JP2008046181A

JP2008046181A - フォーカス制御装置、フォーカス制御方法、撮像装置、及びプログラム

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Publication number: JP2008046181A
Application number: JP2006219301A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Kumagai; 史裕熊谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-02-28

Abstract

【課題】応答性及び安定性の高いフォーカスの制御を行う。
【解決手段】評価値算出部５３は、合焦の程度を表す評価値を算出し、合焦判定部５５は、その評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する。相対速度検出部５８は、被写体とビデオカメラとの間の相対速度を検出し、ウォブリング幅決定部５９は、その相対速度に基づいて、フォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定する。そして、ウォブリング制御部５６は、フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、フォーカスレンズを、所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う。本発明は、例えば、ビデオカメラ等のオートフォーカスに適用することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォーカス制御装置、フォーカス制御方法、撮像装置、及びプログラムに関し、特に、例えば、ビデオカメラ等の画像を撮像する撮像装置において、応答性及び安定性の高いフォーカスの制御を行うことができるようにするフォーカス制御装置、フォーカス制御方法、撮像装置、及びプログラムに関する。

ビデオカメラやスチルカメラ等のカメラにおいて採用されているオートフォーカス(AF(Auto-Focus))の方式としては、大きく分けて、アクティブ方式とパッシブ方式とがある。

アクティブ方式では、赤外線等が、カメラから被写体に照射され、カメラにおいて、その反射波を受信するまでの時間等に基づいて、カメラから被写体までの距離が検出される。そして、カメラから被写体までの距離に基づいて、フォーカスの制御、すなわち、フォーカスを調整するためのフォーカスレンズの移動が行われる。

パッシブ方式では、カメラで撮像された被写体の画像データを利用して測距が行われる。パッシブ方式には、位相差検波（検出）方式や、コントラスト抽出（検出）方式等がある。

位相差検波方式では、被写体からの距離が、被写体を撮像する撮像素子（又はフィルム面）と同一の距離にある２つのセンサ上に結像した被写体の像のずれ（位相差）に基づいて、フォーカスの制御が行われる。

コントラスト抽出方式では、被写体を撮像する撮像素子で得られる画像データにおける被写体の鮮明さに基づいて、フォーカスの制御が行われる。

すなわち、コントラスト抽出方式では、撮像素子で得られた画像データのエッジ部分の周波数成分、つまり、高周波数成分が抽出され、その高周波数成分に対応する値を、合焦の程度を表す評価値として、その評価値に基づき、評価値を最大にするように、フォーカスの制御が行われる。

このような評価値に基づくフォーカスの制御の方法としては、例えば、山登り方式とウォブリング方式とがある。

山登り方式では、例えば、現在までに得られている新しい順の幾つか（複数）の評価値に基づき、フォーカスレンズが、光軸方向の手前側と奥側（被写体側）との２つの方向のうちの、評価値が増大する一方向に移動される。そして、評価値が増大せずに減少した場合、その直前の評価値が得られたときの位置において、フォーカスが合焦状態になったとして、フォーカスレンズが、その位置で停止される。

すなわち、例えば、カメラ及び被写体が動いていなければ、撮像素子で得られる画像データの高周波数成分に対応する値である評価値は、フォーカスレンズが移動されることにより、いわば滑らかに変化する。山登り方式では、複数の評価値から、評価値が増大するフォーカスレンズの移動方向が認識され、フォーカスレンズが、その移動方向に移動される。そして、評価値が最大になったときに、フォーカスレンズの移動が停止される。

ウォブリング方式も、評価値が増大する方向に、フォーカスレンズが移動される点では、山登り方式と共通する。但し、ウォブリング方式では、フォーカスレンズが、光軸方向にウォブリングしながら移動され、評価値が最大になる位置で停止される。

ところで、カメラがパン又はチルトしている最中に、山登り方式によるオートフォーカスが動作していると、フォーカスの制御（フォーカスレンズの移動）が不安定になることがある。

すなわち、カメラがパン又はチルトしている場合には、撮像素子で得られる画像データが大きく変化することがある。撮像素子で得られる画像データが大きく変化すると、その画像データから求められる評価値は、上述したように滑らかに変化するのではなく、いわば不連続に変化することがある。

このように、評価値が不連続に変化することによって、フォーカスの制御が不安定になる。

以上のように、フォーカスの制御が不安定になるのを防止するため、カメラがパンやチルトしている場合には、山登り方式によるオートフォーカスを、カメラがパンやチルトしていない場合よりも低速で動作させる方法が提案されている（例えば、特許文献１や２を参照）。

また、カメラがパンやチルトしていない場合には、山登り方式によるフォーカスの制御を行い、カメラがパンやチルトしている場合には、ウォブリング方式によるフォーカスの制御を行う方法が提案されている（例えば、特許文献３を参照）。

さらに、カメラがパンやチルトしていない場合には、オートフォーカスのモードを、合焦したら焦点検出動作を中止するワンショットAFモードにし、カメラがパンやチルトしている場合には、オートフォーカスのモードを、合焦してもレリーズされるまで何度も焦点検出動作を行うサーボAFモードとするフォーカスの制御方法が提案されている（例えば、特許文献４を参照）。

また、例えば、カメラがパンやチルトすること等によって、フォーカスの制御が不安定になる場合には、オートフォーカスを動作させない方法が提案されている（例えば、特許文献５や６を参照）。

特開平09-205574号公報（特願平08-010351号）特開平06-038090号公報（特願平04-212154号）特開2003-051980号公報（特願2001-240715号）特開平08-029669号公報（特願平06-187946号）特開平11-326743号公報（特願平10-124632号）特開平10-215400号公報（特願平09-017058号）

ところで、ウォブリング方式では、上述したように、フォーカスレンズが、光軸方向にウォブリングしながら移動されるが、フォーカスレンズをウォブリングする振幅（以下、適宜、ウォブリング幅という）は、例えば、被写界深度の1/2以下に対応する値が採用されている。

