ステップＳ１７０３において、カメラ制御部２０７は、遠近競合フラグをＯＦＦにして処理を終了する。一方、測距枠内の測距結果が所定の深度Ｔｈｃの範囲内でない場合、ステップＳ１７０４へ進む。
【０１１０】
ところで、被写体の状態によっては、前述の判定方法では、測距結果が安定せずに、遠近競合を判定できない場合がある。そこで、ユーザが設定した枠サイズによって、遠近競合を簡易的に判定する方法がある。
【０１１１】
図１６（Ｇ）は、枠サイズを示す図である。ユーザは、不図示のユーザーインターフェースから、ＡＦに用いる測距枠のサイズを変更することが可能である。例えば、ユーザが大きいサイズ（第１のサイズとも称する）の測距枠を選択した場合（測距枠設定がＬａｒｇｅの場合）、１６１０が測距枠となる。一方、ユーザが小さいサイズ（第１のサイズとも称する）の測距枠を選択した場合（測距枠設定がＳｍａｌｌの場合）、１６１１が測距枠となる。これは、測距枠１６０４のサイズが、３×３の合計９枠をＡＦ枠として使用するか、または、３×１の合計３枠からなるＡＦ枠を使用するかの切り替えである。測距枠（Ｌａｒｇｅ）の方が測距枠設定（Ｓｍａｌｌ）と比べて３倍の面積になり、測距枠内に、多くの画像情報を得ることができるため、測距結果が安定する。ただし、複数の被写体を含む可能性があるため、遠近競合が発生しやすい。
【０１１２】
一方、測距枠（Ｓｍａｌｌ）は測距面積が小さいため、測距枠内には限定された被写体のみ狙うことができる。よって、遠近競合を回避することができる。ただし、得られる画像情報が少ないため、測距結果が不安定になる可能性がある。このように、遠近競合判定を、測距枠の大きさに基づいて行ってもよい。
【０１１３】
次に、図１７（Ｂ）を用いて、測距枠の大きさにより遠近競合判定を行う処理フローについて説明する。図１７（Ｂ）は、測距枠の大きさいに応じた遠近競合判定処理を示すフローチャートである。図１７（Ａ）の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【０１１４】
まずステップＳ１７０５において、カメラ制御部２０７は、測距枠設定はＳｍａｌｌか否かを判定する。測距枠設定がＳｍａｌｌである場合ステップＳ１７０６へ進む。ステップＳ１７０６において、カメラ制御部２０７は、遠近競合フラグをＯＦＦにして処理を終了する。一方、測距枠設定がＬａｒｇｅである場合、ステップＳ１７０７へ進む。ステップＳ１７０７において、カメラ制御部２０７は、遠近競合フラグをＯＮにして処理を終了する。
【０１１５】
なお本実施形態では、測距枠の大小の二つのサイズにより、遠近競合の有無を判定するが、測距枠のサイズの種類は、これに限定されるものではない。また、測距枠のサイズは、様々な被写体を撮影し、遠近競合が発生する可能性が低い枠サイズであることが好ましい。
【０１１６】
＜速度算出処理＞
次に、図１８を参照して、速度変化算出処理（ステップＳ１４０５）の概略を説明する。図１８は、速度変化算出処理の説明図であり、時間に対するフォーカスレンズ位置、駆動速度、および、駆動加速度の関係を表したグラフを示す。理想的なユーザのマニュアル操作は、加速ｔ１、等速ｔ２、減速ｔ３の３つのパートから構成されていることが分かっている。本実施形態は、フォーカスレンズの等速および減速を検知することが目的である。図１８中のｔａｆ１、ｔａｆ２はフォーカスレンズの駆動が変わるタイミングを示しており、ｔａｆ３は被写体の合焦動作の終了を示している。
【０１１７】
図１８（Ａ）は、時間とフォーカスレンズ位置との関係を表したグラフである。図１８（Ａ）中のＺａｆ１は等速に切り替わりＡＦに制御を変更する場合の位置を、Ｚａｆ２は所定のデフォーカス量到達しＡＦに制御を変更する場合の位置を、Ｚａｆ３は減速に切り替わりＡＦに制御を変更する場合の位置を、Ｚａｆ４は合焦位置を示している。
【０１１８】
本実施形態で説明する、ＡＦへの切り替わりは、（１）Ｚａｆ１：等速に変更になった場合、（２）Ｚａｆ２：所定のＤＥＦ量に到達した場合のパターン、（３）Ｚａｆ３：減速に変更になった場合の３つのケースがある。以下、３つのケースのそれぞれのメリットとデメリットを説明する。
【０１１９】
まず、ケース（１）では、等速の速度が分かれば、ユーザの画作りの意図が分かるため、その速度でＡＦに引き継ぐことで、ユーザの狙った画作りをＡＦでも実現できることがメリットである。一方、遠近競合の被写体では、どちらの被写体に合焦動作してよいかの判定ができないので、間違った被写体にピントを合わせてしまうことがあるというデメリットがある。また、ユーザのマニュアルフォーカスの操作時間が短くなり、ユーザの操作性の低下が懸念される。
【０１２０】
ケース（２）では、ユーザのマニュアルフォーカスの操作時間がケース（１）に比べて長くなり、ユーザの操作性を維持できることがメリットである。また、所定のデフォーカス量を被写体条件によって変更することにより、ユーザのマニュアルフォーカスでの失敗を防ぐことも可能である。すなわち、暗い被写体／被写界深度が深い被写体で早めに減速してしまうなどの失敗を回避できる。一方、所定のデフォーカス量が被写体条件によって変更するため、被写体条件を誤判定するとユーザの操作性が悪くなる場合があるというデメリットがある。
【０１２１】
ケース（３）では、遠近競合の被写体において、ユーザの狙った被写体に対してＡＦが可能になるというメリットがある。一方、減速を検知するまでＡＦに変更できないので、被写体の合焦位置を超してしまうことや、暗い被写体／被写界深度が深い被写体で早めに減速してしまい、理想的なＡＦを実現できなくなるというデメリットがある。
