(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-20
(45)【発行日】2023-12-28
(54)【発明の名称】レンズ制御装置、その制御方法
(51)【国際特許分類】
G02B 7/28 20210101AFI20231221BHJP
G02B 7/34 20210101ALI20231221BHJP
G03B 13/36 20210101ALI20231221BHJP
G03B 15/00 20210101ALI20231221BHJP
H04N 23/67 20230101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
G02B7/28 N
G02B7/34
G03B13/36
G03B15/00 Q
H04N23/67
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2019153207
(22)【出願日】2019-08-23
(65)【公開番号】P2021033061
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-08-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】本宮 英育
(72)【発明者】
【氏名】横関 誠
(72)【発明者】
【氏名】石井 和憲
(72)【発明者】
【氏名】加藤 篤
【審査官】▲うし▼田 真悟
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－０８５８４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－１４６００９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０４９２５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２８２１０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２１８１６１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ７／２８－７／４０
Ｇ０３Ｂ １３／３６
Ｈ０４Ｎ ２３／６７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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フォーカスレンズを移動させる制御を行う制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、加速制御、等速制御、減速制御の３つの速度制御パターンを持ち、
前記デフォーカス量が所定値未満の場合に、前記等速制御から前記減速制御に遷移し、
前記所定値は、焦点距離が第１の距離以上の場合に一定の固定値となり、前記焦点距離が前記第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に前記焦点距離が大きいほど大きいデフォーカス量となり、前記焦点距離が前記第２の距離以下の場合に一定の固定値となるのであって、前記焦点距離が第１の距離以上の場合の固定値が、前記焦点距離が第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に設定されるデフォーカス量の最大値であり、前記焦点距離が前記第２の距離以下の場合の固定値が、前記焦点距離が第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に設定されるデフォーカス量の最小値となることを特徴とするレンズ制御装置。
【請求項2】
前記速度制御パターンは、前記加速制御の継続時間が所定時間を超えた場合に、前記加速制御から前記等速制御に遷移することを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項3】
前記速度制御パターンは、前記フォーカスレンズの無限端までの距離が、減速制御の継続時間を確保するための所定値未満の場合に、前記等速制御から前記減速制御に遷移することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ制御装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記加速制御の際に、前記加速制御の継続時間に基づいた速度制御を行い、前記等速制御の際に、所定の速度での速度制御を行い、前記減速制御の際に、前記デフォーカス量に基づいた速度制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ制御装置。
【請求項5】
前記焦点検出手段は、撮影光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して生成された一対の信号に基づいて前記デフォーカス量を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項6】
前記焦点検出手段は、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像素子から出力された信号に基づいて前記デフォーカス量を検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のレンズ制御装置。
【請求項7】
前記撮影光学系は、ズームレンズとフォーカスレンズを含むことを特徴とする請求項５に記載のレンズ制御装置。
【請求項8】
デフォーカス量を検出する焦点検出工程と、前記デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを移動させる制御を行う制御工程と、
を有し、
前記制御工程では、加速制御、等速制御、減速制御の３つの速度制御パターンを持ち、
前記デフォーカス量が所定値未満の場合に、前記等速制御から前記減速制御に遷移し、
前記所定値は、焦点距離が第１の距離以上の場合に一定の固定値となり、前記焦点距離が前記第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に前記焦点距離が大きいほど大きいデフォーカス量となり、前記焦点距離が前記第２の距離以下の場合に一定の固定値となるのであって、前記焦点距離が第１の距離以上の場合の固定値が、前記焦点距離が第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に設定されるデフォーカス量の最大値であり、前記焦点距離が前記第２の距離以下の場合の固定値が、前記焦点距離が第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に設定されるデフォーカス量の最小値となることを特徴とするレンズ制御装置の制御方法。
【請求項9】
請求項８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに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、フォーカスレンズの駆動を制御するレンズ制御装置に関する。また、その制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、カメラにおいて、フォーカスレンズを含む撮影光学系を通過した視差を有する一対の光束を撮像素子が受光して光電変換した一対の像信号に基づいて焦点検出を行う位相差検出式の焦点検出が一般に知られている。特許文献１によれば、焦点検出結果から動体や被写体の変更を検知し、追従ＡＦ制御とピント送りＡＦ制御とを切り替え、ボケの発生を抑えたレンズ駆動を実現している。ピント送りＡＦ制御においては、焦点検出結果に応じて、レンズを駆動させて合焦位置まで移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１８－３６５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１によれば、焦点検出結果の有無に応じて、レンズ制御を変更しているため、合焦動作が被写体により異なってしまう。つまり、被写体のコントラストによって、合焦時間が異なることがあるため、ユーザに合焦制御が不安定な印象を与えてしまう。
【0005】
そこで、本発明は、従来技術と比較して、焦点検出結果に寄らず、レンズの減速制御を安定させ合焦時間を一定にさせるレンズ制御装置を提供することを目的とする。また、その制御方法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】
