(57)【要約】【課題】被写体が撮像装置に対して前後に移動する場合においても、その移動する被写体を自動的に追尾してオートフォーカス処理を行うことが可能で、かつ、コストが増大することを抑えることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】被写体の移動を検出すると、複数のサブＡＦ評価値算出領域毎にＡＦ評価値を算出し、各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応するフォーカスレンズ１２８の合焦位置が全て被写界深度に入るように絞り値を制御しつつ、各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応するフォーカスレンズ１２８の合焦位置に基づいて、フォーカス位置を設定する。【選択図】図１
2012003029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子により被写体を結像する光学結像手段と、
前記光学結像手段により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段により変換された画像信号において、前記被写体の領域を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された領域を複数に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された各領域のそれぞれのＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出手段と、
前記被写体の移動を検出する移動検出手段と、
前記移動検出手段により前記被写体の移動が検出されると、前記ＡＦ評価値算出手段により算出される各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置が全て前記光学素子の被写界深度に入るように絞り値を制御しつつ、前記ＡＦ評価値算出手段により算出される各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置に基づいて、前記光学素子を移動させる追尾演算手段と、
を備える撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記抽出手段は、前記撮像手段により変換された画像信号において、ユーザーにより指定される基準領域内の画素の色又は輝度に類似する画素群を前記被写体の領域として抽出する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置であって、
前記追尾演算手段は、
前記抽出手段により抽出された領域の大きさの変化を検出するサイズ検出手段と、
前記サイズ検出手段により検出された前記領域の大きさの変化に基づいて、前記抽出手段により抽出された領域においてコントラストが大きい部分を示す追尾領域の大きさを変更する画像拡大縮小手段と、
前記画像拡大縮小手段により変更された追尾領域に基づいて、前記抽出手段により抽出された領域において前記追尾領域を包含する探索領域の大きさを変更する探索領域設定手段と、
前記変更後の探索領域において、前記変更後の追尾領域に最も類似する領域を、移動後の前記追尾領域として検出するマッチング演算手段と、
前記マッチング演算手段により検出された移動後の追尾領域の移動量に基づいて、前記ＡＦ評価値を算出するための前記光学素子の移動量を算出する追尾制御手段と、
を備える撮像装置。
【請求項４】
光学素子により被写体を結像し、
前記結像された被写体像を画像信号に変換し、
前記画像信号において、前記被写体の領域を抽出し、
前記抽出された領域を複数に分割し、
前記分割された各領域のそれぞれのＡＦ評価値を算出し、
前記被写体の移動を検出すると、前記各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置が全て前記光学素子の被写界深度に入るように絞り値を制御しつつ、前記各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置に基づいて、前記光学素子を移動させる