【０１２２】
図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）のグラフを時間微分し、時間とフォーカスレンズの駆動速度との関係を示すグラフである。図１８（Ｂ）に示されるように、等速領域ｔ２において、速度がある最大値となる。このため、等速を判定するには、閾値Ｖａｆを設定し、速度Ｖが閾値Ｖａｆ以上（Ｖ≧Ｖａｆ）であることを検知すればよい。
【０１２３】
図１８（Ｃ）は、図１８（Ｂ）のグラフをさらに時間微分し、時間とフォーカスレンズの駆動加速度との関係を示すグラフである。図１８（Ｃ）に示されるように、等速領域ｔ２において、加速度Ａが略０となる。このため、等速を判定するには、閾値Ａａｆ１および閾値Ａａｆ１’を設定し、加速度Ａが２つの閾値の範囲内（Ａａｆ１’≦Ａ≦Ａａｆ１）であることを検知すればよい。
【０１２４】
また、減速領域ｔ３において、加速度が極小値をとる。減速を判定するためには、フォーカスレンズ駆動加速度に関するＡＦ駆動開始の閾値Ａａｆ２設定し、この極小値を検知すればよい。前述の等速と減速を検知し、ＭＦ駆動からＡＦ駆動に切り替えることで、ユーザの意図した被写体へピントを合わせることが可能となる。なお本実施形態では、フォーカスレンズの位置を用いるが、フォーカスリングの位置、または、デフォーカス量の変化を用いてもよく、これらを用いても同様の結果を得ることができる。
【０１２５】
次に、図１９を参照して、速度変化算出処理（ステップＳ１４０５）を説明する。図１９の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【０１２６】
まずステップＳ１９０１において、カメラ制御部２０７は、フォーカスレンズの駆動速度Ｖおよび加速度Ａを取得する。フォーカスレンズの駆動速度Ｖおよび加速度Ａは、フォーカスレンズの位置情報に基づいて算出される。
【０１２７】
続いてステップＳ１９０２において、カメラ制御部２０７は、Ａ≦Ａａｆ２を満たすか否かを判定する。Ａ≦Ａａｆ２を満たす場合、ステップＳ１９０３へ進む。ステップＳ１９０３において、カメラ制御部２０７は、減速フラグをＯＮにして処理を終了する。一方、Ａ≦Ａａｆ２を満たさない場合、ステップＳ１９０４へ進む。ステップＳ１９０４において、カメラ制御部２０７は、減速フラグをＯＦＦにして処理を終了する。
【０１２８】
＜被写体状態判定処理＞
次に、図２４を参照して、被写体状態判定処理（ステップＳ１４０９）について説明する。図２４は、被写体状態判定処理を示すフローチャートである。図２４の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【０１２９】
まずステップＳ２４０１において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１３０１にて不揮発性メモリに記憶された算出結果（デフォーカス量、デフォーカス方向、および、信頼性情報）の履歴を取得する。本実施形態では、算出結果のうち、デフォーカス量の履歴を取得し、ステップＳ２４０２以降の処理において使用する。ただし本発明は、これに限定されるものではなく、デフォーカス方向および信頼性情報を併せて取得して以降の処理に使用してもよい。
【０１３０】
続いてステップＳ２４０２において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ２４０１にて取得したデフォーカス量の履歴に基づいて、デフォーカス量が減少しているか否かを判定する。デフォーカス量が減少していない場合（ステップＳ２４０２にてＮｏの場合）、ステップＳ２４０５へ進む。ステップＳ２４０５において、カメラ制御部２０７は、動体判定中カウント値をクリアする。続いてステップＳ２４０８において、カメラ制御部２０７は、動体判定フラグをＯＦＦにして処理を終了する。ここでデフォーカス量が減少している、すなわち０に近づいている場合は、被写体が合焦方向に近づいていることを示している。
【０１３１】
一方、ステップＳ２４０２にてデフォーカス量が減少している場合（ステップＳ２４０２にてＹｅｓの場合）、ステップＳ２４０３へ進む。ステップＳ２４０３において、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量の変化量が所定量以内か否かを判定する。デフォーカス量の変化量が所定量以内でない場合（ステップＳ２４０３にてＮｏの場合）、ステップＳ２４０２でＮｏの場合と同様に、ステップＳ２４０５へ進む。ステップＳ２４０５において、カメラ制御部２０７は、動体判定中カウント値をクリアする。続いてステップＳ２４０８において、カメラ制御部２０７は、動体判定フラグをＯＦＦにして処理を終了する。ステップＳ２４０３の判定を行うのは、デフォーカス量が大きく変化した場合には別の被写体のデフォーカス量が出てきたと考えられ、デフォーカス量の変化が小さい場合には被写体が徐々に近づいていると考えることができるためである。
【０１３２】
一方、ステップＳ２４０３にてデフォーカス量の変化量が所定量以内である場合、（ステップＳ２４０３にてＹｅｓの場合）、ステップＳ２４０４へ進む。ステップＳ２４０４において、カメラ制御部２０７は、動体判定中カウント値をカウントアップ（＋１）する。
【０１３３】