【0006】
本発明の技術的特徴として、デフォーカス量を検出する焦点検出工程と、前記デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを移動させる制御を行う制御工程と、を有し、前記制御工程では、加速制御、等速制御、減速制御の３つの速度制御パターンを持ち、前記デフォーカス量が所定値未満の場合に、前記等速制御から前記減速制御に遷移し、前記所定値は、焦点距離が第１の距離以上の場合に一定の固定値となり、前記焦点距離が前記第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に前記焦点距離が大きいほど大きいデフォーカス量となり、前記焦点距離が前記第２の距離以下の場合に一定の固定値となるのであって、前記焦点距離が第１の距離以上の場合の固定値が、前記焦点距離が第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に設定されるデフォーカス量の最大値であり、前記焦点距離が前記第２の距離以下の場合の固定値が、前記焦点距離が第１の距離より小さく第２の距離より大きい場合に設定されるデフォーカス量の最小値となることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、従来技術と比較して、焦点検出結果に寄らず、レンズの減速制御を安定させ合焦時間を一定にさせるレンズ制御装置を提供することを目的とする。また、その制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本実施形態におけるカメラ及びレンズの構成を示すブロック図である。
【図2】本実施形態における撮像面位相差検出方式の画素構成を説明する図である。
【図3】本実施形態における動画撮影処理を示すフローチャートである。
【図4】本実施形態の第一の実施形態におけるＡＦ再起動判定を示すフローチャートである。
【図5】本実施形態におけるピント送りＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図6】本実施形態におけるレンズ駆動速度設定処理を示すフローチャートである。
【図7】本実施形態におけるレンズ駆動量設定処理を示すフローチャートである。
【図8】本実施形態における動体判定方法を示すフローチャートである。
【図9】本実施形態におけるフォーカスモードの判定を示すフローチャートである。
【図10】本実施形態におけるフォーカスモードに関する図である。
【図11】本実施形態における追従モードＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図12】本実施形態における速度制御モード判定処理を示すフローチャートである。
【図13】本実施形態における速度制御のパラメータ設定処理を示すフローチャートである。
【図14】本実施形態における加速制御モードの可否判定処理を示すフローチャートである。
【図15】本実施形態における速度制御モード変化とデフォーカス量の変化を示す図である。
【図16】本実施形態における速度制御モードの状態遷移図を示す図である。
【図17】本実施形態における速度メニューによる設定ゲインの変化を示す図である。
【図18】本実施形態における速度メニューによる加速時間の変化を示す図である。
【図19】本実施形態における焦点距離と速度メニューによる等速速度の変化を示す図である。
【図20】本実施形態における速度メニューによる減速曲線係数の変化を示す図である。
【図21】本実施形態における焦点距離による減速開始デフォーカス量の変化を示す図である。
【図22】本実施形態におけるデフォーカス量が取得できない場合の減速制御を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【0010】
【0011】
図１に示すように、本実施形態はレンズ１０及びカメラ２０から構成されており、レンズ全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、カメラ全体の動作を統括するカメラ制御部２１２が情報を通信している。
【0012】
まず、レンズ１０の構成について説明する。レンズ１０は、ズームレンズ１０１、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、ズームレンズ駆動部１００、絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、レンズ制御部を１０６、レンズ操作部１０７を備えている。ズームレンズ１０１、絞り１０２及びフォーカスレンズ１０３は本実施形態の撮影光学系である。ズームレンズ１０１は、ズーム駆動部１００によって駆動される。レンズ制御部１０６はズーム駆動部１００を介してズームレンズ１０１を制御することで、後述する撮像素子２０１へ結像する被写体の像倍率を制御する。絞り１０２は、絞り駆動部１０４によって駆動される。レンズ制御部１０６は絞り駆動部１０４を介して絞り１０２を制御することで、後述する撮像素子２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ１０３はフォーカスレンズ駆動部１０５によって駆動される。レンズ制御部１０６は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の位置を制御することで、後述する撮像素子２０１に結像する焦点の位置を制御する。レンズ操作部１０７を介してユーザの操作があった場合には、レンズ制御部１０６がユーザ操作に応じた制御を行う。レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２１２から受信した制御命令・制御情報に応じて絞り駆動部１０４やフォーカスレンズ駆動部１０５の制御を行う。また、レンズ制御部１０６はレンズ制御情報をカメラ制御部２１２に送信する。
【0013】
次に、カメラ２０の構成について説明する。カメラ２０はレンズ１０の撮影光学系を通過した光束から撮像信号を取得できるように構成されている。
【0014】
撮像素子２０１はＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成されている。撮影光学系を通ってきた光束は撮像素子２０１の受光面上に結像し、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光電変換される。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２１２の指令に従ってタイミングジェネレータ２１５から与えられる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。
【0015】
撮像素子２０１は、撮像面位相差式の焦点検出を行うために、一つの画素部に２つのフォトダイオード（光電変換素子）を有している（図２下）。光束をマイクロレンズ（不図示）で分離し、この２つのフォトダイオードで互いに視差を有する光束を受光することで、撮像用とＡＦ用の２つの信号が取り出せるようになっている。撮像素子２０１には、マイクロレンズが二次元状に配列されている。言い換えると、撮影光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して生成された一対の焦点検出用の信号（Ａ、Ｂ）を用いることにより撮像面位相差ＡＦを実現できる。２つのフォトダイオードの信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ）が撮像信号であり、個々のフォトダイオードの信号（Ａ、Ｂ）がＡＦ用の２つの（一対の）像信号になっている。ＡＦ用信号を基に、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を行い、像ずれ量や各種信頼性情報を算出する。
【0016】
撮像素子２０１から読み出された撮像信号及びＡＦ用信号はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２に入力され、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、ゲインの調節、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２は、撮像信号を画像入力コントローラ２０３に、ＡＦ用の信号をＡＦ信号処理部２０４にそれぞれ出力する。
【0017】
