(57)【要約】【課題】被写体までの距離を用いて、より便利なフォーカス動作を実現する撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、被写体から被写体像を形成するフォーカスレンズと、被写体像を撮像して撮像データを生成する撮像センサと、フォーカスレンズを制御する制御部とを備える。制御部は、特定の被写体が存在する位置に基づき追従範囲を設定し、或る被写体が追従範囲内にあるときは、フォーカスレンズに或る被写体に対して合焦させるように動作する。制御部は、或る被写体が追従範囲外であるときは、フォーカスレンズに或る被写体に対して合焦させないように動作する。制御部は、特定の被写体の位置が変化したか否かを判定し、特定の被写体の位置が変化したと判定した場合に特定の被写体の位置に応じて追従範囲を更新するように動作する。制御部は、特定の被写体の位置が変化していないと判定した場合に追従範囲を維持するように動作する。【選択図】図１
2015194671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体から被写体像を形成して、前記被写体に対して合焦するフォーカスレンズと、
前記被写体像を撮像して撮像データを生成する撮像センサと、
前記フォーカスレンズを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
特定の被写体が存在する位置に基づき追従範囲を設定し、
或る被写体が前記追従範囲内にあるときは、前記フォーカスレンズに前記或る被写体に対して合焦させ、
前記或る被写体が前記追従範囲外であるときは、前記フォーカスレンズに前記或る被写体に対して合焦させず、
前記特定の被写体の位置が変化したか否かを判定し、
前記特定の被写体の前記位置が変化したと判定した場合に前記特定の被写体の前記位置に応じて前記追従範囲を更新し、
前記特定の被写体の前記位置が変化していないと判定した場合に前記追従範囲を維持する、
ように動作する、撮像装置。
【請求項２】
画像処理部をさらに備え、
前記フォーカスレンズが第１の位置と第２の位置にあるときに前記特定の被写体に合焦して第１の被写体像と第２の被写体像とをそれぞれ形成し、
前記撮像センサは、前記第１の被写体像と前記第２の被写体像を撮像して第１の撮像データと第２の撮像データをそれぞれ生成し、
前記画像処理部は、
前記第１の撮像データと前記第２の撮像データとからボケ量を算出し、
前記算出したボケ量に基づいて、前記特定の被写体までの距離に対応した距離情報を作成する、
ように動作し、
前記制御部は、前記距離情報に基づき、前記特定の被写体が存在する前記位置に変化があったか否かを判定する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記或る被写体が前記追従範囲内にありかつ前記フォーカスレンズに前記或る被写体に対して合焦させているときに前記或る被写体が前記追従範囲内から前記追従範囲外に移動した場合には、前記フォーカスレンズに前記特定の被写体に対して合焦させるように動作する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記フォーカスレンズに前記特定の被写体に対して合焦させているときに前記或る被写体が前記追従範囲外から前記追従範囲内に移動した場合には、前記フォーカスレンズに前記或る被写体に対して合焦させるように動作する、請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ  Ｆｒｏｍ  Ｄｅｆｏｃｕｓ）方式のシステムを採用した撮像装置を開示している。この撮像装置は、複数種類のボケが得られるようにフォーカス制御を実施し、撮像素子によりボケの大きさが異なる複数の画像を取得する。次に、撮像装置はボケの大きさが異なる複数の画像に基づいて被写体距離を算出する。そして、撮像装置は、算出した被写体距離に基づいて、フォーカス制御を実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＦＤ方式などのシステムを採用することで、撮像装置は被写体までの距離を検出することができる。検出された距離を用いることにより、より便利なフォーカス動作の実現が期待される。
【０００５】