続いてステップＳ２４０６において、カメラ制御部２０７は、動体判定中カウント値が所定値以上であるか否かを判定する。動体判定中カウント値が所定値以上である場合（ステップＳ２４０６にてＹｅｓの場合）、ステップＳ２４０７へ進む。ステップＳ２４０７において、カメラ制御部２０７は動体判定フラグをＯＮにして処理を終了する。一方、動体判定中カウント値が所定値以上でない場合（ステップＳ２４０６にてＮｏの場合）、ステップＳ２４０８へ進む。ステップＳ２４０８において、カメラ制御部２０７は、動体判定フラグをＯＦＦにして処理を終了する。ここで、ステップＳ２４０６の判定を行うのは、被写体が合焦方向に連続的に近づいている場合のみ動体であると判定し、一瞬のデフォーカス量の変化などで動体であると誤判定しないようにするためである。
【０１３４】
＜ＭＦ操作→ＡＦ開始閾値設定処理＞
次に、図２０および図２１を参照して、ＭＦ操作→ＡＦ開始閾値設定処理（ステップＳ１４０７）について説明する。図２０は、ＭＦ操作→ＡＦ開始閾値設定処理を示すフローチャートである。図２０の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。図２１は、デフォーカス量閾値の説明図である。図２１（Ａ）において、横軸は撮像光学系の焦点距離、縦軸はＡＦ切り替えデフォーカス量閾値をそれぞれ示す。図２１（Ｂ）において、横軸は時間、縦軸はデフォーカス量をそれぞれ示す。
【０１３５】
まず、図２０のステップＳ２００１において、カメラ制御部２０７は、基準のＡＦ切り替えデフォーカス量閾値を取得する。ＡＦ信号処理部（焦点検出手段）２０４により算出されたデフォーカス量がデフォーカス量閾値を下回った場合、カメラ制御部２０７は、実行中のレンズ操作部（フォーカス操作手段）１０７にかかわらずＡＦ駆動を開始する。
【０１３６】
デフォーカス量閾値は、予め決定された値を不揮発性メモリ（不図示）に記憶しておき、読み出して設定してもよいし、または、焦点距離や被写体距離などの撮影パラメータ（撮影条件）に応じて動的に変わるように数式などで定義してもよい。ただし、デフォーカス量閾値の設定方法は、これらに限定されるものではない。本実施形態では、図２１（Ａ）に示されるように、焦点距離が長くなるほど大きいデフォーカス量閾値が設定される。前記閾値よりも大きい値をデフォーカス量閾値として設定すると、より滑らかにＭＦからＡＦへ切り替えることができる。また、前記閾値よりも小さい値をデフォーカス量閾値として設定すると、合焦中に他の被写体へピントが乗り移ることを防止することができる。
【０１３７】
続いてステップＳ２００２において、カメラ制御部２０７は、被写体の視認性をパラメータで判定する（視認性判定処理）。ここで視認性を判定するパラメータとは、ユーザが目視で合焦させる場合において、真の合焦位置の推定を困難にする効果を撮影画像に与える要素である。例えば被写界深度が深い場合、広い範囲にピントが合っているように見えるため真の合焦位置を推定するのは困難である。また、撮像センサーゲインが高い場合には画像のＳ／Ｎ比が低下し、被写体領域に白とびや黒潰れが発生している場合には被写体のコントラストが下がる。いずれの場合も、ピントのピークを見つけることが困難になる。
【０１３８】
なおパラメータは、撮影画像（被写体）の視認性に影響を与える要素であれば、本実施形態に説明したパラメータに限定されるものではない。判定については、ある単一のパラメータが閾値を超える場合、または複数のパラメータをスコア化し合計値が閾値を超える場合、視認性が良好でないと決定する。この閾値は予め不揮発メモリに記憶させていた値でもよく、または、撮影パラメータにより算出してもよい。その他、表示部２０５の解像度や外部出力（不図示）の有無もパラメータと同様に、視認性に影響を与える要素としてもよい。外部出力先が無い場合には表示部２０５が比較的小さいことが多く、表示部２０５の解像度が低い場合と同様にピントのピークを目視で推定するのは困難である。
【０１３９】
続いてステップＳ２００３において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ２００２での被写体の視認性の判定結果に基づいて、視認性が良好か否かを判定する。視認性が良好である場合、ステップＳ２００４へ進み、カメラ制御部２０７は第二の閾値ゲインを設定する。一方、視認性が良好でない場合、ステップＳ２００５へ進み、カメラ制御部２０７は第三の閾値ゲインを設定する。
【０１４０】
続いてステップＳ２００６において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ２００４にて設定された第二の閾値ゲイン、または、ステップＳ２００５にて設定された第三の閾値ゲインを用いて、デフォーカス量閾値を設定する。本実施形態において、第二の閾値ゲインを用いて算出した第二のデフォーカス量閾値よりも第三の閾値ゲインを用いて算出した第三のデフォーカス量閾値の方が大きい。カメラ制御部２０７は、このようにデフォーカス量閾値を設定して処理を終了する。
【０１４１】
ここで、視認性が良好でない場合にＡＦ切り替えデフォーカス量閾値を大きくする理由を説明する。図２１（Ｂ）は、ＭＦ操作からＡＦに切り替わり合焦するまでのデフォーカス量時間変化を、視認性が良好である場合と良好でない場合を想定してプロットした図である。撮影画像の視認性が良好である場合、ユーザは意図通りのＭＦ操作が可能で実線２１０１のようにデフォーカス量が滑らかに変化し、デフォーカス量が第二のデフォーカス量閾値２１０３を下回ると、ユーザが意図した速度のままＡＦに切り替わる。