被写界深度とは、カメラで撮像された画像データにおいて合焦状態であるように見える、光軸方向の手前側と奥側と間の距離（範囲）をいう。すなわち、フォーカスレンズがある位置にあるときに、合焦状態となる被写体の位置は、厳密には、光軸と直交する１つの平面上にしか存在しないが、カメラで撮影された画像データにおいては、その平面の手前側と奥側に、合焦状態であるように見える範囲が存在し、その範囲の最も手前側の位置から、最も奥側の位置までの範囲が、被写界深度と呼ばれる。

被写界深度は、カメラの焦点距離や、絞り、撮像素子の画素のサイズ等によって決まる。

ここで、フォーカスレンズがある位置にあるときに、合焦状態となる被写体の位置の集合である、光軸と直交する１つの平面を、合焦平面と呼ぶこととする。合焦平面から、被写界深度の最も手前側までの距離と、被写界深度の最も奥側までの距離とは一致するとは限らないが、ここでは、説明を簡単にするために一致することとする。なお、合焦平面から、被写界深度の最も手前側までの距離と、被写界深度の最も奥側までの距離とが一致しない場合、以下、説明する「被写界深度の1/2」又は「片側被写界深度」とは、合焦平面から、被写界深度の最も手前側までの距離と、被写界深度の最も奥側までの距離とのうちの、例えば、短い方を意味することとする。

ウォブリング幅を、被写界深度の1/2に対応する値を越える値にして、フォーカスレンズをウォブリングすると、カメラで撮像された画像データにおいて、ウォブリング前に合焦平面上に位置していた被写体がぼける状態と、鮮明になる状態とが、ウォブリングによって交互に生じる現象（以下、適宜、ちらつき現象という）が現れる。

カメラにおいて撮像された画像データに、上述したちらつき現象が現れることは、ユーザに違和感を感じさせ、また、ウォブリングが行われていることを、ユーザに意識させることになる。

このようなちらつき現象をユーザに感じさせない安定したフォーカスの制御を行うため、ウォブリング幅は、上述したように、被写界深度の1/2以下に対応する値が採用される。

ところで、最近では、カメラにおいて、高精細（高解像度）の画像データが得られる撮像素子等が採用されており、これに伴い、被写界深度が浅く（小さく）なっている。

しかしながら、被写界深度が浅くなると、ちらつき現象をユーザに感じさせない安定したフォーカスの制御を行うには、ウォブリング幅も小さく（短く）しなければならない。

そして、ウォブリング幅を小さくすると、フォーカスレンズを、フォーカスが合焦状態となる位置に移動するまでに時間を要することになり、オートフォーカスの応答性が悪化する。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、応答性及び安定性の高いフォーカスの制御を行うことができるようにするものである。

本発明の第１の側面のフォーカス制御装置は、被写体を撮像する撮像装置のフォーカスを制御するフォーカス制御装置であり、合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定手段と、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出手段と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定手段と、フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御手段とを備える。

本発明の第２の側面のフォーカス制御方法、又はプログラムは、被写体を撮像する撮像装置のフォーカスを制御するフォーカス制御方法、又は被写体を撮像する撮像装置のフォーカスを制御するフォーカス制御処理を、コンピュータに実行させるプログラムであり、合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出ステップと、前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定ステップと、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出ステップと、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定ステップと、フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御ステップとを含む。

本発明の第２の側面の撮像装置は、被写体を撮像する撮像装置であり、合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出手段と、前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定手段と、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出手段と、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定手段と、フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御手段とを備える。

本発明の第１及び第２の側面においては、合焦の程度を表す評価値が算出され、前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかが判定される。一方、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度が検出され、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅が決定される。そして、フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御が行われる。

なお、プログラムは、記録媒体に記録し、あるいは、伝送媒体を介して伝送することができる。

本発明の第１及び第２の側面によれば、応答性及び安定性の高いフォーカスの制御を行うことができる。

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。

本発明の第１の側面のフォーカス制御装置は、
被写体を撮像する撮像装置（例えば、図１のビデオカメラ）のフォーカスを制御するフォーカス制御装置（例えば、図２のフォーカス制御装置）であり、
合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出手段（例えば、図２の評価値算出部５３）と、
前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定手段（例えば、図２の合焦判定部５５）と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出手段（例えば、図２の相対速度検出部５８）と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定手段（例えば、図２のウォブリング幅決定部５９）と、
フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御手段（例えば、図２のウォブリング制御部５６）と
を備える。

本発明の第１の側面のフォーカス制御方法、又はプログラムは、
被写体を撮像する撮像装置（例えば、図１のビデオカメラ）のフォーカスを制御するフォーカス制御方法、又は被写体を撮像する撮像装置のフォーカスを制御するフォーカス制御処理を、コンピュータ（例えば、図１のCPU３２）に実行させるプログラムであり、
合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出ステップ（例えば、図６のステップＳ１３）と、
前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定ステップ（例えば、図６のステップＳ１４）と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出ステップ（例えば、図６のステップＳ１６）と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定ステップ（例えば、図６のステップＳ１７）と、
フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御ステップ（例えば、図６のステップＳ１８）と
を含む。

本発明の第２の側面の撮像装置は、
被写体を撮像する撮像装置（例えば、図１のビデオカメラ）であり、
合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出手段（例えば、図２の評価値算出部５３）と、
前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定手段（例えば、図２の合焦判定部５５）と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出手段（例えば、図２の相対速度検出部５８）と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定手段（例えば、図２のウォブリング幅決定部５９）と、
フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御手段（例えば、図２のウォブリング制御部５６）と
を備える。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明を適用したビデオカメラの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。

光学系１は、レンズ系２及びアイリス（絞り）３を有し、そこに入射する被写体からの光を調整して、撮像素子４に入射させる。

すなわち、レンズ系２は、光軸方向に移動してフォーカスを調整するフォーカスレンズや、光軸方向に移動してズームを調整するズームレンズ、光軸と直交する方向に移動して、いわゆる手ぶれを補正する防振レンズ等として機能するレンズ（いずれも図示せず）からなり、被写体からの光を、アイリス３を介して、撮像素子４上に結像させる。