本開示は、被写体までの距離を用いて、より便利なフォーカス動作を実現する撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示の撮像装置は、被写体から被写体像を形成して被写体に対して合焦するフォーカスレンズと、被写体像を撮像して撮像データを生成する撮像センサと、フォーカスレンズを制御する制御部とを備える。制御部は、特定の被写体が存在する位置に基づき追従範囲を設定するように動作する。制御部は、或る被写体が追従範囲内にあるときは、フォーカスレンズに或る被写体に対して合焦させるように動作する。制御部は、或る被写体が追従範囲外であるときは、フォーカスレンズに或る被写体に対して合焦させないように動作する。制御部は、特定の被写体の位置が変化したか否かを判定するように動作する。制御部は、特定の被写体の位置が変化したと判定した場合に特定の被写体の位置に応じて追従範囲を更新するように動作する。制御部は、特定の被写体の位置が変化していないと判定した場合に追従範囲を維持するように動作する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、被写体までの距離を用いて、より便利なフォーカス動作を実現する撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態におけるデジタルビデオカメラの電気的構成を示すブロック図
【図２】実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のブロック図
【図３】実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のイメージ図
【図４】実施の形態におけるデジタルビデオカメラのＤＦＤ演算のイメージ図
【図５】実施の形態におけるデジタルビデオカメラの複数の被写体距離に対するズームトラッキングテーブルを示す図
【図６】実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のフローチャート
【図７】（ａ）実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のイメージ図（ｂ）実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のイメージ図
【図８】実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のフローチャート
【図９】（ａ）実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のイメージ図（ｂ）実施の形態におけるデジタルビデオカメラの動作のイメージ図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１０】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１１】
撮像装置から被写体までの距離である被写体距離を計測する数ある方法の１つに、撮影された画像に生じるボケ量（Ｄｅｆｏｃｕｓ）の相関値を利用するＤＦＤ（Ｄｅｐｔｈ  ｆｒｏｍ  Ｄｅｆｏｃｕｓ）と呼ばれる手法がある。一般に、撮影画像に生じるボケ量は、撮影時のフォーカス位置と被写体距離との関係に応じて撮像装置毎に一意に決まる。ＤＦＤ演算ではこの特性を利用し、フォーカス位置を変動させることでボケ量の異なる２枚の画像を意図的に作り出し、ボケ量の違いと点拡がり関数（Ｐｏｉｎｔ  ｓｐｒｅａｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ、ＰＳＦ）とから被写体距離を計測する。実施の形態にかかる撮像装置は、ＤＦＤ演算を用いて被写体距離を計測することによりオートフォーカス制御を行う。
【００１２】
以下、実施の形態における撮像装置の構成および動作について説明する。
【００１３】
〔１．撮像装置の電気的構成〕
図１は実施の形態における撮像装置であるデジタルビデオカメラ１００の電気的構成を示すブロック図である。デジタルビデオカメラ１００は、１以上のレンズからなる光学系１１０を備える。光学系１１０は被写体からの光により被写体像をＣＭＯＳイメージセンサ１４０上に形成する。形成された被写体像を撮像センサであるＣＭＯＳイメージセンサ１４０で撮像する。ＣＭＯＳイメージセンサ１４０は撮像した被写体像に基づいて画像データを生成する。ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データは、ＡＤＣ１５０でデジタル信号に変換された後、画像処理部１６０で各種処理が施され、メモリカード２００に格納される。以下、デジタルビデオカメラ１００の構成を詳細に説明する。
【００１４】
実施の形態における光学系１１０は、ズームレンズ１１１、手振れ補正レンズ１１２、フォーカスレンズ１１３、絞り１１４により構成される。ズームレンズ１１１を光軸１１０Ａに沿って移動させることにより、被写体像の拡大、縮小をすることができる。また、フォーカスレンズ１１３を光軸１１０Ａに沿って移動させることにより被写体像のフォーカスを調整することができる。また、手振れ補正レンズ１１２は、光学系１１０の光軸１１０Ａに垂直な面内で移動可能である。デジタルビデオカメラ１００のブレを打ち消す方向に手振れ補正レンズ１１２を移動することで、デジタルビデオカメラ１００のブレが撮像画像に与える影響を低減できる。また、絞り１１４は光軸１１０Ａ上に位置する開口部１１４Ａを有し、使用者の設定に応じて若しくは自動で開口部１１４Ａの大きさを調整し、透過する光の量を調整する。