【０１４２】
一方、視認性が良好でない場合、心理的要因からユーザは慎重なＭＦ操作をしてしまい、点線２０１２のようにＡＦに切り替わる前に不必要な減速を発生させてしまう。この場合、第二のデフォーカス量閾値２１０３を下回るときには減速してしまっているため、ユーザが意図した速度よりも遅い速度でＡＦに切り替わり、意図したフォーカス制御にならない。このため、視認性が良好でない場合にはＡＦ切り替えデフォーカス量閾値を第三のデフォーカス量閾値２１０４のように大きくする。これにより、不必要な減速が発生する前にＡＦへ切り替えることができ、実線２１０１のような滑らかなＭＦ→ＡＦ制御を実現することが可能となる。
【０１４３】
＜ＡＦ駆動→ＡＦ停止閾値設定処理＞
次に、図２２を参照して、ＡＦ駆動→ＡＦ停止閾値設定処理（ステップＳ１４１１）について説明する。図２２は、ＡＦ駆動→ＡＦ停止閾値設定処理を示すフローチャートである。図２２の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【０１４４】
まずステップＳ２２０１において、カメラ制御部２０７は、前述のステップＳ２００１と同様に、基準のＡＦ切り替えデフォーカス量閾値を取得する。続いてステップＳ２２０２において、カメラ制御部２０７は、被写体切替判定処理を行う。続いてステップＳ２２０３において、カメラ制御部２０７は、所定の判定条件によって被写体切替が発生したか否かを判定する。所定の判定条件とは、被写体を変更する意図が強い操作のことであり、本実施形態ではパンニング、ＡＦ枠の移動、または、ズーム操作である。ただし、所定の判定条件はこれらに限定されるものではなく、これ以外の判定条件に基づいて被写体の変更を判定してもよい。パンニングではジャイロセンサなどを用いた公知の技術で検知されたとき、ＡＦ枠移動ではＡＦ枠の座標を変更する操作や制御が実行されたとき、ズーム操作ではズーム操作部材や制御によりズーム位置が変更されたとき、被写体変更がされたと判定する。
【０１４５】
ステップＳ２２０３にて被写体が変更されたと判定された場合、ステップＳ２２０４へ進み、カメラ制御部２０７は第一の閾値ゲインを設定する。一方、被写体が変更されていないと判定された場合、ステップＳ２２０５へ進み、カメラ制御部２０７は第四の閾値ゲインを設定する。
【０１４６】
続いてステップＳ２２０６において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ２２０４にて設定された第一の閾値ゲイン、または、ステップＳ２２０５にて設定された第四の閾値ゲインを用いて、デフォーカス量閾値を設定する。本実施形態において、第一の閾値ゲインを用いて算出した第一のデフォーカス量閾値は、第四の閾値ゲインを用いて算出した第四のデフォーカス量閾値よりも大きい。これは、被写体が変更されている場合、ＡＦが駆動する範囲を広げることで新しい被写体に合焦させやすくするためである。カメラ制御部２０７は、前述のようにデフォーカス量閾値を設定して処理を終了する。
【０１４７】
＜ＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理＞
次に、図２５を参照して、本実施形態の特徴の一つであるＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理（ステップＳ１４１２）について詳述する。図２５は、ＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理を示すフローチャートである。図２５の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【０１４８】
まずステップＳ２５０１において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ停止→ＡＦに切り替えるためのデフォーカス量閾値を、基準の閾値として設定する。ここで基準の閾値は、前述のステップＳ２００１と同様に設定される。本実施形態では、基準の閾値は、例えば、焦点距離に応じた焦点深度の３倍程度に相当するデフォーカス量である。基準の閾値として合焦位置に対してある程度広い範囲の値で設定することにより、被写体が変わってもＡＦ駆動で適切にピントを合わせることができる。
【０１４９】
続いてステップＳ２５０２において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ１４０９の被写体状態判定処理で判定した動体判定フラグがＯＮか否かを判定する。動体判定フラグがＯＮの場合（ステップＳ２５０２にてＹｅｓの場合）、ステップＳ２５０３へ進む。ステップＳ２５０３において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ停止→ＡＦ開始閾値（デフォーカス量閾値）を焦点深度以下の値に相当するデフォーカス量に設定し、処理を終了する。一方、ステップＳ２５０２にて動体判定フラグがＯＦＦの場合（ステップＳ２５０２にてＮｏの場合）、カメラ制御部２０７は、ＡＦ停止→ＡＦ開始閾値を基準の閾値のままとし、処理を終了する。
【０１５０】
次に、図２６および図２７を参照して、図２５のフローを実施した場合のＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理の動作について説明する。図２６は、被写体が動体でないと判定される場合の模式図である。図２７は、被写体が動体であると判定される場合の模式図である。