ことを特徴とするオートフォーカス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス処理機能を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、移動する被写体を自動的に追尾してオートフォーカス処理を行う技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１では、ＣＣＤ／ＣＭＯＳなどの撮像素子を用いて被写体を撮像し、撮像素子から出力される画像信号に基づいてフォーカスレンズを移動させることによって、合焦位置の調節を行っている。すなわち、特許文献１には、フォーカスレンズを光軸に対して平行に動かしながら画像信号の周波数成分を解析して合焦位置を検出する方式と、被写体に対応する画像信号を基準パターンとして予め記憶しておき、画像信号の中から基準パターンに対応する部分をパターンマッチングにより探索することで被写体の位置の変化を検出し、被写体を追尾する方式とが開示されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示される被写体の追尾方式では、被写体が撮像装置に対して前後に移動した場合、その被写体の移動を検出することができず、被写体を追尾することができないという問題がある。
【０００４】
そこで、被写体が撮像装置に対して前後に移動する場合の被写体を自動的に追尾してオートフォーカス処理を行うことが可能な技術として、特許文献２には、被写体の輝度又は色情報を測光する測光手段と、被写体を撮像する際の光学系の焦点検出を行う焦点検出手段とを備え、測光手段からの測光情報及びその測光情報に対応する焦点検出手段からの焦点検出情報に基づいて、被写体を追尾してオートフォーカス処理を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５８４３１号公報
【特許文献２】特開２００８−９０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２では、測光手段として、各画素にそれぞれ対応する複数の撮像素子が使用されるとともに、焦点検出手段として、位相差検出方式によるデフォーカス量検出用の撮像素子が使用される。このように、特許文献２では、被写体撮影用の撮像素子の他にも複数の撮像素子が使用され、それら撮像素子に導光するための光学素子なども必要になるため、コストが増加してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、被写体が撮像装置に対して前後に移動する場合においても、その移動する被写体を自動的に追尾してオートフォーカス処理を行うことが可能で、かつ、コストが増大することを抑えることが可能な撮像装置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】
【０００８】
本発明の撮像装置は、光学素子により被写体を結像する光学結像手段と、前記光学結像手段により結像された被写体像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により変換された画像信号において、前記被写体の領域を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された領域を複数に分割する分割手段と、前記分割手段により分割された各領域のそれぞれのＡＦ評価値を算出するＡＦ評価値算出手段と、前記被写体の移動を検出する移動検出手段と、前記移動検出手段により前記被写体の移動が検出されると、前記ＡＦ評価値算出手段により算出される各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置が全て前記光学素子の被写界深度に入るように絞り値を制御しつつ、前記ＡＦ評価値算出手段により算出される各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置に基づいて、前記光学素子を移動させる追尾演算手段とを備える。
【０００９】
また、前記抽出手段は、前記撮像手段により変換された画像信号において、ユーザーにより指定される基準領域内の画素の色又は輝度に類似する画素群を前記被写体の領域として抽出するように構成してもよい。
【００１０】
また、前記追尾演算手段は、前記抽出手段により抽出された領域の大きさの変化を検出するサイズ検出手段と、前記サイズ検出手段により検出された前記領域の大きさの変化に基づいて、前記抽出手段により抽出された領域においてコントラストが大きい部分を示す追尾領域の大きさを変更する画像拡大縮小手段と、前記画像拡大縮小手段により変更された追尾領域に基づいて、前記抽出手段により抽出された領域において前記追尾領域を包含する探索領域の大きさを変更する探索領域設定手段と、前記変更後の探索領域において、前記変更後の追尾領域に最も類似する領域を、移動後の前記追尾領域として検出するマッチング演算手段と、前記マッチング演算手段により検出された移動後の追尾領域の移動量に基づいて、前記ＡＦ評価値を算出するための前記光学素子の移動量を算出する追尾制御手段とを備えるように構成してもよい。
【００１１】