【００１５】
レンズ駆動部１２０は、ズームレンズ１１１を駆動するズームアクチュエータや、手ブレ補正レンズ１１２を駆動する手ブレ補正アクチュエータや、フォーカスレンズ１１３を駆動するフォーカスアクチュエータや、絞り１１４を駆動する絞りアクチュエータを含む。そして、レンズ駆動部１２０は、上記のズームアクチュエータや、フォーカスアクチュエータや、手ブレ補正アクチュエータや、絞りアクチュエータを制御する。
【００１６】
ＣＭＯＳイメージセンサ１４０は、光学系１１０で形成された被写体像を撮像してアナログ信号であるアナログ画像データを生成する。ＣＭＯＳイメージセンサ１４０は、露光、転送、電子シャッタなどの各種動作を行う。
【００１７】
Ａ／Ｄコンバータ１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成されたアナログ画像データをデジタル信号であるデジタル画像データに変換する。
【００１８】
画像処理部１６０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データに対して各種処理を施し、表示モニタ２２０に表示するための画像データを生成したり、メモリカード２００に格納するための画像データを生成したりする。例えば、画像処理部１６０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データに対して、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、傷補正などの各種処理を行う。また、画像処理部１６０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データを、Ｈ．２６４規格やＭＰＥＧ２規格に準拠した圧縮形式等により圧縮する。画像処理部１６０は、ＤＳＰやマイコンなどで実現可能である。
【００１９】
制御部１８０は、デジタルビデオカメラ１００全体を制御する。制御部１８０は半導体素子などで実現できる。制御部１８０はハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。制御部１８０は、マイコンなどで実現できる。
【００２０】
バッファ１７０は、画像処理部１６０及び制御部１８０のワークメモリとして機能する。バッファ１７０は、例えば、ＤＲＡＭ、強誘電体メモリなどで実現できる。
【００２１】
カードスロット１９０はメモリカード２００を着脱可能に保持する。カードスロット１９０は機械的及び電気的にメモリカード２００と接続可能である。メモリカード２００はフラッシュメモリや強誘電体メモリなどを内部に含み、画像処理部１６０で生成された画像ファイル等のデータを格納できる。
【００２２】
内部メモリ２４０は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどで構成される。内部メモリ２４０は、デジタルビデオカメラ１００全体を制御するための制御プログラム等を記憶する。また、内部メモリ２４０は点拡がり関数を格納している。
【００２３】
操作部材２１０は使用者からの操作を受け付けるユーザーインターフェースの総称である。操作部材２１０は、例えば、使用者からの操作を受け付ける十字キーや決定釦等を含む。
【００２４】
表示モニタ２２０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データが示す画像や、メモリカード２００から読み出された画像データが示す画像を表示できる画面２２０Ａを有する。また、表示モニタ２２０は、デジタルビデオカメラ１００の各種設定を行うための各種メニュー画面等も画面２２０Ａに表示できる。表示モニタ２２０の画面２２０Ａ上にはタッチパネル２２０Ｂが配置されている。タッチパネル２２０Ｂはユーザによりタッチされて各種タッチ操作を受け付けることができる。タッチパネル２２０Ｂに対するタッチ操作が示す指示は制御部１８０に通知され各種処理が行われる。
【００２５】
角速度センサ２５０は、手振れ等に起因してデジタルビデオカメラ１００に発生した角速度を検出する。角速度センサ２５０が検出した角速度は制御部１８０に通知される。制御部１８０は、角速度センサ２５０から通知された角速度により、デジタルビデオカメラ１００に発生した角速度に基づく画像のブレを解消するよう手振れ補正レンズ１１２を駆動させることができる。
〔２．デジタルビデオカメラ１００の動作〕
〔２−１．ＤＦＤ演算結果を用いたオートフォーカス動作〕