【０１５１】
図２６（Ａ）〜（Ｄ）は、フォーカス枠に対して被写体が横から入ってくるようなシーンで動体判定フラグがＯＦＦとなる場合における、時刻毎の被写体の動きの概念図を示す。図２６（Ｅ）、（Ｆ）はそれぞれ、そのときのデフォーカス量の変化および被写体距離の変化をそれぞれ示す。図２７（Ａ）〜（Ｄ）は、フォーカス枠に対して被写体が合焦位置に向かって近づいてきているようなシーンで動体判定フラグがＯＮとなる場合における、時刻毎の被写体の動きの概念図を示す。図２７（Ｅ）、（Ｆ）は、そのときのデフォーカス量の変化および被写体距離の変化をそれぞれ示す。
【０１５２】
図２６（Ａ）、（Ｂ）は、ＡＦ駆動を停止している状態で、図２６（Ｃ）に示されるように画面中央に設定しているフォーカス枠内に別の被写体（人物）が入ってきて、ＡＦ駆動に切り替わる様子を模式的に示している。このとき、フォーカス枠内のデフォーカス量は図２６（Ｅ）の実線のような変化になり、時刻ｔ１およびｔ２時点ではフォーカス枠内の被写体（山）のデフォーカス量は、閾値（図２６（Ｅ）の破線）より大きい。このため、図２６（Ｆ）の破線で示されるように、駆動目標位置は変わらずＡＦ駆動を停止している状態となっている。続いて、時刻ｔ３においてフォーカス枠内に別の被写体（人物）が入ると、デフォーカス量が閾値（図２６（Ｅ）の破線）より小さくなる。このため、図２６（Ｆ）に示されるようにＡＦ駆動が開始され、時刻ｔ４において合焦する。
【０１５３】
図２７（Ａ）〜（Ｃ）は、画面中央に設定しているフォーカス枠内の被写体（人物）が徐々に近づいてきているがＡＦ駆動を停止している状態で、図２７（Ｄ）でＡＦ駆動に切り替わる様子を模式的に示している。このとき、フォーカス枠内のデフォーカス量は図２７（Ｅ）の実線のような変化になり、時刻ｔ１およびｔ２時点ではフォーカス枠内の被写体（人物）のデフォーカス量が閾値（図２７（Ｅ）の破線）より大きい。このため、図２７（Ｆ）の破線で示されるように、駆動目標位置は変わらずＡＦ駆動を停止している状態となっている。
【０１５４】
続いて、時刻ｔ２においてフォーカス枠内の被写体（人物）が合焦方向に近づいていると判定されることに応じて、デフォーカス量閾値（図２７（Ｅ）の破線）を焦点深度以下の値に相当するデフォーカス量の値に変更する。これにより、図２７（Ｆ）に示されるように時刻ｔ３の時点でもＡＦ駆動が停止し、また閾値以内になってＡＦ駆動を開始しても深度内のフォーカス状態の変化にとどまるため、急なピント変化や増倍変化のような不用意なレンズの動きを抑えることができる。
【０１５５】
このように、検出したデフォーカス量に基づいて合焦駆動するか合焦駆動を停止するかを切り替える焦点調節制御（自動フォーカス制御）を行うとともに、デフォーカス量の変化に基づいて被写体（撮像被写体）が合焦方向に動いているか否かを判定する。そして、判定結果に応じて合焦駆動を停止している状態から合焦駆動状態に移行するデフォーカス量閾値を変更する。これにより、合焦駆動状態に移行する際に、急なピント変化や増倍変化のような不用意なレンズの動きを抑えることができ、動画撮像時の品位良いフォーカシングを提供することが可能となる。
【０１５６】
［第２実施形態］
次に、図２８および図２９を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、ＡＦＭＦ判定処理（ステップＳ１３０４）が第１実施形態と異なる。その他の基本構成および基本動作は、第１実施形態と同様である。
【０１５７】
図２８は、本実施形態におけるＡＦＭＦ判定処理を示すフローチャートである。図２８の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。本実施形態は、ステップＳ１４０７に代えてステップＳ２８０１を有する点で、第１実施形態と異なる。
【０１５８】
ステップＳ２８０１において、カメラ制御部２０７は、等速フラグがＯＮか否かを判定する。すなわちカメラ制御部２０７は、ＭＦからＡＦに切り替えるタイミングを、フォーカスレンズが等速になったか否かにより判定する。ステップＳ２８０１にて等速フラグがＯＮの場合、ステップＳ１４０８へ進む。ステップＳ１４０８において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグをＯＮにして処理を終了する。一方、ステップＳ２８０１にて等速フラグがＯＦＦの場合、ステップＳ１４１４へ進む。ステップＳ１４１４において、カメラ制御部２０７は、ＡＦ許可フラグをＯＦＦにして処理を終了する。
【０１５９】
次に、図２９を参照して、等速フラグの判定について説明する。図２９は、本実施形態における速度変化算出処理を示すフローチャートである。図２９の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。本実施形態は、ステップＳ２９０１〜ステップＳ２９０４（等速フラグの判定処理）を有する点で、第１実施形態と異なる。
【０１６０】
ステップＳ２９０１において、カメラ制御部２０７は、図１８（Ｂ）に示されるようにＶ≦Ｖａｆを満たすか否かを判定する。Ｖ≦Ｖａｆを満たす場合、ステップＳ２９０２へ進む。一方、Ｖ≦Ｖａｆを満たさない場合、ステップＳ２９０４へ進む。ステップＳ２９０２において、カメラ制御部２０７は、図１８（Ｃ）に示されるようにＡａｆ１’≦Ａ≦Ａａｆ１を満たすか否かを判定する。Ａａｆ１’≦Ａ≦Ａａｆ１を満たす場合、ステップＳ２９０３へ進む。ステップＳ２９０３において、カメラ制御部２０７は、等速フラグをＯＮにして処理を終了する。一方、Ａａｆ１’≦Ａ≦Ａａｆ１を満たさない場合、ステップＳ２９０４へ進む。ステップＳ２９０４において、カメラ制御部２０７は、等速フラグをＯＦＦにして処理を終了する。このように、等速になったことを検知して、ＡＦに切り替えることで、ユーザの画作りであるフォーカスの速度を維持したまま合焦動作を継続することが可能になる。
