撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体
【課題】撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことを可能とした撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体を提供する。
【解決手段】撮像装置としてのビデオカメラは、撮像素子１０６、フォーカスレンズ１０５、マイクロコンピュータ１１４を備える。マイクロコンピュータ１１４は、被写体領域を検出した場合で、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる外測位相差検出方式のフォーカス制御（第２のフォーカス制御）によりフォーカスレンズ１０５が駆動されている最中のときは、次の制限を行う。第２のフォーカス制御の実行を制限する。
【解決手段】撮像装置としてのビデオカメラは、撮像素子１０６、フォーカスレンズ１０５、マイクロコンピュータ１１４を備える。マイクロコンピュータ１１４は、被写体領域を検出した場合で、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる外測位相差検出方式のフォーカス制御（第２のフォーカス制御）によりフォーカスレンズ１０５が駆動されている最中のときは、次の制限を行う。第２のフォーカス制御の実行を制限する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体に関し、特に、撮影画面内の被写体領域を検出して、その検出結果に基づいてフォーカス制御を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ等の撮像装置のオートフォーカス（ＡＦ）制御では、撮像素子を用いて生成された映像信号の鮮鋭度（コントラスト状態）を示すＡＦ評価値信号を生成し、該ＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズの位置を探索するＴＶ−ＡＦ方式が主流である。
【０００３】
また、人物を撮影する場合において、主人物被写体に安定したピント合わせを行うために、顔検出機能を有する撮像装置が知られている。例えば、認識された顔検出領域を含む焦点検出領域を設定し、焦点検出を行う撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、人物の目を検出し、その目に基づいて焦点検出を行う撮像装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
ところで、ＡＦ方式には、測距センサを撮影レンズとは独立に設け、当該測距センサにより検出された被写体距離の情報からフォーカスレンズの合焦位置を演算し、そこにフォーカスレンズを移動させる外測測距方式（外測位相差検出方式）がある。
【０００５】
この外測位相差検出方式では、被写体から受けた光束を２分割し、該２分割した光束を一組の受光素子列（ラインセンサ）によりそれぞれ受光する。そして、当該一組のラインセンサ上に形成された像のずれ量、すなわち位相差を検出し、該位相差から三角測量法を用いて被写体距離を求め、該被写体距離に対して合焦する位置（合焦位置）にフォーカスレンズを移動させる。
【０００６】
また、ＡＦ方式には、内測（ＴＴＬ）位相差検出方式がある。
【０００７】
この内測位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、該２分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される像のずれ量、すなわち光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで撮影レンズのピントずれ量及びピントずれ方向を直接求めてフォーカスレンズを移動させる。
【０００８】
さらに、内測位相差検出方式とＴＶ−ＡＦ方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦ方式もある。このハイブリッドＡＦ方式では、内測位相差検出方式で合焦位置近傍までフォーカスレンズを移動させた後に、ＴＶ−ＡＦ方式でさらに高精度にフォーカスレンズを合焦位置に移動させる（例えば、特許文献３参照。）。また、外測位相差検出方式とＴＶ−ＡＦ方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦ方式もある（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
特許文献２にて提案されているハイブリットＡＦ方式では、ＴＶ−ＡＦ方式と外測位相差検出方式における各々の信号の変化量に応じて、どちらの方式でフォーカス制御をするかを選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２２７０８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５４０３号公報
【特許文献３】特開平０５−０６４０５６号公報（段落［０００８］〜［０００９］、図１等）
【特許文献４】特開２００５−２３４３２５号公報（段落［００３７］〜［００６２］、図３等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
撮像装置において、上述したハイブリッドＡＦ方式と顔検出機能とを組み合わせて焦点検出を行うと、主人物被写体に対して安定したピント合わせを行うことができると共に、ボケている状態からは高速なピント合わせが可能となる。
【００１２】
しかしながら、被写体が動いている場合や撮影者による手ぶれが発生している場合においては、顔検出領域での位相差検出方式によるフォーカスレンズの合焦位置を常に取得できるとは限らない。顔を検出して安定したピント合わせを行っている際に、一時的に顔検出領域に対するフォーカスレンズの合焦位置が取得できず背景に対するフォーカスレンズの合焦位置を取得した場合、合焦近傍にないと判断して、背景に対するフォーカスレンズの合焦位置にフォーカスレンズを移動し、このため撮影者に不快感を与えてしまうことがある。