画像入力コントローラ２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力された撮像信号をＳＤＲＡＭ２０９に格納する。ＳＤＲＡＭ２０９に格納した画像信号は、バス２１を介して、表示制御部２０５によって表示部２０６に表示される。また、撮像信号の記録を行うモードのときには、記録媒体制御部２０７によって記録媒体２０８に記録される。また、バス２１を介して接続されたＲＯＭ２１０にはカメラ制御部２１２が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されている。フラッシュＲＯＭ２１１には、ユーザ設定情報等のカメラ２０の動作に関する各種設定情報等が格納されている。
【0018】
ＡＦ信号処理部２０４はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力されたＡＦ用の２つの像信号を基に、相関演算を行い、像ずれ量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等）を算出する。算出した像ずれ量と、信頼性情報をカメラ制御部２１２へ出力する。また、カメラ制御部２１２は、取得した像ずれ量や信頼性情報を基に、これらを算出する設定の変更をＡＦ信号処理部２０４に通知する。例えば、像ずれ量が大きい場合に相関演算を行う領域を広く設定したり、コントラスト情報に応じてバンドパスフィルタの種類を変更したりする。
【0019】
顔検出部２１６は、撮像信号に対して公知の顔検出処理を施して、撮影画面内の人物の顔を検出する。その検出結果をカメラ制御部２１２に送信する。カメラ制御部２１２は、上記検出結果に基づき、撮影画面内の顔を含む領域に顔枠を追加するようにＡＦ信号処理部２０４へ情報を送信する。ここで、顔検出部から複数の人物の顔を検出した場合には、顔の位置、顔のサイズ、もしくは撮影者の指示によって優先順位をつける主顔判定処理部があり、主顔判定処理部によって最も優先と判断された顔を主要な顔とする。例えば、撮影者の指示によって選択された顔が最も優先度が高く、続いて顔の位置が画面中央に近い程、そして、顔のサイズが大きい程優先度が高くなるように判定を行う。但し、顔を検出し、主要な顔を判定することができればこの方法に限らない。
【0020】
なお、顔検出処理としては、例えば以下の方法が開示されている。画像データで表される各画素の階調色から、肌色領域を抽出し、予め用意する顔の輪郭プレートとのマッチング度で顔を検出する方法や、周知のパターン認識技術を用いて、目、鼻、口等の顔の特徴点を抽出することで顔検出を行う方法である。本実施形態では、顔検出処理の方法については、上述した方法に限られず、どのような方法であってもよい。
【0021】
追尾処理部２１７は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力された撮像信号から時刻の異なる画像を取得し、画像の特徴量を抽出し、特徴量が類似する領域を探索して追尾する。基準画像が登録されていない初期動作時には、カメラ操作部２１４による情報や顔検出部２１６の検出結果の情報を基に画像内の部分領域を基準画像とする。そして、基準画像から色情報を抽出し、追尾する被写体の特徴量として登録する。抽出した追尾対象被写体の特徴量を基に現在フレームにおける撮像信号の画像と基準画像とのマッチング処理を行う。各々の画像をマッチング処理により、現在フレームにおける撮像信号の画像において基準画像と最も相関度が高い領域を目的とする特定の領域とし抽出する。そして、相関度が高いか否かで追尾を継続するかどうかを判定する。また、相関度に基づく追尾の状態を信頼度として算出しカメラ制御部２１２に送り、ＡＦ制御のパラメータとして使用する。
【0022】
カメラ制御部２１２は、カメラ２０内全体と情報をやり取りして制御を行う。カメラ２０内の処理だけでなく、カメラ操作部２１４からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、記録の開始、ＡＦ制御の開始、記録映像の確認等、ユーザが操作したさまざまなカメラ機能を実行する。また、先述したようにレンズ１０内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、レンズの制御命令・制御情報を送り、またレンズ内の情報を取得する。
【0023】
［動画撮影処理］
次に、本実施形態のカメラ２０における動画撮影処理について図３を用いて説明する。
次に、本実施形態のカメラ２０における動画撮影処理について図３を用いて説明する。
【0024】
本実施形態においては動画記録スイッチを押下することで、動画の記録開始・停止を行うが、切り替えスイッチ等の他の方式によって記録開始・停止を行っても構わない。
【0025】
動画記録スイッチ等により動画の記録が指示されると、Ｓ３０１では、ＡＦ信号処理部２０４がＡＦ領域算出処理を行いＳ３０２へ進む。ＡＦ領域算出処理は、撮像面上のどの領域から焦点検出に用いる信号を取得するかを設定する処理である。
【0026】
Ｓ３０２では、ＡＦ信号処理部２０４が焦点検出処理を行い、Ｓ３０３へ進む。焦点検出処理では、撮像面位相差式の焦点検出により、デフォーカス量及び信頼性情報を取得する。デフォーカス量は、前述の一対の像信号に基づく像ずれ量に基づいて検出する。本実施形態のデフォーカス量は、フォーカスレンズ１０３を至近方向と無限方向のいずれに、どれだけ駆動するよう制御すれば良いかを示す情報である。信頼性情報は、像ずれ量がどれだけ信頼できるのかを表わす指標である。信頼性は、像信号Ａ、Ｂの２像の一致度ｆｎｃｌｖｌ（以下、２像一致度と呼ぶ）と相関変化量の急峻性によって定義する事ができる。撮像面位相差式の焦点検出処理の詳細は、例えば特開２０１５－８７７０４号公報に説明されている。
【0027】
Ｓ３０３では、ユーザが設定したフォーカスレンズ１０３の応答性設定を、カメラ制御部２１２がフォーカスレンズ１０３の駆動を制御するために参照する処理である。
【0028】
応答性設定は、ユーザは例えばカメラのメニュー画面（不図示）において、撮影時のフォーカスレンズ１０３の駆動の応答性を選択することができる。応答性は、フォーカスレンズ１０３の駆動のレスポンスの速さの程度であり、応答性を示す指標の１つが、フォーカスレンズ１０３を駆動するまでの時間である応答時間の長短である。応答時間が長いほど、応答性は低く、応答時間が短いほど、応答性が高い。本実施形態の応答性設定では一例として、＋３～－３の７段階から選択する。カメラ制御部２１２は、ユーザが選択した応答性に対応するフォーカスレンズ１０３の応答時間を参照し、Ｓ３０７の再起動までの時間や、Ｓ３１０の追従モードＡＦ処理において被写体が切り替わった場合の合焦開始までの時間を変更する。
【0029】
Ｓ３０４では、カメラ制御部２１２が動体判定処理を行う。動体判定処理は、撮影している被写体の光軸方向の移動があるかをカメラ制御部２１２が判定する処理である。詳細は図８を用いて後述する。
【0030】
【0031】
Ｓ３０６はＳ３０５で決定したフォーカスモードがデフォルトであるか否かをカメラ制御部２１２が判定し、デフォルトである場合は、Ｓ３０７に遷移する。
【0032】
Ｓ３０７はカメラ制御部２１２が行うＡＦ再起動判定の処理である。詳細は図４を用いて後述する。
【0033】
Ｓ３０６でフォーカスモードがデフォルトでない場合、Ｓ３０８に遷移する。
【0034】
Ｓ３０８において、フォーカスモードがピント送りモードであるとカメラ制御部２１２が判定した場合は、Ｓ３０９に遷移する。Ｓ３０９は、ピント送りモードのＡＦ処理を行うようカメラ制御部２１２が制御する。詳細は、図５を用いて後述する。Ｓ３０８でフォーカスモードがピント送りモードでない場合、Ｓ３１０に遷移する。Ｓ３１０では、追従モードのＡＦ処理を行う。詳細は、図１１を用いて後述する。なお、本フローは、動画撮影を停止する指示があるまで繰り返し実行される。
【0035】
［フォーカスモードの概要］
各サブフローについて説明する前に、図１０を用いて、本実施形態の各フォーカスモードの概要を説明する。本実施形態のフォーカスモードには、大きく分けて「デフォルトモード」「ピント送りモード」「追従モード」の３つのモードがある。図１０（Ａ）は各フォーカスモード間の関係を示す図である。図１０（Ｂ）は各フォーカスモードのその種類と特徴を示した図である。
各サブフローについて説明する前に、図１０を用いて、本実施形態の各フォーカスモードの概要を説明する。本実施形態のフォーカスモードには、大きく分けて「デフォルトモード」「ピント送りモード」「追従モード」の３つのモードがある。図１０（Ａ）は各フォーカスモード間の関係を示す図である。図１０（Ｂ）は各フォーカスモードのその種類と特徴を示した図である。
【0036】
各フォーカスモードの特徴について簡単に説明する。デフォルトモード（第１のモード、合焦停止モード）は、合焦停止時に他のフォーカスモードから遷移するモードである。
【0037】