【０１６１】
本実施形態において、フォーカスレンズが等速（フォーカスレンズの速度が略一定）になったか否かは、マニュアルフォーカス制御におけるフォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内であるか否かに基づいて判定される。本実施形態において、フォーカスレンズの速度に関する変化量は、フォーカスレンズの速度の変化量そのものに限定されるものではなく、操作手段の速度の変化量またはデフォーカス量の変化量等の他の変化量であってもよい。
【０１６２】
［第３実施形態］
次に、図３０および図３１を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、安定モードの駆動処理（ステップＳ１００４）におけるレンズ駆動設定処理（ステップＳ１３１２）が第１実施形態と異なる。その他の基本構成および基本動作は、第１実施形態と同様である。
【０１６３】
図３０は、レンズ駆動設定処理を示すフローチャートである。図３０の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。図３０は、ステップＳ３００３、Ｓ３００４を有する点で、第１実施形態にて説明した図２３と異なる。図３０のステップＳ３００１、Ｓ３００２は、図２３のステップＳ２３０１、Ｓ２０３２とそれぞれ同一である。
【０１６４】
ステップＳ３００３において、カメラ制御部２０７は、動体判定フラグがＯＮか否かを判定する。動体判定フラグがＯＦＦの場合（ステップＳ３００３にてＮｏの場合）、カメラ制御部２０７は処理を終了する。一方、動体判定フラグがＯＮの場合（ステップＳ３００３にてＹｅｓの場合）、ステップＳ３００４へ進み、カメラ制御部２０７はステップＳ３００２にて設定したフォーカスレンズ１０３の駆動速度を制限し、処理を終了する。ここで、駆動速度の制限は、急なピント変化や増倍変化が見えにくい低速に設定してもよいし、速度を０に設定することでＡＦ駆動を行わないようにしてもよい。
【０１６５】
第１実施形態では、動体判定フラグがＯＮの場合、ＡＦ停止→ＡＦ開始閾値設定処理において、ＡＦ停止→ＡＦ開始閾値を焦点深度以下の値に相当するデフォーカス量の値に変更することで急なピント変化や増倍変化のような不用意なレンズの動きを抑制する。一方、本実施形態では、フォーカスレンズ１０３の駆動速度を制限することで不用意なレンズの動きを抑制する。
【０１６６】
次に、図３１を参照して、本実施形態における変形例としてのレンズ駆動設定処理について説明する。図３１は、変形例としてのレンズ駆動設定処理を示すフローチャートである。図３１の各ステップは、主に、カメラ制御部２０７により実行される。
【０１６７】
図３１のステップＳ３１０１〜Ｓ３１０３は、図３０のステップＳ３００１〜Ｓ３００３とそれぞれ同一である。ステップＳ３１０３にて動体判定フラグがＯＦＦの場合（ステップＳ３１０３にてＮｏの場合）、カメラ制御部２０７は処理を終了する。一方、動体判定フラグがＯＮの場合（ステップＳ３１０３にてＹｅｓの場合）、ステップＳ３１０４へ進む。
【０１６８】
ステップＳ３１０４において、カメラ制御部２０７は、デフォーカス量が焦点深度に相当する値よりも大きいか否かを判定する。デフォーカス量が焦点深度に相当する値以下である場合（ステップＳ３１０４にてＮｏの場合）、カメラ制御部２０７は処理を終了する。一方、デフォーカス量が焦点深度に相当する値よりも大きい場合（ステップＳ３１０４にてＹｅｓの場合）、ステップＳ３１０５へ進む。
【０１６９】
ステップＳ３１０５において、カメラ制御部２０７は、ステップＳ３１０１にて設定したフォーカスレンズ１０３の駆動目標位置を現在のフォーカスレンズ１０３の位置（現在フォーカス位置）に設定して、処理を終了する。このように本変形例では、デフォーカス量が焦点深度に相当する値よりも小さくなるまでは、駆動目標位置を現在フォーカス位置に固定することで、フォーカスレンズ１０３の駆動を制限し不用意なレンズの動きを抑制する。なお本変形例において、ステップＳ３１０５にて駆動目標位置を現在フォーカス位置に設定することに代えて、ステップＳ３１０１にて設定した駆動方向と被写体の移動方向とを比較し、これらの方向が一致しない場合にはＡＦ駆動を行わないようにしてもよい。
【０１７０】
本実施形態では、検出したデフォーカス量に基づいて合焦駆動するか合焦駆動を停止するかを切り替える焦点調節制御を行うとともに、デフォーカス量の変化に基づいて撮像被写体が合焦方向に動いているか否かを判定する。そして、判定結果に応じて合焦駆動時の駆動速度や駆動方向または合焦駆動そのものを制限することで、急なピント変化や増倍変化のような不用意なレンズの動きを抑制することができ、動画撮像時の品位良いフォーカシングを提供することが可能となる。
【０１７１】