【００１３】
また、外測位相差検出方式を用いる場合、撮影レンズの主光学系とは別の光学系を用いるため、パララックスが発生する。このため、顔が検出された画面上の顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが異なる場合がある。この場合、主人物被写体の顔を検出して安定したピント合わせを行っていても、外測位相差検出方式で取得されるフォーカスレンズの合焦位置が背景の被写体となることがある。そして、ボケていると判断して、背景の被写体にピント合わせを行い、このため撮影者に不快感を与えてしまうことがある。また、主人物被写体の顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが重なった場合には、主人物被写体に高速なピント合わせを行うため、ピント合わせが不安定な状況が発生しうる。
【００１４】
さらに、画面全体がボケている状態から、高速なピント合わせを行った場合、同様に主人物被写体の顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが同じになるとは限らない。このため、同じでない場合には、主人物被写体に対して即座にピント合わせを行うのではなく、背景に対してピント合わせを行った後に、主人物被写体に対してピント合わせを行うことがあり、安定したピント合わせを高速に行えないことがある。
【００１５】
本発明の目的は、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことを可能とした撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出手段と、前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成手段と、被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成手段と、前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被写体領域を検出した場合であって、第２のフォーカス制御によりフォーカスレンズが駆動されている最中のときは、第２のフォーカス制御の実行を制限する。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるマイクロコンピュータが実行するフォーカス制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図２におけるステップＳ２０５で実行されるＴＶ−ＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図４】図２におけるステップＳ２０５で実行されるＴＶ−ＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図５】図２におけるステップＳ２０８で実行されるハイブリッドＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図６】図２のフォーカス制御処理の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図７】図２のフォーカス制御処理の第２の変形例を示すフローチャートである。
【図８】図２のフォーカス制御処理の第３の変形例を示すフローチャートである。
【図９】図２のフォーカス制御処理の第４の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３０２で実行されるフォーカスレンズの微小駆動を説明するための図である。
【図１１】図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３１１で実行されるフォーカスレンズの山登り駆動を説明するための図である。
【図１２】ビデオカメラに外部測距センサが装着されている場合を説明するための図であり、（Ａ）は、外部測距センサとレンズとの位置関係を示す図であり、（Ｂ）は、テレ側の撮影画面であり、（Ｃ）は、ワイド側の撮影画面である。
【図１３】フォーカスレンズを合焦位置へ移動している最中に顔検出された場合を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置について説明する。なお、本実施の形態では、撮像装置がビデオカメラであるが、ビデオカメラに限らず、デジタルスチルカメラ等の他の撮像装置であってもよい。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１において、１０１は第１の固定レンズ群、１０２は光軸方向に移動して変倍を行い、焦点距離を可変な変倍レンズ、１０３は絞りである。また、１０４は第２の固定レンズ群、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とフォーカシングの機能とを兼ね備えたフォーカスコンペンセータレンズ（以下、「フォーカスレンズ」という。）である。第１の固定レンズ群１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２の固定レンズ群１０４及びフォーカスレンズ１０５により撮像光学系が構成される。
【００２３】
１０６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換素子としての撮像素子である。撮像素子１０６は撮像光学系により形成された被写体像を撮像して映像信号を出力する。１０７は撮像素子１０６の出力をサンプリングし、ゲイン調整するＣＤＳ／ＡＧＣ回路である。
【００２４】
１０８はカメラ信号処理回路であり、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。１０９はＬＣＤ等により構成されるモニタであり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。１１５は記録部であり、カメラ信号処理回路１０８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録媒体に記録する。