ピント送りモード（第３のモード）は、フォーカスレンズ１０３の駆動速度と、フォーカスレンズ１０３を駆動する際の応答時間や駆動速度を、ユーザの指定に応じて設定し、当該設定に従って駆動するモードである。
【0038】
追従モード（第２のモード、焦点調節モード）は、被写体として動体が検出された際に、動体に追従した制御をさせるフォーカスモードであるため、フォーカスレンズ１０３の駆動速度は動体に合わせた速度に設定する。本実施形態では、動体に合わせたフォーカスレンズ１０３の駆動制御の一例として、カメラ制御部２１２は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の駆動速度を可変に制御する。検出されたデフォーカス量が相対的に大きい場合は小さい場合と比較して、より速くフォーカスレンズを駆動するようカメラ制御部２１２が制御する。
【0039】
これらのフォーカスモードの遷移を、図１０（Ａ）を用いて説明する。デフォルトモードにおいて、動体判定により被写体が動体であると判定されると、追従モードに遷移する（１００５）。また、ピント送りモードにおいて、動体判定により被写体が動体であると判定された場合も、追従モードに遷移する（１００４）。
【0040】
追従モードにおいて、被写体が変更されたと判定された場合は、ピント送りモードに遷移する（１００３）。
【0041】
デフォルトモードから、動体判定では被写体が動体ではないと判定され、かつ、デフォーカス量が合焦範囲を超えたと判定された場合（ＡＦ再起動）にはピント送りモードに遷移する（１００２）。
【0042】
ピント送りモード又は追従モードで、合焦停止判定により合焦したと判定された場合には、デフォルトモードに遷移する（１００１，１００６）。
【0043】
［動体判定処理］
次に、Ｓ３０４における動体判定処理について、図８を用いて説明する。Ｓ８０１ではＳ３０２で算出したデフォーカス量をカメラ制御部２１２が取得する。また、カメラ制御部２１２はレンズ制御部１０６を介してフォーカスレンズ１０３の現在のレンズ位置を取得する。
次に、Ｓ３０４における動体判定処理について、図８を用いて説明する。Ｓ８０１ではＳ３０２で算出したデフォーカス量をカメラ制御部２１２が取得する。また、カメラ制御部２１２はレンズ制御部１０６を介してフォーカスレンズ１０３の現在のレンズ位置を取得する。
【0044】
Ｓ８０２では、Ｓ８０１で取得したデフォーカス量と現在のレンズ位置から目標レンズ位置を算出する。この計算は、下記の式を用いる。
駆動量［パルス］＝デフォーカス量［ｍｍ］÷レンズ敏感度［パルス／ｍｍ］ （１）
目標レンズ位置［パルス］＝現在レンズ位置［パルス］＋駆動量［パルス］ （２）
駆動量［パルス］＝デフォーカス量［ｍｍ］÷レンズ敏感度［パルス／ｍｍ］ （１）
目標レンズ位置［パルス］＝現在レンズ位置［パルス］＋駆動量［パルス］ （２）
【0045】
この計算は、撮像素子２０１の撮像面でのボケ量（ここではデフォーカス量）をフォーカスレンズ１０３のレンズの駆動量に変換するものの一例である。フォーカスレンズ１０３の目標レンズ位置が算出できれば、上記の計算以外の算出方法でも良い。
【0046】
なお、被写体位置と対応するフォーカスレンズ１０３の位置が同じであっても、撮影条件によって算出されるデフォーカス量にはバラつきが発生する。このため、フォーカスレンズ１０３の目標レンズ位置の計算には、算出された実際の値としてのデフォーカス値と、３回分のデフォーカス量を平均したものの２つの値を用意する。また、フォーカスレンズ１０３の目標レンズ位置は実際の値と平均値の２パターンを算出する。
【0047】
Ｓ８０３では、フォーカスレンズ１０３の目標レンズ位置（実際の値／平均値）の無限方向または至近方向への連続性をカメラ制御部２１２が検出する。本実施形態では、無限側の方向をプラス方向、至近側の方向をマイナス方向とした場合に、無限方向／至近方向に連続して何回増加／減少したかをカウントする。
【0048】
Ｓ８０４では、連続回数の閾値を設定する処理である。本実施形態では、１０回以上と設定することとする。
【0049】
Ｓ８０５は、連続回数が閾値を超えたか否かを判定する処理であり、閾値を超えた場合はＳ８０６に進み、そうでない場合は、Ｓ８０７に進む。
【0050】
Ｓ８０６は、被写体が動体であると判定された（動体判定がされた）場合の処理であり、動体判定フラグをオンにして、処理を終了する。一方、Ｓ８０７は動体判定がされなかったとき、または、追従モードに既に遷移している場合の処理であり、動体判定フラグをオフにして、処理を終了する。
【0051】
［フォーカスモード判定］
図９を用いて、フォーカスモードの判定処理の説明を行う。Ｓ９０１では、初期化済みか否かをカメラ制御部２１２が判定する。初期化されていない場合は、Ｓ９０２でフォーカスモードをピント送りモードに設定し、Ｓ９０３に進む。そうでない場合は、Ｓ９０２を経ずにＳ９０３に進む。なお、初期化処理は、撮影モードなどが切り替わった際に、その都度行う処理とする。
図９を用いて、フォーカスモードの判定処理の説明を行う。Ｓ９０１では、初期化済みか否かをカメラ制御部２１２が判定する。初期化されていない場合は、Ｓ９０２でフォーカスモードをピント送りモードに設定し、Ｓ９０３に進む。そうでない場合は、Ｓ９０２を経ずにＳ９０３に進む。なお、初期化処理は、撮影モードなどが切り替わった際に、その都度行う処理とする。
【0052】
Ｓ９０３では、フォーカスモードがデフォルトモードか否かの判定をカメラ制御部２１２が行い、デフォルトモードであった場合は、Ｓ９０４に進み、そうでない場合は、Ｓ９０９に進む。
【0053】
Ｓ９０４では動体判定フラグの有無をカメラ制御部２１２が判定し、動体判定フラグがオンであれば、Ｓ９０５に進み、フォーカスモードを追従モードに設定し制御を終了する。
【0054】
動体判定フラグがオンではない場合は、Ｓ９０６に進み、合焦停止判定フラグの有無をカメラ制御部２１２が判定する。合焦フラグがオフの場合はＳ９０７に進み、フォーカスモードをピント送りモードに設定し制御を終了する。そうでない場合は、Ｓ９０８でフォーカスモードをデフォルトモードに設定し制御を終了する。
【0055】
Ｓ９０９では、ピント送りモードかの判定をカメラ制御部２１２が行い、ピント送りモードである場合は、Ｓ９１０に進み、そうでない場合は、Ｓ９１５に進む。Ｓ９１０では、動体判定フラグの有無を判定し、動体判定フラグがオンであれば、Ｓ９１１に進み、フォーカスモードを追従モードに設定し制御を終了する。そうでない場合は、Ｓ９１２に進み、合焦停止判定フラグの有無をカメラ制御部２１２が判定し、合焦フラグがオフの場合はＳ９１３に進み、フォーカスモードをピント送りモードに設定し制御を終了する。そうでない場合は、Ｓ９１４でフォーカスモードをデフォルトモードに設定し制御を終了する。
【0056】
Ｓ９１５では、追従停止判定フラグの有無をカメラ制御部２１２が判定し、追従停止判定フラグがオフの場合はＳ９１６に進み、フォーカスモードを追従モードに設定し制御を終了する。そうでない場合は、Ｓ９１７でフォーカスモードをデフォルトモードに設定し制御を終了する。
【0057】
［ＡＦ再起動判定］
次に、図３のＳ３０６でフォーカスモードがデフォルトモードであるとカメラ制御部２１２が判定した場合に行われるＳ３０７のＡＦ再起動判定について、図４のフローチャートを用いて説明する。ＡＦ再起動判定は、合焦してフォーカスレンズを停止している状態から、再度フォーカスレンズを駆動するかどうかの判定をカメラ制御部２１２が行う処理である。
次に、図３のＳ３０６でフォーカスモードがデフォルトモードであるとカメラ制御部２１２が判定した場合に行われるＳ３０７のＡＦ再起動判定について、図４のフローチャートを用いて説明する。ＡＦ再起動判定は、合焦してフォーカスレンズを停止している状態から、再度フォーカスレンズを駆動するかどうかの判定をカメラ制御部２１２が行う処理である。
【0058】
Ｓ４０１では算出したデフォーカス量が所定値より小さいかどうかをカメラ制御部２１２が判断し、所定値未満である場合はＳ４０２へ進み、所定値以上である場合はＳ４０４へ進む。Ｓ４０１で設定するデフォーカス量の閾値は、主被写体が変わったときには再起動が行いやすく、主被写体が変わっていないときには再起動が不用意にかかりにくくすることを考慮した値とする。本実施形態では一例として、主被写体のボケが見えるようになる焦点深度の１倍を設定する。
【0059】
Ｓ４０２では算出した信頼性が所定より高い値かどうかを判断し、高い値を示す場合はＳ４０３へ進み、低い値を示す場合はＳ４０４へ進む。Ｓ４０２で設定する信頼性の閾値は、例えばデフォーカス方向を信頼するのが困難なほど信頼性が低い値を、主被写体が変わったと見なす値として設定する。このようにＳ４０１、Ｓ４０２で設定する閾値を用いて主被写体が変わったか否かを判断している。