このように各実施形態において、制御装置は、焦点検出手段（ＡＦ信号処理部２０４）および制御手段（カメラ制御部２０７）を有する。焦点検出手段は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する。制御手段は、撮像光学系のフォーカスレンズ１０３を制御する。制御手段は、焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づくオートフォーカス制御（ＡＦ制御）と、操作手段（レンズ操作部１０７）を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御（ＭＦ制御）とを行うことが可能である。また制御手段は、マニュアルフォーカス制御におけるフォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内である場合（すなわち、フォーカスレンズの速度が略一定であると判定した場合）、オートフォーカス制御を行う（Ｓ１４０５、Ｓ２９０１〜Ｓ２９０４）。好ましくは、フォーカスレンズの速度に関する変化量は、操作手段の速度の変化量、フォーカスレンズの速度の変化量、または、デフォーカス量の変化量である。
【０１７２】
好ましくは、焦点検出手段は、（撮像素子２０１上の）複数の焦点検出領域のそれぞれにおいてデフォーカス量を検出する。そして制御手段は、複数の焦点検出領域のそれぞれにおいて検出されたデフォーカス量に基づいて、遠近競合被写体が存在するか否かを判定する。また制御手段は、遠近競合被写体が存在するか否かに応じて、マニュアルフォーカス制御からオートフォーカス制御への移行条件を変更する（Ｓ１４０３）。また好ましくは、制御手段は、焦点検出領域の面積に基づいて、遠近競合被写体が存在するか否かを判定する（Ｓ１４０３）。より好ましくは、制御手段は、遠近競合被写体が存在し、かつフォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲を超えて減少した場合、マニュアルフォーカス制御からオートフォーカス制御へ移行する。一方、制御手段は、遠近競合被写体が存在せず、かつフォーカスレンズの速度に関する変化量が所定の範囲内である場合、マニュアルフォーカス制御からオートフォーカス制御へ移行する（Ｓ１０３４）。また好ましくは、制御手段は、遠近競合被写体が存在せず、かつデフォーカス量が所定の深度の範囲内である場合、マニュアルフォーカス制御からオートフォーカス制御へ移行する（Ｓ１３０４）。
【０１７３】
このように各実施形態によれば、マニュアルフォーカスの際に滑らかなフォーカス状態の変化を実現可能な制御装置を提供することができる。
【０１７４】
また近年、４Ｋ解像度の動画撮影が普及し、より高いピント精度が求められるがユーザの目視では合焦位置の判別が困難になりつつある。また、動画撮影時におけるＡＦ制御では、逸早く合焦させるための応答性に加えて、フォーカシング動作の品位が求められている。そこで、撮像面位相差ＡＦ方式による焦点検出結果を使って、合焦位置から離れている状態ではＡＦ駆動を停止しユーザによるＭＦ操作によるフォーカシング動作を促し、合焦付近だけＡＦ駆動を行うことで品位よくフォーカス制御を行う方法が知られている。しかし、例えば、ある被写体距離にピントを固定しボケている状態から被写体が徐々に近づくことでピントが合うようなシーンでは、ＡＦ駆動停止状態からＡＦ駆動状態へ移行する際に高品位なフォーカシング制御を行うことができない。
【０１７５】
そこで各実施形態において、制御装置は、焦点検出手段（ＡＦ信号処理部２０４）、制御手段（カメラ制御部２０７）、および、記憶手段（カメラ制御部２０７の内部メモリ等）を有する。焦点検出手段は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する。制御手段は、デフォーカス量に基づいて撮像光学系のフォーカスレンズを制御する。記憶手段は、デフォーカス量の履歴を記憶する。制御手段は、デフォーカス量の履歴の変化に基づいて、被写体が合焦方向に動いているか否かを判定する。また制御手段は、被写体が合焦方向に動いているか否かに基づいて、フォーカスレンズを制御する際の制御パラメータを変更する（Ｓ１４０９）。
【０１７６】
好ましくは、制御パラメータは、デフォーカス量に基づくフォーカスレンズの制御を実行するか停止するかを決定するためのデフォーカス量の閾値を含む。制御手段は、被写体が合焦方向に動いていない場合、デフォーカス量の閾値として第一の閾値を設定する。一方、制御手段は、被写体が合焦方向に動いている場合、デフォーカス量の閾値として、第一の閾値よりも小さい第二の閾値を設定する（Ｓ２５０２、Ｓ２５０３）。また好ましくは、制御手段は、被写体が合焦方向に動いている場合、デフォーカス量の閾値を焦点深度に相当する値以下に設定する（Ｓ２５０２、Ｓ２５０３）。
【０１７７】
好ましくは、制御パラメータは、フォーカスレンズの速度を含む。制御手段は、被写体が合焦方向に動いていない場合、フォーカスレンズの速度として第一の速度を設定する。一方、制御手段は、被写体が合焦方向に動いている場合、フォーカスレンズの速度として、前記第一の速度よりも遅い第二の速度を設定する（Ｓ３００３、Ｓ３００４）。好ましくは、制御パラメータは、フォーカスレンズの駆動方向を含む。制御手段は、被写体が合焦方向に動いている場合、フォーカスレンズの駆動方向が被写体の移動方向と一致しない場合、デフォーカス量に基づくフォーカスレンズの制御を停止する（Ｓ３１０５）。
【０１７８】