アイリス３は、レンズ系２から撮像素子４に入射する光の光量を調整する。

撮像素子４は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ等から構成され、被写体を撮像し、その結果得られる画像信号を出力する。

すなわち、撮像素子４は、光学系１から入射する光を受光し、その光を、受光量に応じた電気信号としてのアナログ信号に光電変換して、プリアンプ５に供給する。

ここで、以上の光学系１、アイリス３、及び撮像素子４は、図示せぬレンズ鏡筒に取り付けられている。

プリアンプ５は、撮像素子４からのアナログ信号を増幅し、A/D(Analog/Digital)変換回路６に供給する。A/D変換回路６は、プリアンプ５からのアナログ信号をA/D変換し、その結果得られるディジタル信号の画像データを、ゲイン調整回路７に供給する。

ゲイン調整回路７は、A/D変換回路６からの画像データのゲインを調整し、画像処理部８に供給する。

画像処理部８は、メインコントローラ３１の制御にしたがい、ゲイン調整回路７からの画像データに対して、各種の画像処理を施す。

すなわち、画像処理部８は、γ補正回路９やクリッピング回路１０等を有し、ゲイン調整回路７からの画像データに対し、γ補正回路９でγ補正処理を施し、クリッピング回路１０でクリッピング処理を施す。さらに、画像処理部８は、画像データに対して、その他、例えば、ホワイトバランスを調整するホワイトバランス処理等の必要な画像処理を施し、モニタ１１、エンコーダ１２、アイリス制御回路１５、ホワイトバランス制御回路１６、及びメインコントローラ３１に供給する。

モニタ１１は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)等で構成され、画像処理部８から供給される画像データに対応する画像を表示する。

エンコーダ１２は、メインコントローラ３１の制御にしたがい、画像処理部８から供給される画像データを、MPEG(Moving Picture Experts Group)方式等で、圧縮データにエンコードし、記録媒体１３に供給して記録する。

記録媒体１３は、半導体メモリや、DVD(Digital Versatile Disc)，HD(Hard Disk)等の記録媒体であり、エンコーダ１２から供給される圧縮データを記録する。なお、記録媒体１３としては、ビデオカメラに着脱可能な記録媒体を採用することができる。

メモリ１４は、例えば、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性メモリであり、メインコントローラ３１のCPU３２が実行するプログラムや、ビデオカメラの電源がオフにされても記憶しておく必要のあるデータを記憶する。

アイリス制御回路１５は、画像処理部８から供給される画像データに基づき、アイリス３の開閉を制御するのに必要な情報（アイリス情報）を生成して、コントローラ３１に供給する。

ホワイトバランス制御回路１６は、画像処理部８から供給される画像データに基づき、画像処理部８で行われるホワイトバランス処理に必要な情報（ホワイトバランス情報）を生成して、コントローラ３１に供給する。

センサ１８は、例えば、加速度を検知する加速度センサ、又は角速度を検知する角速度センサであり、ビデオカメラの動きの加速度又は角速度を検知し、その検知の結果得られる検知信号を、動き検出回路１９に供給する。

動き検出回路１９は、センサ１８からの検知信号に基づき、ビデオカメラの動きを表す動きベクトルなどの動き情報を求める。さらに、動き検出回路１９は、センサ１８からの検知信号に基づき、ビデオカメラがパン又はチルトしているかどうかを判定し、その判定結果を表すパンチルト情報を、動き情報に含めて、メインコントローラ３１に供給する。

ここで、センサ１８が、例えば、角速度センサである場合には、動き検出回路１９において、センサ１８からの検知信号である角速度に基づいて、ビデオカメラがパン又はチルトしているかどうかが判定されるが、角速度に基づいて、ビデオカメラがパン又はチルトしているかどうかを判定する方法は、例えば、前述の特許文献２に記載されている。

通信I/F(Interface)２０は、例えば、無線通信用又は有線通信用のネットワークカードであり、インターネットその他のネットワークと、メインコントローラ３１との間の通信を制御するインタフェースとして機能する。

操作部２１は、オートフォーカスを動作又は停止させるときに操作されるAFボタン２２や、録画、すなわち、記録媒体１３への画像データの圧縮データの記録を開始又は停止されるときに操作される録画ボタン２３、その他の、ユーザによって操作される各種の操作ボタンを有する。操作部２１は、ユーザによって操作されると、その操作に対応した操作信号を、メインコントローラ３１に供給する。

タイミング信号発生回路２４は、メインコントローラ３１の制御にしたがい、所定のフレーム周期の垂直同期信号等のタイミング信号を発生し、撮像素子駆動回路２５に供給する。

撮像素子駆動回路２５は、タイミング信号発生回路２４からのタイミング信号に同期して、撮像素子４を駆動する。これにより、撮像素子４では、所定のフレーム周期で撮像が行われる。

プリドライバ２６は、メインコントローラ３１の制御にしたがい、アイリス駆動回路２７、フォーカスレンズ駆動回路２８、ズームレンズ駆動回路２９、及び手ぶれ補正コントローラ３０を制御する。また、プリドライバ２６は、アイリス駆動回路２７が駆動するアイリス３の開閉の状態、フォーカスレンズ駆動回路２８が駆動するレンズ系２のフォーカスレンズの状態（位置）、ズームレンズ駆動回路２９が駆動するレンズ系２のズームレンズの状態、及び手ぶれ補正コントローラ３０が駆動するレンズ系２の防振レンズの状態等の情報を認識しており、必要に応じて、その情報を、メインコントローラ３１に供給する。

アイリス駆動回路２７は、プリドライバ２６の制御にしたがい、アイリス３を駆動し、アイリス３の開閉の状態を変化させる。これにより、絞りが調整される。

フォーカスレンズ駆動回路２８は、プリドライバ２６の制御にしたがい、レンズ系２のフォーカスレンズを駆動し、フォーカスレンズの位置を、光軸方向に移動させる。これにより、フォーカスの状態が調整される。