【0060】
Ｓ４０３ではＡＦ再起動カウンタをリセットし、Ｓ４０５へ進む。Ｓ４０４ではＡＦ再起動カウンタを加算し、Ｓ４０５へ進む。上述したように、デフォーカス量が所定より大きい、または信頼性が所定より低い場合には、撮影している主被写体が変化している可能性がある為、Ｓ４０４でＡＦ再起動カウンタを加算し、ＡＦを再起動する準備を行う。検出したデフォーカス量が所定値未満であり、信頼性も高い状態を維持している場合は継続してフォーカスレンズを停止させておくためにＳ４０３でＡＦ再起動カウンタをリセットする。
【0061】
次にＳ４０５では、ＡＦ再起動閾値を設定してＳ４０６へ進む。Ｓ４０５のＡＦ再起動閾値設定は、Ｓ３０３で決定した応答時間を閾値としてカメラ制御部２１２が設定する。
【0062】
Ｓ４０５でＡＦ再起動閾値を設定した後に進むＳ４０６では、ＡＦ再起動カウンタがＡＦ再起動閾値以上かどうかを判断し、該当する場合はＳ４０７へ進み、該当しない場合は処理を終了する。Ｓ４０７では、合焦停止フラグをオフにし、ＡＦ再起動を行い、フォーカスレンズ駆動を再開するようカメラ制御部２１２が制御して処理を終了する。
【0063】
Ｓ４０６でＡＦの再起動をするにあたって、Ｓ４０４で加算したＡＦ再起動カウンタがＳ４０５で設定した閾値より大きいかどうかをカメラ制御部２１２が判断する。
【0064】
［ピント送りモードのＡＦ処理］
次に図３のＳ３０９のＡＦ処理について図５のフローチャートを用いて説明する。ピント送りＡＦ処理は、合焦停止していない状態でのフォーカスレンズの駆動及び、合焦停止の判定を行う処理である。
次に図３のＳ３０９のＡＦ処理について図５のフローチャートを用いて説明する。ピント送りＡＦ処理は、合焦停止していない状態でのフォーカスレンズの駆動及び、合焦停止の判定を行う処理である。
【0065】
Ｓ５０１では、デフォーカス量が焦点深度内であり、かつ信頼性が所定より良い値を示しているかどうかを判断し、この条件に該当する場合はＳ５０２へ進み、そうでない場合はＳ５０３へ進む。本実施形態では、Ｓ５０１で用いる閾値を焦点深度の１倍としているが、必要に応じて大きく設定したり、小さく設定したりしても構わない。
【0066】
Ｓ５０２では、カメラ制御部２１２が合焦停止フラグをオンにし、処理を終了する。
【0067】
Ｓ５０３では、カメラ制御部が速度制御モードを判定し、Ｓ５０４に進む。なお、速度制御モード判定処理については、図１２を用いて後述する。
【0068】
Ｓ５０４では、レンズ駆動速度設定を行い、Ｓ５０５に進む。なお、レンズ駆動速度設定処理については、図６を用いて後述する。
【0069】
Ｓ５０５では、レンズ駆動を行い、制御を終了する。なお、レンズ駆動量設定処理には関しては、図７を用いて後述する。
【0070】
［速度制御モードの概要］
まず、速度制御モードの概要について、図１５を用いて説明する。
まず、速度制御モードの概要について、図１５を用いて説明する。
【0071】
図１５は、速度制御モード変化とデフォーカス量の変化のグラフである。縦軸が、デフォーカス量、横軸が時間である。
【0072】
速度制御モード（速度制御パターン）は下記の３つがある。
・加速制御モード
・等速制御モード
・減速制御モード
・加速制御モード
・等速制御モード
・減速制御モード
【0073】
１５０１は加速制御の継続時間（加速時間）、１５０２は等速制御の期間（等速時間）、１５０３は減速制御の期間（減速時間）を表している。１５０４は、レンズ駆動によるデフォーカス量の変化を表している。デフォーカス量が０の場合、合焦状態であることを意味している。
【0074】
上記の制御モードで、レンズの制御を行うために、下記５つの制御パラメータを使用している。
（ｉ） 加速時間
（ｉｉ） 加速曲線
（ｉｉｉ）等速速度
（ｉｖ） 減速曲線
（ｖ） 減速開始デフォーカス量
（ｉ） 加速時間
（ｉｉ） 加速曲線
（ｉｉｉ）等速速度
（ｉｖ） 減速曲線
（ｖ） 減速開始デフォーカス量
【0075】
図１５は、上記のパラメータが、レンズのデフォーカス量の変化に対して、どのように影響するかを図示している。レンズ駆動において、重要となるのは、減速時間と等速時間と加速時間のバランスであり、減速時間が他の２つよりも比較的に長くなるように設定することが望ましい。
【0076】
次に、上記３つの速度制御モードの状態遷移について、図１６を用いて説明する。
【0077】
１６０１は、レンズの停止状態を示している。停止状態は、ＡＦ開始指示（１６０２）により加速制御モード（１６０３）に遷移する。加速制御モードは、閾値以上の時間経過（１６０４）により、等速制御モード（１６０５）に遷移する。等速制御モードは、デフォーカス量が閾値以下（１６０６）であれば、減速制御モード（１６０７）に遷移する。減速制御モードは、デフォーカス量が合焦範囲内（１６０８）に入っていれば、停止（１６０１）に遷移する。上記の説明したように、加速制御から、等速制御に遷移する場合は、時間をトリガに状態を遷移させ、等速制御から、減速制御に遷移する場合は、デフォーカス量をトリガに状態遷移をさせる。
【0078】
本来であれば、デフォーカス量をトリガに状態遷移を行うことが望ましい。しかし、ＡＦ開始時には、合焦までの距離が遠くボケていることがあるため、コントラストが低くなり、デフォーカス量が取得できない場合がある。仮に、デフォーカス量が取得できた場合であっても、デフォーカス量の取得の有無で加速制御の時間が変わってしまうと、レンズ制御が不安定な印象を与えてしまう。よって、加速制御の状態遷移は時間で管理することが望ましい。
【0079】
一方、減速制御は、合焦付近でのみ実行される制御であるため、ボケが比較的少なく、デフォーカス量が取得できることから、デフォーカス量による状態遷移を行う。
【0080】
以上説明したように、時間とデフォーカス量による状態遷移を行うことにより、被写体に寄らず、安定したＡＦ制御が可能になる。
【0081】
【0082】
Ｓ１２０１では、速度制御に必要なパラメータを設定し、Ｓ１２０２に進む。速度パラメータ設定については、図１３を用いて説明する。Ｓ１２０２では、加速制御モードの可否を判定し、Ｓ１２０３に進む。加速制御モードの可否判定については、図１４を用いて後述する。Ｓ１２０３では、加速制御モードが必要か否かを判定し、必要である場合は、Ｓ１２０４に進み、必要でない場合は、Ｓ１２０７に進む。Ｓ１２０４では、加速時間を取得し、Ｓ１２０５に進む。Ｓ１２０５では、加速時間はＳ１３０３にて設定された閾値（所定時間）を超えているかを判定し、超えていない場合は、Ｓ１２０６に進む。超えている場合は、Ｓ１２０７に進む。
【0083】
Ｓ１２０６では、速度制御モードを加速制御モードに決定し、制御を終了する。Ｓ１２０７では、デフォーカスの信頼性が所定値αより悪いかを判定し、悪くない場合は、Ｓ１２０８に進み、悪い場合は、Ｓ１２０９に進む。
【0084】
Ｓ１２０８では、デフォーカス量を取得し、Ｓ１２１０に進む。
【0085】
Ｓ１２０９では、無限端までのデフォーカス量を取得し、Ｓ１２１０に進む。Ｓ１２０７～Ｓ１２０９の処理は、デフォーカスが取得できないような被写体の場合でも、減速制御を開始できるようにした特徴的な処理であり、図２２を用いて後述する。
【0086】
Ｓ１２１０では、取得したデフォーカス量が減速開始デフォーカス量の閾値以下であるかを判定し、以下である場合は、Ｓ１２１２に進み、以下でない場合は、Ｓ１２１１に進む。
【0087】
Ｓ１２１１では、速度制御モードを等速制御モードに決定し、制御を終了する。Ｓ１２１２では、速度制御モードを減速制御モードに決定し、制御を終了する。
【0088】
［デフォーカスが取得できない場合の減速制御］
次に、Ｓ１２０７～Ｓ１２０９の処理について、図２２を用いて説明する。
次に、Ｓ１２０７～Ｓ１２０９の処理について、図２２を用いて説明する。
【0089】
図２２は、デフォーカスが取得できない場合の減速制御の図である。縦軸が、デフォーカス量、横軸が時間である。
【0090】
２２００は、理想的なデフォーカスの変化である。２２０１は、減速開始デフォーカス量を示している。２２０２は、レンズ端からのデフォーカス量が減速開始デフォーカス量と同じになる位置を示している。２２０３は、実際にデフォーカスが取得できる位置を示している。２２０４は、合焦位置を示している。２２０５は、レンズ端を示している。
【0091】
減速開始デフォーカス量に到達した場合に、デフォーカスが取得できるような被写体（コントラストが高い）であれば、２２０１に到達したときに、減速を開始できる。そのため、十分な減速時間が確保できる。しかし、デフォーカスが取得できないような被写体（コントラストが低い）の場合、例えば、２２０３のように、合焦位置２２０４付近でしかデフォーカスが取得できないと、十分な減速時間が確保できずに合焦してしまう。
【0092】