好ましくは、制御手段は、デフォーカス量が所定期間の間、減少し続けている場合、被写体が合焦方向に動いていると判定する（Ｓ２４０６、Ｓ２４０７）。また好ましくは、制御手段は、操作手段を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御を行っている場合、被写体が動いているか否かに基づく制御パラメータの変更を行わない（図１５、図１８）。
【０１７９】
これにより各実施形態によれば、合焦駆動を停止している状態から合焦駆動状態に移行する際に、急なピント変化や増倍変化のような不用意なレンズの動きを抑えることができ、高品位の撮影を実現することが可能となる。
【０１８０】
また、例えばＭＦからＡＦへの移行範囲を広く設定するとＭＦからＡＦへの切り替えは滑らかであるものの、合焦付近でＡＦ駆動を継続していた場合に近くにある被写体にピントが乗り移ることがある。一方、ＭＦからＡＦへの移行範囲を狭く設定すると近くの被写体へのピント乗り移りは防止できるが、ＭＦからＡＦへの滑らかな切り替えが困難になる。
【０１８１】
そこで各実施形態において、制御装置は、焦点検出手段（ＡＦ信号処理部２０４）および制御手段（カメラ制御部２０７）を有する。焦点検出手段は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束に基づいて生成される一対の像信号の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する。制御手段は、撮像光学系のフォーカスレンズを制御する。制御手段は、焦点検出手段により検出されたデフォーカス量に基づくオートフォーカス制御と、操作手段（レンズ操作部１０７）を介したユーザの操作に基づくマニュアルフォーカス制御とを行うことが可能である。また制御手段は、操作手段を介したユーザの操作がない場合には第一のデフォーカス量閾値を設定し、操作手段を介したユーザの操作がある場合には、第一のデフォーカス量閾値よりも大きい第二のデフォーカス量閾値を設定する（Ｓ１４０７、Ｓ１４１２）。好ましくは、制御手段は、焦点深度に基づいて第一のデフォーカス量閾値を設定する（Ｓ２５０３）。
【０１８２】
好ましくは、制御手段は、所定の条件に基づいて、被写体の視認性が良好であるか否かを判定する。そして制御手段は、視認性が良好であると判定した場合には第二のデフォーカス量閾値を設定し、視認性が良好でないと判定した場合には第二のデフォーカス量閾値よりも大きい第三のデフォーカス量閾値を設定する（Ｓ２００２〜Ｓ２００５）。より好ましくは、所定の条件は焦点距離を含み、制御手段は、焦点距離が所定の焦点距離よりも短い場合、視認性が良好でないと判定する。また好ましくは、所定の条件は絞り値（Ｆ値）を含み、制御手段は、絞り値が所定の絞り値よりも大きい（絞られている）場合、視認性が良好でないと判定する。また好ましくは、所定の条件は被写体距離を含み、制御手段は、被写体距離が所定の被写体距離よりも長い場合、視認性が良好でないと判定する。また好ましくは、所定の条件は被写界深度を含み、制御手段は、被写界深度が所定の被写界深度よりも深い場合、視認性が良好でないと判定する。また好ましくは、所定の条件は撮像素子のゲインを含み、制御手段は、ゲインが所定のゲインよりも高い場合、視認性が良好でないと判定する。また好ましくは、所定の条件は被写体領域のＳ／Ｎ比を含み、制御手段は、被写体領域のＳ／Ｎ比が所定のＳ／Ｎ比よりも低い場合、視認性が良好でないと判定する。また好ましくは、所定の条件は被写体領域のコントラストを含み、制御手段は、被写体領域のコントラストが所定のコントラストよりも低い場合、視認性が良好でないと判定する。
【０１８３】
好ましくは、制御手段は、第二のデフォーカス量閾値または第三のデフォーカス量閾値を設定した場合、合焦状態になるまで第二のデフォーカス量閾値または第三のデフォーカス量閾値を変更しない。また好ましくは、制御手段は、所定の判定条件に基づいて被写体が変更されたか否かを判定し、被写体が変更された場合には第一のデフォーカス量閾値よりも大きい第四のデフォーカス量閾値を設定する（Ｓ２２０２、Ｓ２２０３、Ｓ２２０５）。より好ましくは、所定の判定条件はパンニングを含み、制御手段は、パンニングを検知した場合、被写体が変更されたと判定する（Ｓ２２０２）。また好ましくは、所定の判定条件はＡＦ枠の移動を含み、制御手段は、ＡＦ枠の移動を検知した場合、被写体が変更されたと判定する（Ｓ２２０２）。また好ましくは、所定の判定条件はズーム操作を含み、制御手段は、ズーム操作を検知した場合、被写体が変更されたと判定する（Ｓ２２０２）。
【０１８４】
これにより各実施形態によれば、ＭＦ制御からＡＦ制御への滑らかな移行と、被写体の乗り移りの抑制とを両立することができる。
【０１８５】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１８６】
各実施形態によれば、マニュアルフォーカスの際に滑らかなフォーカス状態の変化を実現可能な制御装置、撮像装置、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【０１８７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１８８】
２０  カメラ本体（制御装置）
２０４  ＡＦ信号処理部（焦点検出手段）
２０７  カメラ制御部（制御手段）
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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