また、本発明のオートフォーカス処理方法は、光学素子により被写体を結像し、前記結像された被写体像を画像信号に変換し、前記画像信号において、前記被写体の領域を抽出し、前記抽出された領域を複数に分割し、前記分割された各領域のそれぞれのＡＦ評価値を算出し、前記被写体の移動を検出すると、前記各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置が全て前記光学素子の被写界深度に入るように絞り値を制御しつつ、前記各ＡＦ評価値の最大値にそれぞれ対応する前記光学素子の合焦位置に基づいて、前記光学素子を移動させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、被写体が撮像装置に対して前後に移動する場合に、その移動する被写体を自動的に追尾してオートフォーカス処理を行うことが可能で、かつ、コストが増大することを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。
【図２Ａ】被写体追尾部を示す図である。
【図２Ｂ】初期設定部を示す図である。
【図２Ｃ】追尾演算部を示す図である。
【図３】被写体追尾モードが選択されたときのシステムコントローラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】ｎフレーム目に撮像された画像とｎ＋１フレーム目に撮像された画像の一例を示す図である。
【図５】初期処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６Ａ】基準領域の一例を示す図である。
【図６Ｂ】被写体領域の一例を示す図である。
【図６Ｃ】追尾領域の一例を示す図である。
【図６Ｄ】探索領域の一例を示す図である。
【図６Ｅ】ＡＦ評価値算出領域の一例を示す図である。
【図６Ｆ】サブＡＦ評価値算出領域の一例を示す図である。
【図７Ａ】被写体領域の抽出方法の一例を説明するための図である。
【図７Ｂ】被写体領域の抽出方法の一例を説明するための図である。
【図７Ｃ】被写体領域の抽出方法の一例を説明するための図である。
【図８】ＡＦ評価値とフォーカスレンズの合焦位置との関係を示す図である。
【図９】被写体移動時のＡＦ処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】被写体が無限側にある場合のプログラム線図の一例を示す図である。
【図１１】被写体が至近側にある場合のプログラム線図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。
図１に示す撮像装置は、ボディ１０１と、撮影レンズ１０２とを備えて構成される。
ボディ１０１は、メカシャッター１０３と、撮像素子１０４と、ＣＤＳ（相関２重サンプリング回路）１０５と、ＡＭＰ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１０６と、Ａ／Ｄ変換器１０７と、メカシャッター駆動部１０８と、撮像素子駆動部１０９と、メモリ１１０と、ＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）処理部１１１と、ＡＦ処理部１１２と、システムコントローラ１１３と、画像処理部１１４と、圧縮伸張部１１５と、システムバス１１６と、レンズ制御部１１７と、ＵＩ（Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）制御部１１８と、表示制御部１１９と、被写体追尾部１２０と、記録媒体制御部１２１と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１２２と、ＥＶＦ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｖｉｅｗ  Ｆｉｎｄｅｒ）１２３と、記録媒体１２４とを備えて構成される。
【００１５】
撮影レンズ１０２は、通信路１２５と、通信制御部１２６と、システムコントローラ１２７と、フォーカスレンズ１２８と、フォーカスレンズ駆動部１２９と、ズームレンズ１３０と、ズームレンズ駆動部１３１と、絞り１３２と、絞り駆動部１３３とを備えて構成される。
【００１６】
ＵＩ制御部１１８は、不図示の各種ボタンやダイヤルなどのユーザーインターフェイスがユーザーにより操作されると、その操作に対応する入力情報をシステムコントローラ１１３に出力する。システムコントローラ１１３は、その入力情報に基づいて、撮像装置の動作を制御する。
【００１７】
フォーカスレンズ駆動部１２９はモータとモータドライバにより構成され、ＡＦ処理部１１２から出力されるフォーカス位置データに基づいて駆動が制御される。フォーカスレンズ駆動部１２９が駆動することによりフォーカスレンズ１２８の位置が制御される。