そこで、２２０２のように、レンズ端からのデフォーカス量が、減速開始デフォーカス量と一致した場合に、減速を開始することで、減速時間を確保できる。
【0093】
これにより、無限位置にコントラストが低い被写体がいるようなシーンにおいて効果がある。従来は、十分な減速ができないまま合焦停止していたが、レンズ端からのデフォーカス量を利用することで、従来よりも、合焦位置からある程度の至近側の位置から減速制御を開始することが可能になる。それにより、減速を開始してから停止までのレンズ制御において、すっとピントが合焦状態に移り変わる滑らかなフォーカス送り、見る人が心地よく感じるスムーズなＡＦ動作を実現することができる。
【0094】
［速度制御のパラメータ設定］
次に図１２のＳ１２０１の速度制御のパラメータ設定について、図１３のフローチャートを用いて説明する。Ｓ１３０１では、焦点距離を取得し、Ｓ１３０２に進む。焦点距離として本実施形態ではレンズ制御部１０６を介して、ズームレンズ１０１から取得できるズームレンズの位置を取得する。Ｓ１３０２では、カメラ制御部２１２から速度メニューを取得し、Ｓ１３０３に進む。速度設定は、ユーザは例えばカメラのメニュー画面（不図示）において、撮影時のフォーカスレンズ１０３の駆動の速度を選択することができる。速度設定を変更することにより、フォーカスレンズ１０３の速度が変化し、加速時間、減速制御の時間などが変化し、合焦までの時間が変化する。
次に図１２のＳ１２０１の速度制御のパラメータ設定について、図１３のフローチャートを用いて説明する。Ｓ１３０１では、焦点距離を取得し、Ｓ１３０２に進む。焦点距離として本実施形態ではレンズ制御部１０６を介して、ズームレンズ１０１から取得できるズームレンズの位置を取得する。Ｓ１３０２では、カメラ制御部２１２から速度メニューを取得し、Ｓ１３０３に進む。速度設定は、ユーザは例えばカメラのメニュー画面（不図示）において、撮影時のフォーカスレンズ１０３の駆動の速度を選択することができる。速度設定を変更することにより、フォーカスレンズ１０３の速度が変化し、加速時間、減速制御の時間などが変化し、合焦までの時間が変化する。
【0095】
以下、Ｓ１３０３～１３０７は、速度パラメータの設定処理の説明である。
【0096】
Ｓ１３０３では、第一のパラメータである加速時間を設定する処理を行い、Ｓ１３０４に進む。なお、第一のパラメータである加速時間設定については、図１８を用いて、後述する。Ｓ１３０４では、第二のパラメータである加速曲線を設定する処理を行い、Ｓ１３０５に進む。なお、第二のパラメータである加速曲線設定については、後述する。Ｓ１３０５では、第三のパラメータである等速速度を設定する処理を行い、Ｓ１３０６に進む。なお、第三のパラメータである等速速度設定については、図１９を用いて、後述する。Ｓ１３０６では、第四のパラメータである減速曲線を設定する処理を行い、Ｓ１３０７に進む。なお、第四のパラメータである減速曲線を設定する処理については、図２０を用いて、後述する。
【0097】
Ｓ１３０７では、第五のパラメータである減速開始のデフォーカス量を設定する処理を行い、パラメータ設定を終了する。なお、第五のパラメータである減速開始のデフォーカス量を設定する処理については、図２１を用いて、後述する。
【0098】
［制御パラメータのゲイン設定］
上記説明したパラメータは、焦点距離と速度メニューによってのみ、値が変化する。絞りやコントラストなどによって変化させていないことが特徴的である。
上記説明したパラメータは、焦点距離と速度メニューによってのみ、値が変化する。絞りやコントラストなどによって変化させていないことが特徴的である。
【0099】
まず、図１７を用いて、速度メニューによるゲインの変化を説明する。横軸が速度メニュー設定（＋２～－７）であり、縦軸は、ゲインを示している。図からも分かるように、速度設定が速いとゲインが大きくなり、速度設定が低いとゲインは小さくなる。ゲインは、高速側と比較し、低速側の方を細かく設定しているのが特徴的である。
【0100】
［第一のパラメータ：加速時間を設定］
図１８を用いて、加速時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥの設定方法について説明する。横軸が速度設定メニューであり、縦軸は加速時間である。
図１８を用いて、加速時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥの設定方法について説明する。横軸が速度設定メニューであり、縦軸は加速時間である。
【0101】
加速時間は、速度メニューによって、変化するパラメータである。速度メニュー設定の値が大きいと、加速時間が短くなり、値が小さいと加速時間は長くなる。なお、加速時間の変化の割合は、図１７の速度メニューのゲインを、基準の設定に対してかけることで変化させている。
【0102】
実際の制御では、加速時間のテーブルをあらかじめ作っておき、速度メニューからデータを参照し、加速時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥを設定する。本実施形態の場合、速度を図１８のように設定したが、これは、一例であり、これに限ったものではない。
【0103】
［第二のパラメータ：加速曲線を設定］
加速曲線は、加速制御における速度の変化量（加速度ＡＣＣＥＬ＿ＳＰＤ）によって決まる設定値である。
加速曲線は、加速制御における速度の変化量（加速度ＡＣＣＥＬ＿ＳＰＤ）によって決まる設定値である。
【0104】
加速度は、下記の式によって求める。
加速度ＡＣＣＥＬＳＰＤ［ｍｍ／ｓ２］＝等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤ［ｍｍ／ｓ］／加速時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥ［ｓ］ （３）
加速度ＡＣＣＥＬＳＰＤ［ｍｍ／ｓ２］＝等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤ［ｍｍ／ｓ］／加速時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥ［ｓ］ （３）
【0105】
実際に設定する速度は、下記の式によって求める。
設定速度ＳＰＤ［ｍｍ／ｓ］＝加速経過時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥ＿Ｐ［ｓ］×加速度ＡＣＣＥＬＳＰＤ［ｍｍ／ｓ２］” （４）
設定速度ＳＰＤ［ｍｍ／ｓ］＝加速経過時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥ＿Ｐ［ｓ］×加速度ＡＣＣＥＬＳＰＤ［ｍｍ／ｓ２］” （４）
【0106】
本実施形態の場合、等速速度を加速時間で除算することで、一定の割合で増加するような加速度に設定したが、これは、一例であり、これに限ったものではない。
【0107】
［第三のパラメータ：等速速度を設定］
図１９を用いて、等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤの設定方法について説明する。横軸が焦点距離であり、縦軸はレンズの駆動速度（等速速度）である。等速速度は、速度設定メニューと焦点距離によって変化する。１９０１が速度設定が＋２のときのグラフであり、１９０２が速度設定が－７のときのグラフである。この等速速度の変化の割合は、図１７の速度メニューのゲインを、基準の設定に対してかけることで変化させている。等速速度は焦点距離によって変化し、広角側では遅く、望遠側では早く設定している。１９０３は焦点距離がある距離以上で、等速速度に上限の固定値を設定していることを意味している。この理由は、レンズの駆動速度には限界があるため、レンズの駆動速度の範囲内で収まるように設定している。
図１９を用いて、等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤの設定方法について説明する。横軸が焦点距離であり、縦軸はレンズの駆動速度（等速速度）である。等速速度は、速度設定メニューと焦点距離によって変化する。１９０１が速度設定が＋２のときのグラフであり、１９０２が速度設定が－７のときのグラフである。この等速速度の変化の割合は、図１７の速度メニューのゲインを、基準の設定に対してかけることで変化させている。等速速度は焦点距離によって変化し、広角側では遅く、望遠側では早く設定している。１９０３は焦点距離がある距離以上で、等速速度に上限の固定値を設定していることを意味している。この理由は、レンズの駆動速度には限界があるため、レンズの駆動速度の範囲内で収まるように設定している。
【0108】