デジタルビデオカメラ１００は、ＤＦＤ演算の結果を用いてオートフォーカス動作を行う。図２は実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００のＤＦＤ演算の結果を用いたフォーカスレンズ制御を説明するためのブロック図である。
【００２６】
ＤＦＤ演算回路１６１は、画像処理部１６０内に構成された演算回路であり、ＤＦＤ演算を実施してＤｅｐｔｈマップを作成する。具体的には、ＤＦＤ演算回路１６１は、フォーカス位置を変動させることで、意図的に作り出したボケ量の異なる２枚の画像である観測画像ＰＡ、参照画像ＰＢと点拡がり関数とから観測画像ＰＡ（参照画像ＰＢ）の各画素での被写体距離を示すＤｅｐｔｈマップを作成する。
【００２７】
次に、ＤＦＤ演算回路１６１は、作成したＤｅｐｔｈマップを制御部１８０に通知する。制御部１８０は、通知されたＤｅｐｔｈマップに基づいてフォーカスレンズ１１３を駆動するようレンズ駆動部１２０を制御する。
【００２８】
以下、図２に示したＤＦＤ演算回路１６１によるＤＦＤ演算の詳細と、制御部１８０による被写体距離の決定の詳細について説明する。
【００２９】
まず、ＤＦＤ演算回路１６１によるＤＦＤ演算の詳細について説明する。図３は、実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００のＤＦＤ演算におけるフォーカスレンズ１１３の移動を説明するためのイメージ図である。ＤＦＤ演算において、制御部１８０はフォーカス位置を変動させることで、意図的にボケ量の異なる２枚の画像を作り出す。具体的には、図３に示すように、制御部１８０はレンズ駆動部１２０を制御して、時刻ｔ１におけるフォーカスレンズ１１３の位置をフォーカス位置Ｌ１に設定する。同様に、時刻ｔ２におけるフォーカスレンズ１１３の位置を、フォーカス位置Ｌ１と異なるフォーカス位置Ｌ２に設定する。ＣＭＯＳイメージセンサ１４０は、フォーカスレンズ１１３がフォーカス位置Ｌ１にあるときに被写体を撮像して、観測画像ＰＡを作成する。同様に、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０は、フォーカスレンズ１１３がフォーカス位置Ｌ２にあるときにその被写体を撮像して参照画像ＰＢを作成する。観測画像ＰＡと参照画像ＰＢとは、撮像されたときのフォーカスレンズ１１３の位置が異なるので、同一被写体を撮像した画像ではあるが互いにボケ量が異なる。
【００３０】
図４は、実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００のＤＦＤ演算による被写体距離の算出を説明するイメージ図である。ＤＦＤ演算回路１６１は、観測画像ＰＡを構成する各観測画素ＳＡ、参照画像ＰＢを構成する各参照画素ＳＢに対してＤＦＤ演算を行い、各画素ＳＡ（ＳＢ）での被写体距離を算出する。ＤＦＤ演算回路１６１は、観測画素ＳＡに複数の点拡がり関数を畳み込んで得られた結果である複数の観測画素ＣＡを、観測画素ＣＡと画像上の同じ座標の参照画素ＳＢと照合する。その動作を以下に説明する。
【００３１】
点拡がり関数は、光学系の点光源に対する応答を示す関数であり、ボケ量の変化を示す。点拡がり関数を、点光源の集合に対応する画像に畳み込む（Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）ことで、人為的にボケ画像を生成することができる。本実施の形態では、多数の被写体距離に対応して予め多数の点拡がり関数が内部メモリ２４０内に用意している。制御部１８０は、至近側から遠側までを１６段階の被写体距離に分解し、それらの被写体距離にそれぞれ対応する１６個の点拡がり関数ＰＳＦ１〜ＰＳＦ１６を内部メモリ２４０に用意された多数の点拡がり関数から選択する。そして、制御部１８０は、選択した１６個の点拡がり関数ＰＳＦ１〜ＰＳＦ１６をＤＦＤ演算回路１６１に通知する。
【００３２】
ＤＦＤ演算回路１６１は、各観測画素ＳＡでの被写体までの距離に対応した１６個の点拡がり関数ＰＳＦ１〜ＰＳＦ１６を各観測画素ＳＡに畳み込みすることで、各観測画素ＳＡでの被写体までの距離に対応した１６個の観測画素ＣＡ１〜ＣＡ１６を生成する。１６個の観測画素ＣＡ１〜ＣＡ１６は、畳み込まれている点拡がり関数がそれぞれ異なるので、それぞれ異なるボケ画像を形成する。
【００３３】
続いて、ＤＦＤ演算回路１６１は、観測画素ＣＡ１〜ＣＡ１６を参照画素ＳＢと照合し、観測画素ＣＡ１〜ＣＡ１６のうち参照画素ＳＢとの差分値が最小となる観測画素ＣＡｎを判定する。そして、観測画素ＣＡｎに畳み込まれている点拡がり関数に対応する被写体距離を観測画素ＳＡの被写体距離であると決定する。例えば、観測画素ＣＡ３と参照画素ＳＢとの差分値が、他の観測画素ＣＡ１〜２、ＣＡ４〜１６のそれぞれと参照画素ＳＢとの差分値と比較して最小となる場合、ＤＦＤ演算回路１６１は、観測画素ＣＡ３を作成する際に観測画素ＳＡに畳み込んだ点拡がり関数ＰＳＦ３に対応する被写体距離を観測画素ＳＡでの被写体距離であると決定し、その被写体距離に対応した距離情報を出力する。