ズームレンズ駆動回路２９は、プリドライバ２６の制御にしたがい、レンズ系２のズームレンズを駆動し、ズームレンズの位置を、光軸方向に移動させる。これにより、ズーム倍率が調整される。

手ぶれ補正コントローラ３０は、プリドライバ２６の制御にしたがい、レンズ系２の防振レンズを駆動し、防振レンズの位置を、光軸と直交する方向に移動させる。これにより、手ぶれ補正が行われる。

メインコントローラ（コンピュータ）３１は、CPU(Central Processing Unit)３２，ROM(Read Only Memory)３３、及びRAM(Random Access Memory)３４等で構成される。

CPU３２は、メモリ１４やROM３３に記憶されたプログラムを実行する。ROM３３は、CPU３２が実行するプログラムや必要なデータを記憶している。RAM３４は、CPU３２がプログラムを実行する上で必要なデータ等を一時記憶する。

ここで、CPU３２に実行させるプログラムは、メモリ１４やROM３３にあらかじめインストールしておくことができる。

また、プログラムは、フレキシブルディスク、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)，MO(Magneto Optical)ディスク，DVD、磁気ディスク、半導体メモリなどのリムーバブル記録媒体に格納（記録）し、例えば、通信I/F２０及びメインコントローラ３１を介して、メモリ１４にインストールすることができる。

さらに、プログラムは、通信I/F２０において、ダウンロードサイトから、LAN(Local Area Network)やインターネット等のネットワークを介してダウンロードし、メインコントローラ３１を介して、メモリ１４にインストールすることができる。

メインコントローラ３１は、CPU３２がプログラムを実行することにより、各種の処理を行う。

すなわち、メインコントローラ３１は、画像処理部８から供給される画像データに基づき、ウォブリング方式によるオートフォーカスの制御処理を行う。

具体的には、メインコントローラ３１は、画像処理部８から供給される画像データに基づき、合焦の程度を表す評価値を算出し、その評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する。また、メインコントローラ３１は、動き検出回路１９からの動き情報に基づいて、被写体とビデオカメラとの間の相対速度を検出し、その相対速度に基づいて、レンズ系２のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定する。そして、メインコントローラ３１は、フォーカスが合焦状態でないと判定した場合、レンズ系２のフォーカスレンズを、所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御として、フォーカスレンズを、所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御信号を生成し、プリドライバ２６に供給する処理を行う。

また、メインコントローラ３１は、アイリス制御回路１５からのアイリス情報に基づき、アイリス３の開閉状態を制御する制御信号を生成し、プリドライバ２６に供給する。

さらに、メインコントローラ３１は、ホワイトバランス制御回路１６からのホワイトバランス情報に基づき、画像処理部８で行われるホワイトバランス処理を制御する。

また、メインコントローラ３１は、動き検出回路１９からの動き情報に基づいて、レンズ系２の防振レンズの位置を制御する制御信号を生成し、プリドライバ２６に供給する。

さらに、メインコントローラ３１は、操作部２１からの操作信号にしたがった処理を行う。

具体的には、例えば、メインコントローラ３１は、操作部２１のAFボタン２２がオートフォーカスを動作させるように操作された場合、AFボタン２２がオートフォーカスを停止させるように操作されるまで、上述したウォブリング方式によるオートフォーカスの制御処理を行う。

さらに、例えば、メインコントローラ３１は、操作部２１の録画ボタン２３が録画を開始するように操作された場合、画像データをエンコードして記録媒体１３に記録するように、エンコーダ１２を制御し、録画ボタン２３が録画を停止するように操作された場合、画像データのエンコード、及び記録媒体１３への記録を停止するように、エンコーダ１２を制御する。

以上のように構成されるビデオカメラでは、操作部２１の図示せぬ電源ボタンがオンにされると、撮像素子４は、撮像素子駆動回路２５の制御にしたがい、所定のフレームレートでの撮像を開始する。

すなわち、撮像素子４は、光学系１から入射する光を受光し、電気信号としてのアナログ信号に光電変換して、プリアンプ５を介して、A/D変換回路６に供給する。A/D変換回路６は、プリアンプ５を介して供給されるアナログ信号を、ディジタル信号の画像データにA/D変換し、ゲイン調整回路７を介して、画像処理部８に供給する。

画像処理部８は、ゲイン調整回路７からの画像データに対して、各種の画像処理を施し、その画像処理後の画像データを出力する。画像処理部８が出力する画像データは、モニタ１１に供給され、これにより、モニタ１１では、画像処理部８からの画像データに対応する画像、すなわち、いわゆるスルー画像が表示される。

画像処理部８が出力する画像データは、エンコーダ１２にも供給される。

録画ボタン２３が録画を開始するように操作されると、メインコントローラ３１は、録画を行うように、エンコーダ１２を制御する。

これにより、エンコーダ１２は、画像処理部８から供給される画像データを、圧縮データにエンコードし、記録媒体１３に記録する録画処理を開始する。

さらに、画像処理部８が出力する画像データは、メインコントローラ３１にも供給される。

オートフォーカスがオンにされている場合、すなわち、AFボタン２２が、オートフォーカスを動作させるように操作されている場合、メインコントローラ３１は、画像処理部８から供給される画像データに基づき、ウォブリング方式によるオートフォーカスの制御処理を行う。

すなわち、オートフォーカスがオンにされている場合、メインコントローラ３１は、CPU３２がプログラムを実行することにより、オートフォーカスの制御処理を行うフォーカス制御装置として機能する。

図２は、フォーカス制御装置として機能するメインコントローラ３１の機能的な構成例を示すブロック図である。

図２において、フォーカス制御装置（として機能するメインコントローラ３１）は、フォーカス領域抽出部５１、高周波数成分抽出部５２、評価値算出部５３、評価値記憶部５４、合焦判定部５５、ウォブリング制御部５６、ウォブリング幅記憶部５７、相対速度検出部５８、及びウォブリング幅決定部５９から構成されている。