【００１８】
ズームレンズ駆動部１３１はモータとモータドライバにより構成され、ＵＩ制御部１１８から出力される、ユーザーのズーム操作に対応するズーム位置データに基づいて駆動が制御される。ズームレンズ駆動部１３１が駆動することによりズームレンズ１３０の位置が制御される。
【００１９】
絞り駆動部１３３はモータとモータドライバにより構成され、ＡＥ処理部１１１から出力される絞り値データに基づいて駆動が制御される。絞り駆動部１３３が駆動することにより絞り１３２の径が制御される。
【００２０】
なお、フォーカス位置データ、ズーム位置データ、及び絞り値データは、所定タイミングにおいて、レンズ制御部１１７、通信路１２５、及び通信制御部１２６を介して、ボディ１０１から撮影レンズ１０２に送られるものとする。
【００２１】
メカシャッター駆動部１０８はモータとモータドライバにより構成され、静止画撮影時、シャッタボタンが押されたことを示す入力信号がＵＩ制御部１１８から出力されるタイミングに合わせて、ＡＥ処理部１１１から出力されるシャッタ速度データに基づいて駆動が制御される。メカシャッター駆動部１０８が駆動することによりメカシャッター１０３の開閉が制御される。なお、動画撮影時、メカシャッター駆動部１０８は駆動しないものとする。
【００２２】
撮像素子１０４は、多数の受光素子がマトリクス状に配置されてなる光電面を有しており、撮影レンズ１０２を通過し光電面に結像された被写体像を光電変換する。また、撮像素子１０４は、ＲＧＢのそれぞれの色フィルタがモザイク状に配置されている。また、撮像素子１０４は、撮像素子駆動部１０９から供給される垂直転送クロック信号及び水平転送クロック信号に同期して、画素毎に蓄積された電荷を読み出し画像信号として出力する。各画素における電荷の露光時間は、撮像素子駆動部１０９から与えられる電子シャッタ駆動信号によって制御される。撮像素子１０４から出力される画像信号は、ＣＤＳ１０５でノイズ除去が行われ、ゲイン調整が行われた後、ＡＭＰ１０６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０７でデジタルの画像信号に変換される。
【００２３】
システムコントローラ１１３は、動画撮影開始指示を示す入力信号がＵＩ制御部１１８から送られてくると、撮像素子駆動部１０９の駆動を制御することにより撮像素子１０４の電荷読み出しの制御を行い、ＣＤＳ１０５、ＡＭＰ１０６、及びＡ／Ｄ変換器１０７により処理された画像信号をメモリ１１０に書き込む。ＡＦ処理部１１２は、連続的にメモリ１１０に書き込まれた各画像信号及びユーザーにより指定される基準領域の位置を示す入力情報を用いて、フォーカス位置データを演算する。ＡＥ処理部１１１は、連続的にメモリ１１０に書き込まれた各画像信号を用いて、被写体輝度を算出し、シャッタ速度データや絞り値データなどの露出条件を決定する。
【００２４】
表示制御部１１９は、メモリ１１０に書き込まれた各画像信号をスルー画としてＬＣＤ１２２やＥＶＦ１２３に表示可能なフォーマットに変換し、ＬＣＤ１２２やＥＶＦ１２３に表示させる。ユーザーによりスルー画表示モードや撮影モードが選択されているとき、メモリ１１０に所定間隔で書き込まれる各画像信号がＬＣＤ１２２やＥＶＦ１２３に表示される。
【００２５】
画像処理部１１４は、メモリ１１０に書き込まれた画像信号に対して、カラー化、ガンマ補正、コントラスト補正、輪郭強調などの処理を行う。
圧縮伸張部１１５は、画像処理部１１４で処理された画像信号に対して、所定の圧縮形式で圧縮処理を行う。圧縮処理後の画像信号は、記録媒体制御部１２１により制御される記録媒体１２４に記録される。また、圧縮伸張部１１５は、ＵＩ制御部１１８により動画再生モードが選択されているとき、記録媒体１２４から読み出した画像信号に対して、伸張処理を行う。伸張処理後の画像信号は、表示制御部１１９に出力され、ＬＣＤ１２２やＥＶＦ１２３に表示される。
【００２６】
被写体追尾部１２０は、ユーザーにより被写体追尾モードが選択された旨を示す入力信号がＵＩ制御部１１８からシステムコントローラ１１３に出力されると、画像信号内の被写体を自動追尾する。
【００２７】
図２Ａは、被写体追尾部１２０を示す図である。
図２Ａに示す被写体追尾部１２０は、初期設定部１００１と、追尾演算部１００２とを備えて構成される。
【００２８】
図２Ｂは、初期設定部１００１を示す図である。
図２Ｂに示す初期設定部１００１は、被写体抽出部１００３と、被写体領域分割部１００４と、奥行き検出部１００５とを備えて構成される。
【００２９】
図２Ｃは、追尾演算部１００２を示す図である。