【００３４】
以上の動作を、観測画像ＰＡ及び参照画像ＰＢの各画素について実施することにより、ＤＦＤ演算回路１６１は各画素についての被写体距離の分布であるＤｅｐｔｈマップを完成させる。実施の形態では各被写体までの距離に対応した１６個の点拡がり関数を用いたので、Ｄｅｐｔｈマップは１６階調の被写体距離を示す。
【００３５】
次に、制御部１８０はＤＦＤ演算により決定された被写体距離に基づいて、フォーカスレンズ１１３を移動させるべき位置である合焦位置を算出する。具体的には、制御部１８０は、トラッキングテーブルを参照して、求めた被写体距離と現在のズームレンズ１１１の位置とに基づいて合焦位置を算出する。図５は実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００の複数の被写体距離に対するズームトラッキングテーブルを示す。図５に示すように、ズームトラッキングテーブルは、代表的ないくつかの被写体距離ＤＬ（図５では１ｍ、２ｍ、３ｍ、無限遠）に対応してズームレンズ１１１の位置に対する合焦位置を示すカーブＤＭ１〜ＤＭ４を含む。制御部１８０は、ズームトラッキングテーブルに記載のカーブを被写体距離について補間することで、代表的な被写体距離ＤＬ以外の被写体距離についてもフォーカスレンズ１１３を移動させるべき位置である合焦位置を算出することができる。
【００３６】
制御部１８０は、算出された被写体距離とズームトラッキングテーブルとに基づいて合焦位置を決定する。そして、制御部１８０は、レンズ駆動部１２０を制御することによりフォーカスレンズ１１３を合焦位置へと移動させ、フォーカスレンズ１１３を被写体に対して合焦させることができる。
〔２−２．合焦動作の追従の動作〕
デジタルビデオカメラ１００は、デジタルビデオカメラ１００から追従対象の被写体までの距離を検出し、合焦動作を追従させる被写体距離の範囲を更新する。そして、デジタルビデオカメラ１００の制御部１８０は、フレーム内の被写体に対して合焦動作を追従するか否かを判定する。以下の説明では、光学系１１０の光軸１１０Ａに沿ってＺ軸を取り、デジタルビデオカメラ１００から被写体に向かう方向をＺ軸の正方向と定義する。
【００３７】
まず、デジタルビデオカメラ１００における合焦動作を追従させる被写体距離の範囲の更新について説明する。図６は、デジタルビデオカメラ１００における合焦動作を追従する被写体距離の範囲を更新する動作のフローチャートである。図７はデジタルビデオカメラ１００における合焦動作を追従する被写体距離の範囲の更新の動作を示すイメージ図である。
【００３８】
ユーザは、タッチパネル２００Ｂをタッチ操作することにより、表示モニタ２２０に表示されたスルー画像から、合焦動作を追従させる特定の被写体４０１を選択する（ステップＳ３０１）。実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００では、ＤＦＤ演算で得られた被写体距離に基づいて特定の被写体４０１を選択する。制御部１８０は、デジタルビデオカメラ１００からユーザが選択した特定の被写体４０１までの距離（被写体距離）Ｌ４０１に基づいて、特定の被写体４０１の移動を監視する。例えば、ユーザが、デジタルビデオカメラ１００から３メートルの距離に位置する特定の被写体４０１を選択した場合、制御部１８０は、３メートルの距離に位置する特定の被写体４０１の形状を認識する。制御部１８０は、認識した形状が示す特定の被写体４０１の移動を監視する。これにより、制御部１８０は、認識した形状を有する特定の被写体４０１がＺ軸の方向で移動したか否かを監視することができる。なお、特定の被写体４０１の監視の精度を向上させるために、特定の被写体４０１の顔の検出や色の検出による被写体追尾技術を併用してもよい。
【００３９】
続いて、制御部１８０は、特定の被写体４０１が存在するＺ軸方向での位置を基準位置として、図７（ａ）に示すように、合焦動作を追従させる被写体距離の追従範囲Ｒ４０１を設定する（ステップＳ３０２）。基準位置は、Ｚ軸の方向における追従範囲Ｒ４０１の中心であってもよいし、Ｚ軸の方向において所定の割合で内分する位置であってもよい。また、追従範囲Ｒ４０１は、制御部１８０に予め設定されていてもよいし、ユーザがマニュアルで設定してもよい。ユーザがマニュアルで追従範囲Ｒ４０１を設定する場合は、制御部１８０は被写体距離Ｌ４０１を示す数値を選択させてもよいし、ＤＦＤ演算により得られた複数の被写体の複数の被写体距離から選択させてもよい。実施の形態では、制御部１８０は追従範囲Ｒ４０１を、特定の被写体４０１のＺ軸の方向での位置を中心として±１メートルの位置の間に設定する。すなわち、制御部１８０は、被写体距離の追従範囲Ｒ４０１を２メートルから４メートルの範囲に設定する。
【００４０】