フォーカス領域抽出部５１には、画像処理部８（図１）から画像データがフレーム単位で供給される。フォーカス領域抽出部５１は、画像処理部８からの画像データから、フォーカスの制御に用いる特定の領域としてのフォーカス領域の画像データを抽出し、高周波数成分抽出部５２に供給する。

ここで、フォーカス領域としては、例えば、フレームの中央部分の領域や、フレームの中央部分を中心として離散的に配置した横×縦が３×３個の点などの複数の点それぞれを中心とする複数の小領域等を採用することができる。

高周波数成分抽出部５２は、例えば、HPF(High Pass Filter)で構成され、フォーカス領域抽出部５１から供給されるフォーカス領域の画像データをフィルタリングすることにより、その画像データのエッジの周波数成分とみなせる高周波数成分を抽出し、評価値算出部５３に供給する。

評価値算出部５３は、高周波数成分抽出部５２から供給される高周波数成分から、現在の合焦の程度を表す評価値を算出する。すなわち、評価値算出部５３は、例えば、高周波数成分抽出部５２からの高周波数成分を積分する演算（各周波数の周波数成分を加算する演算）を行い、その演算結果を、現在の合焦の程度を表す評価値とする。

また、評価値算出部５３には、高周波数成分抽出部５２から画像データの高周波数成分が供給される他、プリドライバ２６（図１）から、レンズ系２のフォーカスレンズの現在の位置を表す位置情報が供給されるようになっている。

評価値算出部５３は、現在の合焦の程度を表す評価値を、プリドライバ２６からのフォーカスレンズの位置情報と対応付け、その評価値と位置情報とのセットを、評価値記憶部５４に供給する。

評価値記憶部５４は、評価値算出部５３から供給される評価値と位置情報とのセットを記憶する。なお、評価値記憶部５４は、少なくとも、複数セットの評価値と位置情報とのセットを記憶する記憶容量を有している。また、評価値記憶部５４は、その記憶容量分の評価値と位置情報とのセットを記憶すると、その後は、最も古い評価値と位置情報とのセットを消去し、評価値算出部５３から次に供給される最新の評価値と位置情報とのセットを記憶する。評価値記憶部５４では、このようにして、最新の複数セットの評価値と位置情報とのセットが記憶される。

合焦判定部５５は、評価値記憶部５４に記憶された評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する。

すなわち、合焦判定部５５は、評価値記憶部５４に記憶された複数の評価値に基づき、評価値が最大になったかどうかを判定する。

合焦判定部５５は、評価値が最大になっていないと判定した場合、フォーカスが合焦状態でないと判定する。さらに、合焦判定部５５は、フォーカスが合焦状態でないと判定した場合、評価値記憶部５４に記憶された評価値と位置情報との複数セットの中から、必要な２セット以上の評価値と位置情報のセットを選択し、その２セット以上の評価値と位置情報に基づき、フォーカスが合焦状態となるフォーカスレンズの位置を予測して、その位置を表す位置情報を、ウォブリング制御部５６に供給する。

また、合焦判定部５５は、評価値が最大になっていると判定した場合、フォーカスが合焦状態であると判定する。さらに、合焦判定部５５は、フォーカスが合焦状態であると判定した場合、評価値記憶部５４に記憶された評価値のうちの最大の評価値（評価値のピーク値）とセットになっている位置情報を、ウォブリング制御部５６に供給する。

ウォブリング制御部５６には、上述したように、合焦判定部５５から、フォーカスレンズの位置を表す位置情報が供給される他、ウォブリング幅決定部５９から、ウォブリング幅が供給される。

ウォブリング制御部５６は、レンズ系２（図１）のフォーカスレンズを、ウォブリング幅決定部５９からのウォブリング幅でウォブリングしながら、合焦判定部５５からの位置情報が表す位置に移動させる制御を行う。すなわち、ウォブリング制御部５６は、レンズ系２のフォーカスレンズを、ウォブリング幅決定部５９からのウォブリング幅でウォブリングしながら、合焦判定部５５からの位置情報が表す位置に移動することを指示するフォーカス制御信号を生成して、プリドライバ２６（図１）に供給する。

ウォブリング幅記憶部５７は、被写体と図１のビデオカメラとの間の相対速度と、レンズ系２のフォーカスレンズをウォブリングするウォブリング幅とを対応付けたウォブリング幅テーブルを記憶している。

相対速度検出部５８は、動き検出回路１９から供給される動き情報に基づいて、被写体と図１のビデオカメラとの間の相対速度を検出し、すなわち、ここでは、例えば、ビデオカメラがパン又はチルトしている場合の、被写体に対するビデオカメラの速さ（以下、適宜、パン／チルト速度ともいう）を検出し、ウォブリング幅決定部５９に供給する。

ウォブリング幅決定部５９は、ウォブリング幅記憶部５７に記憶されたウォブリング幅テーブルを参照し、ウォブリング幅テーブルにおいて、被写体速度検出部５８からの相対速度に対応付けられているウォブリング幅を、レンズ系２のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅に決定し、ウォブリング制御部５６に供給する。

次に、図３は、レンズ系２（図１）のフォーカスレンズの位置と、被写界深度との関係を示している。

いま、レンズ系２のフォーカスレンズが、光軸上のある位置Xにあるときに、位置Pにある被写体が合焦状態になっている場合において、被写界深度の最も手前側の位置をP₁と表すとともに、最も奥側の位置をP₂と表すこととする。

また、位置Pから位置P₁までの距離である片側被写界深度と、位置Pから位置P₂までの距離である片側被写界深度とは、等しいこととする。

さらに、被写界深度の最も手前側の位置P₁が合焦状態となるフォーカスレンズの位置が、位置Pの手前側の位置X₁であるとし、被写界深度の最も奥側の位置P₂が合焦状態となるフォーカスレンズの位置が、位置Pの奥側の位置X₂であるとする。そして、フォーカスレンズの位置Xから位置X₁までの距離と、位置Xから位置X₂までの距離とは、等しいこととする。