１９０４は焦点距離がある距離以下で、等速速度に下限の固定値を設定していることを意味している。この理由は、等速速度を遅くしすぎてしまうと、合焦までの時間がかかってしまうため、レンズ駆動の滑らかさと合焦時間のバランスを重視し、下限を設定している。
【0109】
実際の制御では、等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤのテーブルをあらかじめ作っておき、速度メニューと焦点距離からデータを参照し、等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤを設定する。
【0110】
［第四のパラメータ：減速曲線を設定］
図２０を用いて、減速曲線の設定方法について説明する。減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭは、速度メニューによって、変化するパラメータである。速度メニュー設定の値が大きいと、減速曲線の係数は小さくなり、値が小さいと減速曲線の係数は大きくなるように設定する。なお、減速曲線の係数の変化の割合は、図１７の速度メニューのゲインを、基準の設定に対してかけることで変化させている。
図２０を用いて、減速曲線の設定方法について説明する。減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭは、速度メニューによって、変化するパラメータである。速度メニュー設定の値が大きいと、減速曲線の係数は小さくなり、値が小さいと減速曲線の係数は大きくなるように設定する。なお、減速曲線の係数の変化の割合は、図１７の速度メニューのゲインを、基準の設定に対してかけることで変化させている。
【0111】
実際の制御では、減速曲線の係数のテーブルをあらかじめ作っておき、速度メニューからデータを参照し、減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭを設定する。
【0112】
減速曲線の係数ＤＥＣＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭを使用した設定速度の算出は下記の式で行う。
設定速度ＳＰＤ［ｍｍ／ｓ］＝デフォーカス量［ｍｍ］／（制御周期［ｓ］×減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭ） （５）
設定速度ＳＰＤ［ｍｍ／ｓ］＝デフォーカス量［ｍｍ］／（制御周期［ｓ］×減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭ） （５）
【0113】
このように、算出されたデフォーカス量を、減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭで除算することで、合焦までの距離に応じて、設定速度が減少し、滑らかな減速曲線になる。
【0114】
本実施形態の場合、算出されたデフォーカス量を減速曲線の係数で除算することで、減速曲線を設定したが、これは、一例であり、これに限ったものではない。
【0115】
［第五のパラメータ：減速開始デフォーカス量を設定］
図２１を用いて、減速開始デフォーカス量ＤＥＣＥＬ＿ＴＨの設定方法について説明する。減速開始デフォーカス量は、下記の式で算出する。
減速開始デフォーカス量ＤＥＣＥＬ＿ＴＨ［ｕｍ］＝等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤ［ｕｍ／ｓ］×（制御周期［ｓ］×減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭ） （６）
図２１を用いて、減速開始デフォーカス量ＤＥＣＥＬ＿ＴＨの設定方法について説明する。減速開始デフォーカス量は、下記の式で算出する。
減速開始デフォーカス量ＤＥＣＥＬ＿ＴＨ［ｕｍ］＝等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤ［ｕｍ／ｓ］×（制御周期［ｓ］×減速曲線の係数ＤＥＣＥＬ＿ＰＡＲＡＭ） （６）
【0116】
減速開始のデフォーカス量は、撮像面位相差の測距性能に影響されるため、できるだけ小さい値の方が望ましいが、小さい値に設定すると減速時間が短くなってしまうので、レンズ駆動の滑らかさが失われてしまう。減速開始デフォーカス量は、等速速度と減速曲線の係数に依存するパラメータであるため、等速速度と減速曲線の係数を調整し、レンズ駆動が滑らかに行われるように調整する必要がある。
【0117】
また、デフォーカス量が取得できたことをトリガに減速を開始する制御が一般的ではある。しかしながら、この制御の場合、被写体のコントラストに応じて、デフォーカス量が取得できる範囲が異なるため、ＡＦ制御が安定的ではなくなる。よって、減速開始デフォーカス量は、コントラストが低い被写体でもデフォーカス量が取得できるような値に設定することで、ＡＦ制御の安定性を向上させている。
【0118】
［減速時間と加速時間の調整］
レンズ駆動を滑らかに行わせるためには、減速時間と加速時間のバランスが重要である。上記のパラメータから、加速時間と減速時間を算出し、加速時間＜減速時間になるようなパラメータを設定することが望ましい。
レンズ駆動を滑らかに行わせるためには、減速時間と加速時間のバランスが重要である。上記のパラメータから、加速時間と減速時間を算出し、加速時間＜減速時間になるようなパラメータを設定することが望ましい。
【0119】
減速時間ＤＥＣＥＬ＿ＴＩＭＥは、下記の方法で算出できる。
【0120】
まず、減速速度で駆動した場合の合焦までの残りデフォーカス量は、下記の式で求まる。
合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ［ｕｍ］＝減速開始デフォーカス量［ｕｍ］－（制御周期［ｓ］×減速速度［ｕｍ／ｓ］） （７）
合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ［ｕｍ］＝減速開始デフォーカス量［ｕｍ］－（制御周期［ｓ］×減速速度［ｕｍ／ｓ］） （７）
【0121】
次に、合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ［ｕｍ］を用いて、
合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ′［ｕｍ］＝合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ［ｕｍ］－（制御周期［ｓ］×減速速度［ｕｍ／ｓ］）
を再帰的に算出する。
合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ′［ｕｍ］＝合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ［ｕｍ］－（制御周期［ｓ］×減速速度［ｕｍ／ｓ］）
を再帰的に算出する。
【0122】
上記の合焦までの残りデフォーカス量ＤＥＦ＿ＲＥＭＡＩＮ′［ｕｍ］が０になる制御回数が減速時間ＤＥＣＥＬ＿ＴＩＭＥとなる。
【0123】
加速時間は、Ｓ１３０３で設定した加速時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥを参照する。
【0124】
上記の時間が、加速時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥ＜減速時間ＤＥＣＥＬ＿ＴＩＭＥとなっていない場合は、各パラメータの調整を行う。
【0125】
さらに、減速曲線と加速曲線を比較したときに、加速曲線よりも、減速曲線の傾きが緩やかになるように各パラメータの調整を行うことも望ましい。
【0126】
［加速制御モードの可否判定］
次に図１２のＳ１２０２の加速制御モードの可否判定について、図１４のフローチャートを用いて説明する。この一連の制御は、ユーザがレンズ駆動の滑らかさよりも合焦時間を優先しているかを判定し、加速制御を省くことでユーザの狙い通りのレンズ制御を実現するための処理である。
次に図１２のＳ１２０２の加速制御モードの可否判定について、図１４のフローチャートを用いて説明する。この一連の制御は、ユーザがレンズ駆動の滑らかさよりも合焦時間を優先しているかを判定し、加速制御を省くことでユーザの狙い通りのレンズ制御を実現するための処理である。
【0127】
Ｓ１４０１では、等速速度を取得し、Ｓ１４０２に進む。等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤは、Ｓ１３０５にて設定された値を取得する。
【0128】
Ｓ１４０２では、等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤが閾値以上かを判定し、閾値未満の場合は、Ｓ１４０３に進み、そうでない場合はＳ１４１２に進み、加速制御は不必要と判断し、制御を終了する。本実施形態では、閾値を速度メニューが０のときの等速速度と設定している。