続いて、制御部１８０は、特定の被写体４０１がＺ軸の方向で移動したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３において特定の被写体４０１がＺ軸の方向に移動したと判定した場合には（ステップＳ３０３の「Ｙｅｓ」）、制御部１８０は、図７（ｂ）に示すように、合焦動作を追従させる追従範囲Ｒ４０１を更新する。例えば、特定の被写体４０１がＺ軸の方向に＋１メートルだけ移動してデジタルビデオカメラ１００から４メートルだけ離れた位置に移動した場合には、制御部１８０は追従範囲を特定の被写体４０１のＺ軸の方向での位置の±１メートルの位置の間に設定するので、合焦動作を追従させる追従範囲をデジタルビデオカメラ１００からＺ軸の方向で３メートルから５メートルまでの範囲に更新する。
【００４１】
一方、ステップＳ３０３において特定の被写体４０１がＺ軸の方向に移動したと判定しない場合には（ステップＳ３０３の「Ｎｏ」）、制御部１８０は合焦動作を追従させる追従範囲を更新せずに維持する。
【００４２】
次に、実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００による合焦動作の追従の要否の判定の動作について説明する。図８はデジタルビデオカメラ１００の合焦動作の追従の要否を判定する動作のフローチャートである。図９はデジタルビデオカメラ１００の合焦動作の追従の要否を判定する動作を示すイメージ図である。図９に示すように、特定の被写体４０１以外の或る被写体４０２がフレームに入ってきた場合に、或る被写体４０２が例えばフレームの中央等の所定の位置に来た等の合焦動作条件が満たされると、制御部１８０はフォーカスレンズ１１３に或る被写体４０２に対して合焦させることができる。実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００では、合焦条件が満たされても、制御部１８０がフォーカスレンズ１１３に或る被写体４０２に対して合焦させるか否かを最終的に判定する。
【００４３】
制御部１８０は、フレーム内の或る被写体４０２までの距離である被写体距離Ｌ４０２をＤＦＤ演算で得て、或る被写体４０２のＺ軸の方向での位置を検出する。制御部１８０は、フレーム内の或る被写体４０２が、合焦動作を追従させる追従範囲Ｒ４０１内に位置するか否かを判定する（ステップＳ４００）。
【００４４】
ステップＳ４００において、図９（ａ）に示すように、或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１内に位置すると判定した場合には（ステップＳ４００の「Ｙｅｓ」）、制御部１８０は、フレーム内の或る被写体４０２に対してフォーカスレンズ１１３に合焦させるように動作する（ステップＳ４０１）。一方、ステップＳ４００において、図９（ｂ）に示すように、或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１内に位置しないと判定する。すなわち追従範囲Ｒ４０１外に位置すると判定した場合には（ステップＳ４００の「Ｎｏ」）、制御部１８０は、フレーム内の或る被写体４０２に対してフォーカスレンズ１１３に合焦させない（ステップＳ４０２）。これにより、合焦動作を追従させる特定の被写体４０１に対して合焦している状態を維持させたい場合に、その他の或る被写体４０２がフレームインしてきたことによる不要な合焦動作を回避することができる。
【００４５】
また、制御部１８０は、或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１内にありかつフォーカスレンズ１１３に或る被写体４０２に対して合焦させているときに或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１内から追従範囲Ｒ４０１外に移動した場合には、フォーカスレンズ１１３に特定の被写体４０１に対して合焦させるように動作してもよい。さらには、制御部１８０は、フォーカスレンズ１１３に特定の被写体４０１に対して合焦させているときに或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１外から追従範囲Ｒ４０１内に移動した場合には、フォーカスレンズ１１３に或る被写体４０２に対して合焦させるように動作してもよい。
【００４６】