図２Ｃに示す追尾演算部１００２は、サイズ検出部１００６と、画像拡大縮小部１００７と、探索領域設定部１００８と、マッチング演算部１００９と、追尾制御部１０１０とを備えて構成されている。
【００３０】
図３は、撮影モードが選択されているときにおいてさらに被写体追尾モードが選択されたときのシステムコントローラ１１３の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図４に示すように、被写体が無限側（撮像装置を基準として遠い）から至近側（撮像装置を基準として近い）に移動しているときのシステムコントローラ１１３の動作について説明する。
【００３１】
まず、システムコントローラ１１３は、ユーザーにより被写体追尾モードが選択された旨を示す入力信号がＵＩ制御部１１８から受け取ると（Ｓ５０１）、初期処理を行う（Ｓ５０２）。
【００３２】
図５は、初期処理の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、システムコントローラ１１３は、初期処理の動作を開始すると（Ｓ６０１）、レンズや撮像素子１０４などの動作を制御して撮像を行い、画像信号をＬＣＤ１２２やＥＶＦ１２３に表示させる（Ｓ６０２）。
【００３３】
次に、システムコントローラ１１３は、ユーザーにより指定される基準領域の位置を示す入力情報をＵＩ制御部１１８から受け取る（Ｓ６０３）。例えば、システムコントローラ１１３は、図６Ａに示すような矩形領域を基準領域としてＬＣＤ１２２やＥＶＦ１２３の中心に表示させる。ユーザーは、ユーザーインターフェイスを操作することにより基準領域を上下左右に移動させて被写体に合わせ、基準領域の位置を決定する。基準領域の位置が決定されると、その基準領域の位置を示す入力情報がＵＩ制御部１１８からシステムコントローラ１１３に出力される。
【００３４】
次に、システムコントローラ１１３は、被写体抽出部１００３において、位置が決定された基準領域内の画像信号に基づいて、被写体領域を抽出する（Ｓ６０４）。例えば、被写体抽出部１００３は、図６Ｂに示すような被写体領域を抽出する。被写体領域の抽出方法としては、例えば、まず、図７Ａに示す基準領域内の各画素のうち、図７Ｂに示すような基準画素（基準領域の中心の画素など）を決定する。次に、図７Ｃに示すように、基準画素の近傍の各画素のうち所定条件を満足する画素（基準画素の色又は輝度に類似する画素）に同一のラベルをつけていく。そして、同一のラベルがついた画素からなる画素群を被写体領域とする。このように、予め設定した画素値に関する条件を満足し空間的に連続した領域を被写体領域とする。
【００３５】
次に、システムコントローラ１１３は、被写体抽出部１００３において、被写体領域に基づき、追尾に適した領域として追尾領域（例えば、被写体領域内においてコントラストの変化が大きい部分又は被写体領域内において最もコントラストの変化が大きい部分）及び追尾領域の移動先を探索する領域として探索領域（例えば、被写体領域内において追尾領域を中心として、追尾領域を上下左右に所定画素分広げた部分）を設定する（Ｓ６０５）。例えば、被写体抽出部１００３は、図６Ｃ及び図６Ｄに示すような追尾領域及び探索領域を設定する。
【００３６】
次に、システムコントローラ１１３は、被写体領域分割部１００４において、被写体領域に基づき、ＡＦ評価値算出領域を設定するとともに、そのＡＦ評価値算出領域を複数のサブＡＦ評価値算出領域に分割する（Ｓ６０６）。例えば、被写体領域分割部１００４は、図６Ｅに示すように、被写体領域を包含する矩形領域をＡＦ評価値算出領域として設定する。また、例えば、被写体領域分割部１００４は、図６Ｆに示すように、ＡＦ評価値算出領域をサブＡＦ評価値算出領域（１）〜（７）に分割する。
【００３７】
次に、システムコントローラ１１３は、フォーカスレンズ１２８を所定のフォーカス位置に移動させ（Ｓ６０７）、撮像を行い（Ｓ６０８）、ＡＦ処理部１１２において、各サブＡＦ評価値算出領域のＡＦ評価値をバンドパスフィルタを用いて算出し（Ｓ６０９）、それらＡＦ評価値をメモリ１１０に記憶させる（Ｓ６１０）。
【００３８】
次に、システムコントローラ１１３は、フォーカスレンズ１２８を全ての所定のフォーカス位置に移動させたか否かを判断する（Ｓ６１１）。
フォーカスレンズ１２８を全ての所定のフォーカス位置に移動させていないと判断した場合（Ｓ６１１がＮｏ）、システムコントローラ１１３は、Ｓ６０７に戻り、次の所定のフォーカス位置にフォーカスレンズ１２８を移動させる。すなわち、このＳ６０７〜Ｓ６１０は、フォーカスレンズ１２８の合焦位置が最も無限側になるところから最も至近側になるところまで、又は、フォーカスレンズ１２８の合焦位置が最も至近側になるところから最も無限側になるところまで、フォーカス位置を所定量ずつ移動させながら繰り返し行うものとする。
【００３９】