この場合、位置P₁から位置P₂までの距離である被写界深度は、フォーカスレンズの位置X₁からX₂までの距離に対応するが、この距離を、以下、適宜、深度対応幅という。

また、位置Pから位置P₁までの距離である片側被写界深度は、フォーカスレンズの位置Xから位置X₁までの距離に対応するが、この距離を、以下、適宜、片側対応幅という。同様に、位置Pから位置P₂までの距離である片側被写界深度に対応する、フォーカスレンズの位置Xから位置X₂までの距離も、片側対応幅という。

次に、図４は、ウォブリング方式によるフォーカスの制御について、本件発明者が実施した主観調査の調査結果を示している。

主観調査では、各値のウォブリング幅でウォブリング方式によるフォーカスの制御を行うオートフォーカスを動作させたビデオカメラを所定の速さでパンしながら撮像を行い、その撮像の結果得られた画像を、被験者に見せて、被験者が、ウォブリングによるちらつき現象を検知する（感じる）最小のウォブリング幅（以下、適宜、検知限のウォブリング幅という）と、ビデオカメラを使用するのに許容することができなくなる限界のちらつき現象が生じるウォブリング幅（以下、適宜、許容限のウォブリング幅という）とを調査した。

ここで、ビデオカメラをパンする速さとしては、７［度／秒］（１秒間に７度だけパンする速さ）、１４［度／秒］、及び２１［度／秒］を採用した。なお、人の感覚としては、７［度／秒］は、ビデオカメラを固定している場合とほとんど変わらない程度の速さである。また、１フレーム（１画面）の画角は、３０度程度であり、したがって、２１［度／秒］は、現在のフレームに映っている風景が、１秒後には映らなくなっている状態（ビデオカメラの画角からはずれた状態）となる程度の速さである。

また、主観調査は、１５人の被験者を採用し、各被験者が、ちらつき現象に対する嫌悪感を感じた程度を、５段階評価のSD(Semantic Differential)法によって採点し、その採点結果に基づいて、検知限のウォブリング幅と、許容限のウォブリング幅とを求めた。

図４は、以上のような主観調査の調査結果を示している。

なお、図４では、片側被写界深度に対応する片側対応幅を１深度として、検知限及び許容限のウォブリング幅を表してある。

主観調査の調査結果によれば、ビデオカメラをパンする速さが、７［度／秒］、１４［度／秒］、又は２１［度／秒］である場合に、検知限のウォブリング幅が、それぞれ、0.4深度、1.1深度、又は1.1深度となっており、したがって、ビデオカメラをパンする速さが速くなるほど、ちらつき現象を検知することができる検知限のウォブリング幅が大になることが分かる。

さらに、調査結果では、ビデオカメラをパンする速さが、７［度／秒］、１４［度／秒］、又は２１［度／秒］である場合に、許容限のウォブリング幅が、それぞれ、2.2深度、2.9深度、又は3.6深度となっており、したがって、やはり、ビデオカメラをパンする速さが速くなるほど、ちらつき現象を許容することができなくなる限界の許容限のウォブリング幅が大になることが分かる。

以上から、ビデオカメラで撮像された画像に動きがない場合、又は動きがあっても、その動きの速さが遅い場合には、ウォブリング幅を小にしないと、ウォブリングによるちらつき現象によって、ユーザに違和感を感じさせることになるが、画像の動きが速い場合には、ウォブリング幅を大にしても、ユーザは、ウォブリングによるちらつき現象に気がつかないか、気がついても、違和感を感じるほどではないことが分かる。

そこで、図２のフォーカス制御装置では、被写体とビデオカメラとの間の相対速度が遅い場合には、フォーカスレンズを、小さいウォブリング幅でウォブリングさせるフォーカスの制御を行い、被写体とビデオカメラとの間の相対速度が速い場合には、フォーカスレンズを、大きいウォブリング幅でウォブリングさせるフォーカスの制御を行うことによって、応答性及び安定性の高いフォーカスの制御を行うようになっている。

すなわち、図２のフォーカス制御装置では、被写体とビデオカメラとの間の相対速度が遅い場合には、フォーカスレンズを、小さいウォブリング幅でウォブリングさせる。これにより、安定性の高いフォーカスの制御、つまり、ユーザが、ちらつき現象を感じない、あるいは、ユーザがちらつき現象を感じても、それほど違和感を感じさせないフォーカスの制御を行うことができる。

また、図２のフォーカス制御装置では、被写体とビデオカメラとの間の相対速度が速い場合には、フォーカスレンズを、大きいウォブリング幅でウォブリングさせる。これにより、応答性の高いフォーカスの制御、つまり、フォーカスレンズを、合焦状態となる位置、あるいはその位置の付近に、短時間で移動するフォーカスの制御を行うことができる。

次に、図５は、図４の主観調査の調査結果をプロットしたグラフを示している。

なお、図５において、横軸は、被写体とビデオカメラとの間の相対速度（例えば、ビデオカメラのパンの速さ）を表し、縦軸は、検知限と許容限のウォブリング幅を表す。

いま、図５において、検知限のウォブリング幅の点（図中、○印で示す）を結んだ実線のラインを、検知ラインというとともに、許容限のウォブリング幅の点（図中、△印で示す）を結んだ点線のラインを、許容ラインということとすると、図２のフォーカス制御装置では、検知ラインや許容ラインに基づいて、ウォブリング幅が決定される。

ここで、検知ラインにおいて、相対速度が0［度／秒］から7［度／秒］までのウォブリング幅は、すべて、相対速度が7［度／秒］であるときの検知限のウォブリング幅と同一にしてある。これは、上述したように、人の感覚としては、７［度／秒］は、ビデオカメラを固定しているときとほとんど変わらない程度の速さであるため、ビデオカメラがパンしていないとき、つまり、相対速度が0［度／秒］であるときの検知限のウォブリング幅は、相対速度が7［度／秒］であるときの検知限のウォブリング幅とほとんど変わらないと予測されるからである。許容ラインについても、同様である。