【0129】
なお、Ｓ１４０１～Ｓ１４０２の処理は、例えば、メニュー設定の＋１や＋２などの等速速度が速い場合に有効になる。これは、ユーザがレンズ駆動の滑らかさよりも合焦時間を優先している可能性が高いためである。
【0130】
Ｓ１４０３では、加速制御モードの可否判定のデフォーカス量を算出する処理を行い、Ｓ１４０４に進む。加速制御モードの可否判定のデフォーカス量は、Ｓ１３０７にて設定された減速開始デフォーカス量ＤＥＣＥＬ＿ＴＨを取得する。
【0131】
Ｓ１４０４では、ＡＦ開始時のデフォーカス量が、加速制御モードの可否判定のデフォーカス量（減速開始デフォーカス量ＤＥＣＥＬ＿ＴＨ）以上かを判定し、閾値以上の場合は、Ｓ１４０５に進む。そうでない場合はＳ１４１２に進み、加速制御は不必要と判断し、制御を終了する。
【0132】
なお、Ｓ１４０３～Ｓ１４０４の処理は、被写体までの距離の変化が小さいシーンにおいて効果がある。この理由は、デフォーカスの変化が小さい場合に加速制御から開始すると、すぐに、減速制御に遷移するため合焦までに時間がかかるからである。つまり、被写体を変更した場合、応答性が悪いような印象をユーザに与えてしまう可能性がある。
【0133】
Ｓ１４０５では、レンズ駆動の反転を検出する処理を行い、Ｓ１４０６に進む。レンズ駆動の反転は、デフォーカス量の符号が反転したか否かを検出する。
【0134】
Ｓ１４０６では、レンズ駆動の反転制御の有無を判定し、反転がない場合は、Ｓ１４０７に進む。反転がある場合はＳ１４１２に進み、加速制御は不必要と判断し、制御を終了する。
【0135】
なお、Ｓ１４０５～Ｓ１４０６の処理は、レンズの合焦動作中に、駆動方向とは逆の方向に被写体のピント位置が変更になった場合において効果がある。この理由は、レンズ駆動の反転時に、加速制御から開始すると合焦までに時間がかかるからである。つまり、被写体が変更になった場合、応答性が悪いような印象をユーザに与えてしまう可能性がある。
【0136】
Ｓ１４０７では、動体判定の結果を取得し、Ｓ１４０８に進む。動体判定の結果は動体判定フラグの結果を参照する。
【0137】
Ｓ１４０８では、被写体は動体かを判定し、動体と判定されなかった場合には、Ｓ１４０９に進む。動体の場合はＳ１４１２に進み、加速制御は不必要と判断し、制御を終了する。なお、Ｓ１４０７～Ｓ１４０８の処理は、被写体が動体のときに効果がある。この理由は、被写体が動体なので、レンズ駆動時に、加速制御から開始すると合焦までに時間がかかるからである。つまり、動体の速度が速い場合に、加速制御中は、被写体に合焦できないため、動体に対する応答性が悪いような印象をユーザに与えてしまう可能性がある。
【0138】
Ｓ１４０９では、顔・追尾状態の結果を取得し、Ｓ１４１０に進む。顔・追尾状態の結果は顔検出部２１６、追尾処理部２１７によって検出された結果を取得する。
【0139】
Ｓ１４１０では、被写体は顔・追尾かを判定し、顔・追尾被写体と判定されなかった場合には、Ｓ１４１１に進み、加速制御モードは必要だと判定し、制御を終了する。顔・追尾被写体の場合はＳ１４１２に進み、加速制御は不必要と判断し、制御を終了する。
【0140】
なお、Ｓ１４０９～Ｓ１４１０の処理は、被写体が顔・追尾被写体のときに効果がある。この理由は、被写体が顔・追尾被写体の場合は、動体と同じく、被写体の速度が速い場合には、加速制御中に、被写体に合焦できないためである。
【0141】
【0142】
Ｓ６０１では、フォーカスモードがピント送りモードであるかをカメラ制御部２１２が判断し、ピント送りモードである場合はＳ６０２へ進み、そうでない場合はＳ６０９へ進む。
【0143】
Ｓ６０２では、速度制御モードが、加速制御モードかをカメラ制御部２１２が判断し、加速制御モードの場合は、Ｓ６０３へ進み、そうでない場合はＳ６０５へ進む。
【0144】
Ｓ６０３では、加速経過時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥ＿Ｐを取得しＳ６０４へ進む。
【0145】
Ｓ６０４では、加速制御モードの速度設定を行い、制御を終了する。加速制御モードの速度は、加速経過時間ＡＣＣＥＬ＿ＴＩＭＥ＿Ｐと速度メニューから、Ｓ１３０４にて算出される設定速度ＳＰＤを設定する。
【0146】
Ｓ６０５では、速度制御モードが、等速制御モードかをカメラ制御部が判断し、等速制御モードの場合は、Ｓ６０６へ進み、そうでない場合はＳ６０７へ進む。
【0147】
Ｓ６０６では、等速制御モードの速度設定を行い、制御を終了する。等速制御モードの速度は、Ｓ１３０５において設定された等速速度ＣＯＮＳＴ＿ＳＰＤを設定する。
【0148】
Ｓ６０７では、デフォーカス量を取得しＳ６０８へ進む。
【0149】
Ｓ６０８では、減速制御モードの速度設定を行い、制御を終了する。減速制御モードの速度は、Ｓ１３０６において算出された設定速度ＳＰＤを設定する。
【0150】
Ｓ６０９では、フォーカスモードが追従モードのときの速度設定を行い、制御を終了する。追従モードのときの速度設定は、動体に追従させるために、速度設定は動体の速度に一致した速度を設定する。
【0151】
【0152】
Ｓ７０１ではフォーカスモードがピント送りモードか判断し、ピント送りモードである場合は、Ｓ７０２へ進み、ピント送りモードでない（追従モードである）場合は、Ｓ７０７へ進む。
【0153】
Ｓ７０２では、速度制御モードが加速制御モードであるかを判定し、加速制御モードである場合は、Ｓ７０３に進み、そうでない場合はＳ７０５に進む。
【0154】
Ｓ７０３では、デフォーカス量から駆動方向を設定し、Ｓ７０４に進む。駆動方向の設定は、デフォーカス量から被写体の方向（至近／無限）を判定し、駆動方向を設定する。
【0155】
加速制御開始時には、被写体の方向が分かっていれば良く、合焦位置を特定できるような信頼性の高いデフォーカス量は必要ない。
【0156】
なお、低コントラスト被写体など、デフォーカス量の信頼性が低く駆動方向が判定できない場合は、至近方向に駆動させる至近優先方式や、現在のレンズ位置とレンズの無限端／至近端を比較し、距離が長い方に駆動させても良い。
【0157】
Ｓ７０４では、デフォーカス量を基に判定された駆動量、または、駆動方向を用いて、レンズ駆動を行い、レンズ駆動処理を終了する。
【0158】
Ｓ７０５では、速度制御モードが等速制御モードであるかを判定し、等速制御モードである場合は、Ｓ７０３に進み、そうでない場合はＳ７０６に進む。
【0159】
Ｓ７０６では、速度制御モードが減速制御モードの駆動量を設定し、Ｓ７０４へ進む。減速制御モードの駆動量は、デフォーカス量から合焦位置までの駆動量を算出する。
【0160】
減速制御開始時には、被写体の合焦位置を特定する必要がある。なぜならば、被写体の合焦近傍にレンズが駆動しているため、合焦位置を通り越さないように、レンズの目標位置を設定する必要がある。
【0161】
Ｓ７０７では、デフォーカス量から被写体の駆動量を予測して設定し、Ｓ７０４へ進む。
【0162】
［追従モードＡＦ処理］
続いて図１１を用いて、追従モードＡＦ処理の説明を行う。追従モードＡＦ処理は、追従モード中のＡＦ処理である。
続いて図１１を用いて、追従モードＡＦ処理の説明を行う。追従モードＡＦ処理は、追従モード中のＡＦ処理である。
【0163】
Ｓ１１０１は、追従停止判定処理である。この処理は、追従の停止を判定する処理であり、デフォーカス量の変化から追従被写体が停止したかの判定を行う。本発明の効果とは関係がないため、詳細は、特許文献１の図１４、図１５、図１６を参照することとし、ここでは説明を省略することとする。
【0164】
Ｓ１１０２において、追従停止か否かをカメラ制御部２１２が判定する。追従停止である場合は、Ｓ１１０４に進み、追従停止フラグをオンし、本フローの処理を終了するようカメラ制御部２１２が制御する。そうでない場合は、Ｓ１１０３に進み、追従停止フラグをオフにし、Ｓ１１０５に進む。
【0165】
Ｓ１１０５では、Ｓ５０４と同様のレンズ駆動速度設定を行い、Ｓ１１０６では、Ｓ５０５と同様のレンズ駆動量設定処理を行うようカメラ制御部２１２が制御して、本フローの処理を終了する。
【0166】
（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。
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。
【符号の説明】
【0167】
１０３ フォーカスレンズ
２０１ 撮像素子
２０４ ＡＦ信号処理部
２１２ カメラ制御部
２０１ 撮像素子
２０４ ＡＦ信号処理部
２１２ カメラ制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】