上述のように、撮像装置であるデジタルビデオカメラ１００は、被写体から被写体像を形成して被写体に対して合焦するフォーカスレンズ１１３と、被写体像を撮像して撮像データを生成する撮像センサであるＣＭＯＳイメージセンサ１４０と、フォーカスレンズ１１３を制御する制御部１８０とを備える。制御部１８０は、特定の被写体４０１が存在する位置に基づき追従範囲Ｒ４０１を設定するように動作する。さらに、制御部１８０は、或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１内にあるときは、フォーカスレンズ１１３に或る被写体４０２に対して合焦させるように動作する。さらに制御部１８０は、或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１外であるときは、フォーカスレンズ１１３に或る被写体４０２に対して合焦させないように動作する。また、制御部１８０は、  特定の被写体４０１の位置が変化したか否かを判定するように動作する。制御部１８０は、特定の被写体４０１の位置が変化したと判定した場合に特定の被写体４０１の位置に応じて追従範囲Ｒ４０１を更新する。制御部１８０は、特定の被写体４０１の位置が変化していないと判定した場合に追従範囲Ｒ４０１を維持するように動作する。
【００４７】
デジタルビデオカメラ１００は画像処理部１６０をさらに備えてもよい。フォーカスレンズ１１３が位置Ｌ１と位置Ｌ２にあるときに特定の被写体４０１に合焦して複数の被写体像を形成する。ＣＯＭＳイメージセンサ１４０は、それら複数の被写体像を撮像して複数の撮像データを生成する。画像処理部１６０は、それら複数の撮像データからボケ量を算出し、算出したボケ量に基づいて、特定の被写体４０１までの距離に対応した距離情報を作成するように動作する。この場合、制御部１８０は、距離情報に基づき、特定の被写体４０１が存在する位置に変化があったか否かを判定する。
〔３．効果等〕
上記説明したように、実施の形態にかかるデジタルビデオカメラ１００は、フォーカスレンズ１１３と、フォーカスレンズ１１３を介して形成された被写体像を撮像して撮像データを生成するＣＭＯＳイメージセンサ１４０と、制御部１８０とを備える。制御部１８０は、フォーカスレンズ１１３による合焦動作を追従させる対象とする特定の被写体４０１までの距離の範囲である追従範囲Ｒ４０１を設定する。さらに、制御部１８０は、或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１内であるときは、或る被写体４０２に合焦動作を追従させる。或る被写体４０２が追従範囲Ｒ４０１外であるときは、或る被写体４０２に合焦動作を追従させない。制御部１８０は、特定の被写体４０１の位置を基準位置として追従範囲Ｒ４０１を設定し、特定の被写体４０１の位置に変化があったと認められたときは、変化に応じて追従範囲Ｒ４０１を更新する。
【００４８】
これにより、デジタルビデオカメラ１００では特定の被写体４０１に対して合焦状態を維持させたい場合に、その他の或る被写体４０２がフレームインしてきたことによる不要な合焦動作の発生を回避することができ、特定の被写体４０１までの距離を用いて、より便利なフォーカス動作を実現できる。
〔４．他の実施形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
【００４９】
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
【００５０】
上記の実施の形態において、点拡がり関数は内部メモリ２４０に用意されている。本発明はこれに限定されず、点拡がり関数は、例えば画像処理部１６０内のメモリに用意されていてもよい。また、実施の形態におけるデジタルビデオカメラ１００では、１６個の点拡がり関数が選択されるが、Ｄｅｐｔｈマップの階調の数に応じて、選択される点拡がり関数の数は１６個以上であっても１６個未満であってもよい。
【００５１】
実施の形態における撮像装置であるデジタルビデオカメラは非レンズ交換式のデジタルビデオカメラであるが、これに限定されず、レンズ交換式のデジタルビデオカメラであってもよい。
【００５２】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【００５３】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【００５４】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明における撮像装置は、デジタルビデオカメラや、デジタルスチルカメラや、カメラ機能付携帯電話や、カメラ機能付スマートフォン等に適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１００  デジタルビデオカメラ（撮像装置）
１１３  フォーカスレンズ
１２０  レンズ駆動部
１４０  ＣＭＯＳイメージセンサ（撮像センサ）
１６０  画像処理部
１８０  制御部
４０１  特定の被写体
４０２  或る被写体
【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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