一方、フォーカスレンズ１２８を全ての所定のフォーカス位置に移動させたと判断した場合（Ｓ６１１がＹｅｓ）、システムコントローラ１１３は、奥行き検出部１００５において、各サブＡＦ評価値算出領域のＡＦ評価値が最大になるときのフォーカスレンズ１２８の合焦位置をそれぞれ求め、その求めた各合焦位置において最も無限側の合焦位置から最も至近側の合焦位置までの距離を、被写体の奥行き方向の大きさとして検出する（Ｓ６１２）。フォーカスレンズ１２８の全ての所定のフォーカス位置において、それぞれ、ＡＦ評価値が算出されると、例えば、図８に示すように、サブＡＦ評価値算出領域（１）〜（７）毎に、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ１２８の合焦位置との関係を示すコントラストカーブ（１）〜（７）が得られる。図８は、わかりやすく表示するために、コントラストカーブ（１）〜（７）をそれぞれ最大値で正規化して表示している。
【００４０】
次に、システムコントローラ１１３は、ＡＦ処理部１１２において、被写体の奥行き方向の大きさに基づき、被写体全体が被写界深度に入るように、初期のプログラム線図を選択するともに（Ｓ６１３）、フォーカスレンズ１２８の初期のフォーカス位置を被写体の奥行き方向の大きさの中心に対応する合焦位置に移動させて（Ｓ６１４）、初期処理を終了する（Ｓ６１５）。
【００４１】
次に、システムコントローラ１１３は、初期処理が終了すると、図３に示すフローチャートに戻り、撮像を行う（Ｓ５０３）。このとき、取得される画像信号はＬＣＤ１２２やＥＶＦ１２３に表示される。
【００４２】
次に、システムコントローラ１１３は、追尾領域により被写体の移動を監視し（Ｓ５０４）、被写体が所定量移動したか否かを判断する（Ｓ５０５）。例えば、システムコントローラ１１３は、Ｓ５０３で画像信号が取得される度に追尾領域の移動量を加算していくことで移動評価値を求め、その移動評価値が所定値以上になると、被写体が移動したと判断する。
【００４３】
被写体が所定量移動していないと判断した場合（Ｓ５０５がＮｏ）、システムコントローラ１１３は、被写体停止時のＡＦ処理を行い（Ｓ５０７）、被写体追尾モードの終了指示を受け取ったか否かを判断する（Ｓ５０８）。なお、被写体停止時のＡＦ処理は、一般的なＡＦ処理とする。
【００４４】
システムコントローラ１１３は、被写体追尾モードの終了指示を受け取っていないと判断した場合（Ｓ５０８がＮｏ）、Ｓ５０３に戻り、被写体追尾モードの終了指示を受け取ったと判断した場合（Ｓ５０８がＹｅｓ）、被写体追尾モードを終了する（Ｓ５０９）。
【００４５】
一方、被写体が所定量移動していると判断した場合（Ｓ５０５がＹｅｓ）、システムコントローラ１１３は、被写体移動時のＡＦ処理を行い（Ｓ５０６）、Ｓ５０８に進む。
図９は、被写体移動時のＡＦ処理を説明するためのフローチャートである。
【００４６】
まず、システムコントローラ１１３は、被写体移動時のＡＦ処理が開始されると（Ｓ７０１）、サイズ検出部１００６において、被写体領域の大きさの変動量を算出する（Ｓ７０２）。例えば、サイズ検出部１００６は、初期処理時に抽出された被写体領域を基準として、Ｓ５０３で撮像された画像信号における被写体領域の大きさや面積の変動量を算出する。
【００４７】
次に、システムコントローラ１１３は、画像拡大縮小部１００７において、被写体領域の大きさの変動量に基づき、追尾領域の拡大又は縮小を行うとともに（Ｓ７０３）、探索領域設定部１００８において、拡大後又は縮小後の追尾領域に基づき、探索領域の更新を行う（Ｓ７０４）。例えば、被写体領域の大きさが増加したとき、画像拡大縮小部１００７は、被写体領域の大きさの変動量に基づいて、追尾領域を拡大し、探索領域設定部１００８は、その拡大後の追尾領域を用いて探索領域を再度設定する。また、被写体領域の大きさが減少したとき、画像拡大縮小部１００７は、被写体領域の大きさの変動量に基づいて、追尾領域を縮小し、探索領域設定部１００８は、その縮小後の追尾領域を用いて探索領域を再度設定する。なお、Ｓ７０２において被写体領域の大きさの変動量がゼロであった場合、Ｓ７０３及びＳ７０４の処理を省略してもよい。
【００４８】
次に、システムコントローラ１１３は、マッチング演算部１００９において、Ｓ７０３で拡大又は縮小を行った追尾領域とＳ７０４で再度設定した探索領域とのブロックマッチングを行い、探索領域において追尾領域が最も一致する領域を移動後の追尾領域として検出する（Ｓ７０５）。
【００４９】
次に、システムコントローラ１１３は、追尾制御部１０１０において、Ｓ７０５で検出した移動後の追尾領域と、過去に撮像された画像信号（例えば、１フレーム前の画像信号）においてＳ７０５で検出した移動後の追尾領域との位置及び大きさの変化に基づき、被写体の移動量を算出する（Ｓ７０６）。