図２のフォーカス制御装置では、例えば、検知ライン又は許容ラインのうちのいずれか一方にしたがって、ウォブリング幅を決定することができる。

また、フォーカス制御装置では、検知ライン、及び許容ラインの両方に基づいて、ウォブリング幅を決定することができる。具体的には、フォーカス制御装置では、例えば、相対速度が7［度／秒］以下である場合には、検知ラインにしたがって、ウォブリング幅を決定し、相対速度が7［度／秒］を越えた場合には、許容ラインにしたがって、ウォブリング幅を決定することができる。

さらに、フォーカス制御装置では、検知ライン又は許容ラインを超えない大小２つのウォブリング幅を選択し、相対速度が閾値以下である場合には、小さいウォブリング幅を、フォーカスレンズをウォブリングするウォブリング幅に決定し、相対速度が閾値より大である場合には、大きいウォブリング幅を、フォーカスレンズをウォブリングするウォブリング幅に決定することができる。

その他、図２のフォーカス制御装置では、検知ライン及び許容ラインに関係なく、ウォブリング幅を、相対速度に応じて大となる値に決定することができる。

次に、図６のフローチャートを参照して、図２のフォーカス制御装置によるオートフォーカスの制御処理について説明する。

フォーカス領域抽出部５１は、画像処理部８（図１）から画像データが供給されると、ステップＳ１１において、画像処理部８からの画像データから、フォーカスの制御に用いる特定の領域であるフォーカス領域の画像データを抽出し、高周波数成分抽出部５２に供給して、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、高周波数成分抽出部５２は、フォーカス領域抽出部５１からのフォーカス領域の画像データの高周波数成分を抽出し、評価値算出部５３に供給して、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、評価値算出部５３は、高周波数成分抽出部５２からの高周波数成分から評価値を算出し、その評価値が得られた画像データの撮像が行われたときのフォーカスレンズの位置を表す位置情報とセットにして、評価値記憶部５４に供給して記憶させる。

以上のように、評価値記憶部５４に、評価値と位置情報とのセットが新たに記憶されると、ステップＳ１３からステップＳ１４に進み、合焦判定部５５は、評価値記憶部５４に記憶された評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する。

ステップＳ１４において、フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、すなわち、評価値が最大になっていない場合、ステップＳ１５に進み、合焦判定部５５は、評価値記憶部５４に記憶された評価値と位置情報との複数セットを用いて補間等を行うことにより、フォーカスが合焦状態となるフォーカスレンズの位置を予測して、その位置を表す位置情報を、ウォブリング制御部５６に供給して、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、相対速度検出部５８が、動き検出回路１９（図１）からの動き情報に含まれるパンチルト情報に基づいて、ビデオカメラがパン又はチルトしているかどうかを認識し、ビデオカメラがパンもチルトもしていない場合には、ビデオカメラと被写体との間の相対速度としてのパン／チルト速度を0とする。

また、ビデオカメラがパン又はチルトしている場合には、相対速度検出部５８は、動き検出回路１９からの動き情報に基づいて、パン／チルト速度を検出（算出）し、ウォブリング幅決定部５９に供給する。

その後、ステップＳ１６からステップＳ１７に進み、ウォブリング幅決定部５９は、ウォブリング幅記憶部５７に記憶されたウォブリング幅テーブルを参照し、ウォブリング幅テーブルにおいて、被写体速度検出部５８からのパン／チルト速度に対応付けられているウォブリング幅を、レンズ系２のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅に決定し、ウォブリング制御部５６に供給して、ステップＳ１８に進む。

すなわち、いま、ウォブリング幅記憶部５７に記憶されているウォブリング幅テーブルにおいて、例えば、14［度／秒］未満の相対速度と、１深度等の所定の小さい値のウォブリング幅W₁とが対応付けられているとともに、14［度／秒］以上の相対速度と、小さい値のウォブリング幅W₁の２倍の値のウォブリング幅W₂とが対応付けられていることとすると、ウォブリング幅決定部５９は、被写体速度検出部５８からのパン／チルト速度が、14［度／秒］未満であれば、小さい値のウォブリング幅W₁としての、例えば、１深度を、フォーカスレンズのウォブリング幅に決定する。

また、ウォブリング幅決定部５９は、被写体速度検出部５８からのパン／チルト速度が、14［度／秒］以上であれば、ウォブリング幅W₁の２倍の値のウォブリング幅W₂としての、例えば、２深度を、フォーカスレンズのウォブリング幅に決定する。

ここで、１深度は、図３で説明した片側対応幅に等しく、その具体的な値を求めるには、片側対応幅に対応する片側被写界深度、ひいては、被写界深度が必要となる。

被写界深度は、前述したように、カメラの焦点距離や、絞り（アイリス３の開閉状態）等から求めることができるので、ウォブリング幅決定部５９は、被写界深度を求めた上で、その被写界深度に基づき、フォーカスレンズのウォブリング幅の具体的な値を求める。

ステップＳ１８では、ウォブリング制御部５６は、レンズ系２（図１）のフォーカスレンズを、ウォブリング幅決定部５９からのウォブリング幅でウォブリングしながら、合焦判定部５５からの位置情報が表す位置に移動させる制御を行う。すなわち、ウォブリング制御部５６は、レンズ系２のフォーカスレンズを、ウォブリング幅決定部５９からのウォブリング幅でウォブリングしながら、合焦判定部５５からの位置情報が表す位置に移動することを指示するフォーカス制御信号を生成して、プリドライバ２６（図１）に供給する。

一方、ステップＳ１４において、フォーカスが合焦状態であると判定された場合、すなわち、評価値が最大になっている場合、合焦判定部５５は、評価値記憶部５４に記憶された評価値のうちの最大の評価値とセットになっている位置情報を、ウォブリング制御部５６に供給して、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、ウォブリング制御部５６は、レンズ系２のフォーカスレンズを、合焦判定部５５からの位置情報が表す位置に移動させる制御を行う。すなわち、ウォブリング制御部５６は、レンズ系２のフォーカスレンズを、合焦判定部５５からの位置情報が表す位置に移動することを指示するフォーカス制御信号を生成して、プリドライバ２６に供給する。

ステップＳ１８又はＳ１９の処理後は、画像処理部８（図１）からフォーカス領域抽出部５１に対して、次のフレームの画像データが供給されるのを待って、ステップＳ１１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。

以上のように、被写体とビデオカメラとの間の相対速度としてのパン／チルト速度に基づいて、ウォブリング幅を決定し、フォーカスが合焦状態でないと判定された場合には、そのウォブリング幅で、フォーカスレンズをウォブリングさせる制御を行うので、すなわち、相対速度が遅い場合には、小さいウォブリング幅でウォブリングを行い、相対速度が速い場合には、大きいウォブリング幅でウォブリングを行うので、被写界深度が浅くても、ウォブリング方式によるフォーカスの制御として、応答性及び安定性の高いフォーカスの制御を行うことができる。

以上、本発明をビデオカメラに適用した場合について説明したが、本発明は、ビデオカメラの他、例えば、静止画（写真）を撮影するスチルカメラ、その他、フォーカスを制御して画像を撮像する装置に適用可能である。

また、フォーカス制御装置による一連の処理は、コンピュータとしてのCPU３２（図１）にプログラムを実行させることによって行う他、専用のハードウェアにより行うことが可能である。

ここで、本明細書において、コンピュータに各種の処理を行わせるためのプログラムを記述する処理ステップは、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。

また、プログラムは、１のコンピュータにより処理されるものであっても良いし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであっても良い。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

すなわち、例えば、本実施の形態では、相対速度とウォブリング幅とを対応付けたウォブリング幅テーブルを用意し、ウォブリング幅決定部５９（図２）において、ウォブリング幅テーブルで、被写体とビデオカメラとの間の相対速度に対応付けられているウォブリング幅を、フォーカスレンズをウォブリングするウォブリング幅に決定するようにしたが、ウォブリング幅決定部５９では、その他、例えば、ウォブリング幅テーブルで対応付けられている相対速度とウォブリング幅との関係を表す近似関数を用意しておき、相対速度検出部５８からの相対速度を引数として、近似関数を演算して、その演算結果を、フォーカスレンズをウォブリングするウォブリング幅に決定することができる。

また、本実施の形態では、被写体とビデオカメラとの間の相対速度として、被写体に対するビデオカメラのパンやチルトの動きの速さを求めるようにしたが、被写体とビデオカメラとの間の相対速度としては、その他、例えば、ビデオカメラに対する被写体の動きの速さを求めるようにすることが可能である。

さらに、本実施の形態では、ビデオカメラの角速度や加速度を検出し、その角速度や加速度から、被写体とビデオカメラとの間の相対速度を求めるようにしたが、被写体とビデオカメラとの間の相対速度は、その他、例えば、ビデオカメラ（の撮像素子４）で撮像された画像データを対象として、動きベクトルの検出を行い、その動きベクトルに基づいて求めることが可能である。

本発明を適用したビデオカメラの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。フォーカス制御装置の構成例を示すブロック図である。レンズ系２のフォーカスレンズの位置と、被写界深度との関係を示す図である。主観調査の調査結果を示す図である。検知ラインと許容ラインを示す図である。フォーカス制御装置の処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１光学系，２レンズ系，３アイリス，４撮像素子，５プリアンプ，６ A/D変換回路，７ゲイン調整回路，８画像処理部，９ γ補正回路，１０クリッピング回路，１１モニタ，１２エンコーダ，１３記録媒体，１４メモリ，１５アイリス制御回路，１６ホワイトバランス制御回路，１８センサ，１９動き検出回路，２０通信I/F，２１操作部，２２ AFボタン，２３録画ボタン，２４タイミング信号発せ回路，２５撮像素子駆動回路，２６プリドライバ，２７アイリス駆動回路，２８フォーカスレンズ駆動回路，２９ズームレンズ駆動回路，３０手ぶれ補正コントローラ，３１メインコントローラ，３２ CPU，３３ ROM，３４ RAM，５１フォーカス領域抽出部，５２高周波数成分抽出部，５３評価値算出部，５４評価値記憶部，５５合焦判定部，５６ウォブリング制御部，５７ウォブリング幅記憶部，５８相対速度検出部，５９ウォブリング幅決定部

Claims

被写体を撮像する撮像装置のフォーカスを制御するフォーカス制御装置において、
合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定手段と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出手段と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定手段と、
フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御手段と
を備えるフォーカス制御装置。
前記ウォブリング幅決定手段は、前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度と、ウォブリング幅とを対応付けたテーブルを用いて、前記所定のウォブリング幅を決定する
請求項１に記載のフォーカス制御装置。
前記評価値算出手段は、前記撮像装置が被写体を撮像することにより得られる画像データを用いて、前記評価値を算出する
請求項１に記載のフォーカス制御装置。
被写体を撮像する撮像装置のフォーカスを制御するフォーカス制御方法において、
合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定ステップと、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出ステップと、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定ステップと、
フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御ステップと
を含むフォーカス制御方法。
被写体を撮像する撮像装置のフォーカスを制御するフォーカス制御処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、
合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定ステップと、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出ステップと、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定ステップと、
フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御ステップと
を含むフォーカス制御処理を、コンピュータに実行させるプログラム。
被写体を撮像する撮像装置において、
合焦の程度を表す評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値に基づいて、フォーカスが合焦状態であるかどうかを判定する合焦判定手段と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度を検出する相対速度検出手段と、
前記被写体と前記撮像装置との間の相対速度に基づいて、前記撮像装置のフォーカスレンズをウォブリングする所定のウォブリング幅を決定するウォブリング幅決定手段と、
フォーカスが合焦状態でないと判定された場合、前記撮像装置のフォーカスレンズを、前記所定のウォブリング幅でウォブリングさせる制御を行う制御手段と
を備える撮像装置。