【００５０】
次に、システムコントローラ１１３は、追尾制御部１０１０において、Ｓ７０５で検出した移動後の追尾領域と、過去に撮像された画像信号（例えば、１フレーム前の画像信号）においてＳ７０５で検出した移動後の追尾領域との位置の比較に基づき、被写体の移動方向を判別する（Ｓ７０７）。
【００５１】
次に、システムコントローラ１１３は、メモリ１１０に記憶されている追尾領域を、Ｓ７０５で検出した移動後の追尾領域に更新する（Ｓ７０８）。
次に、システムコントローラ１１３は、Ｓ６１２で求めた被写体の奥行き方向の大きさとＳ７０６で算出した被写体の移動量とＳ７０７で判別した被写体の移動方向とに基づいて算出される移動量分、フォーカスレンズ１２８を移動させながら３枚の画像信号を取得し、ＡＦ処理部１１２において、それら３枚の画像信号におけるサブＡＦ評価値算出領域毎のＡＦ評価値を算出する（Ｓ７０９）。なお、ＡＦ評価値を算出するために所得される画像信号の枚数は３枚に限定されない。
【００５２】
次に、システムコントローラ１１３は、追尾制御部１０１０において、３枚の画像信号における各サブＡＦ評価値算出領域において、それぞれ、最も高いＡＦ評価値をフォーカスレンズ１２８の合焦位置として検出する（Ｓ７１０）。
【００５３】
次に、システムコントローラ１１３は、追尾制御部１０１０において、Ｓ７１０で検出した全ての合焦位置が被写界深度に入っていないか否かを判断する（Ｓ７１１）。
全ての合焦位置が被写界深度に入っていないと判断した場合（Ｓ７１１がＹｅｓ）、システムコントローラ１１３は、追尾制御部１０１０において、全ての合焦位置が被写界深度に入るように、プログラム線図を変更し（Ｓ７１２）、Ｓ７１０で検出した全ての合焦位置の中心の合焦位置にフォーカスレンズ１２８を移動させて（Ｓ７１３）、被写体移動時のＡＦ処理を終了する（Ｓ７１４）。例えば、被写体が無限側から至近側に移動している場合、システムコントローラ１１３は、図１０に示すプログラム線図から図１１に示すプログラム線図に変更して、絞り値をＦ５．６からＦ８に変化させて、被写界深度を深くする。なお、プログラム線図の変更による絞り値の変化は、より細かく行われてもよい。
【００５４】
一方、全ての合焦位置が被写界深度に入っていると判断した場合（Ｓ７１１がＮｏ）、システムコントローラ１１３は、Ｓ７１３に進む。
本実施形態の撮像装置によれば、被写体追尾モード時、被写体領域を包含するＡＦ評価値算出領域を複数のサブＡＦ評価値算出領域に分割し、それらサブＡＦ評価値算出領域における最も大きいＡＦ評価値に対応するフォーカスレンズ１２８の合焦位置を求め、それら求めた合焦位置が全て被写界深度に入るように絞り値を制御しつつ、それら求めた合焦位置の中心をフォーカス位置としている。これにより、被写体が撮像装置に対して無限側から至近側に、又は至近側から無限側に移動していても、被写体を自動に追尾してＡＦ処理を行うことができる。また、被写体撮影用の撮像素子の他に撮像素子や光学素子を備える必要がないため、その分コストを抑えることができるとともに、撮像装置を小型軽量化することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０１  ボディ
１０２  撮影レンズ
１０３  メカシャッター
１０４  撮像素子
１０５  ＣＤＳ
１０６  ＡＭＰ
１０７  Ａ／Ｄ変換器
１０８  メカシャッター駆動部
１０９  撮像素子駆動部
１１０  メモリ
１１１  ＡＥ処理部
１１２  ＡＦ処理部
１１３  システムコントローラ
１１４  画像処理部
１１５  圧縮伸張部
１１６  システムバス
１１７  レンズ制御部
１１８  ＵＩ制御部
１１９  表示制御部
１２０  被写体追尾部
１２１  記録媒体制御部
１２２  ＬＣＤ
１２３  ＥＶＦ
１２４  記録媒体
１２５  通信路
１２６  通信制御部
１２７  システムコントローラ
１２８  フォーカスレンズ
１２９  フォーカスレンズ駆動部
１３０  ズームレンズ
１３１  ズームレンズ駆動部
１３２  絞り
１３３  絞り駆動部
１００１  初期設定部
１００２  追尾演算部
１００３  被写体抽出部
１００４  被写体領域分割部
１００５  奥行き検出部
１００６  サイズ検出部
１００７  画像拡大縮小部
１００８  探索領域設定部
１００９  マッチング演算部
１０１０  追尾制御部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図４】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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