【００２５】
１１０は変倍レンズ１０２を移動させるためのズーム駆動源である。１１１はフォーカスレンズ１０５を移動させるためのフォーカシング駆動源である。ズーム駆動源１１０及びフォーカシング駆動源１１１は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。
【００２６】
１１２はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの全画素の出力信号のうち焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すＡＦゲートである。
【００２７】
ＡＦ信号処理回路１１３は、ＡＦゲート１１２を通過した信号から高周波成分や輝度差成分（ＡＦゲート１１２を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）等を抽出してＡＦ評価値信号を生成する。ＡＦ評価値信号は、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ（以下、単に「マイクロコンピュータ」という。）１１４に出力される。ＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像信号の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであるが、鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、結果的にＡＦ評価値信号は撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
【００２８】
マイクロコンピュータ１１４は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司ると共に、フォーカシング駆動源１１１を制御してフォーカスレンズ１０５を移動させるフォーカス制御を行う。マイクロコンピュータ１１４は、フォーカス制御として、ＴＶ−ＡＦ方式でのフォーカス制御（以下、単に「ＴＶ−ＡＦ」という。）を行う。
【００２９】
顔検出部１１６は、映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領域を検出する。その検出結果をマイクロコンピュータ１１４に送信する。マイクロコンピュータ１１４は、上記検出結果に基づき、撮影画面内の顔領域を含む位置に焦点検出に用いられる領域を追加するようにＡＦゲート１１２へ情報を送信する。
【００３０】
なお、顔検出処理としては、例えば、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等が開示されている。本実施の形態では、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。
【００３１】
１１７は外部測距ユニットであり、従来の外測位相差検出方式、超音波センサ方式、赤外線センサ方式等いずれの方式であってもよい。外部測距ユニット１１７からの測距及び測距信頼性の情報は、マイクロコンピュータ１１４へ取り込まれフォーカスレンズ１０５の合焦位置の情報へと変換される。ここで、測距信頼性としては、例えば外測位相差検出方式であれば、光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づいて測距を行うので、分割した２像の相関性を信頼性とするのが一般的である。
【００３２】
次に、マイクロコンピュータ１１４が実行するフォーカス制御処理について説明する。
【００３３】
図２は、図１におけるマイクロコンピュータ１１４が実行するフォーカス制御処理を示すフローチャートである。本処理は、マイクロコンピュータ１１４内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、例えば１フィールド画像を生成するための撮像素子１０６からの撮像信号の読み出し周期にて繰り返し実行される。
【００３４】
図２において、まず、最新の映像信号に対して顔検出処理を実行した後の顔検出部１１６から顔検出領域の有無の情報を取得する（ステップＳ２０１）。
【００３５】
次いで、取得した顔検出領域の有無の情報に基づいて、顔検出部１１６で顔領域が検出できたか否かを判別する（ステップＳ２０２）。
【００３６】
ステップＳ２０２の判別の結果、顔検出部１１６で顔領域が検出できたときは（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、顔が検出された撮影画面上の位置情報に基づいて顔検出領域を含む被写体に追従して移動する所定のＡＦ枠（以下、単に「顔枠」という。）（第１の焦点検出領域）をＡＦゲート１１２に設定する（ステップＳ２０３）。位置情報としては、顔が認識された領域の中心位置や、目、鼻、口等の顔の特徴点の位置の情報であってもよい。
【００３７】
次いで、ＡＦ信号処理回路１１３から出力される顔枠のＡＦ評価値信号（第１の焦点領域情報）を取得する（ステップＳ２０４）（第１の生成手段）。
【００３８】
次いで、取得した顔枠のＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値（第１の情報）を用いて、後述する図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理（第１のフォーカス制御）を実行する（ステップＳ２０５）。図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理では、ＡＦ評価値が最大になるように、ＡＦ評価値をモニタしつつフォーカスレンズ１０５を駆動して焦点を調節して合焦を得る。なお、図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理では、合焦が得られている状態において、フォーカスレンズ１０５の再駆動の必要性の有無を判断するために、ＡＦ評価値の低下があったか否かを判別する等、合焦を維持するための処理も含まれる。
【００３９】
ステップＳ２０２の判別の結果、顔検出部１１６で顔領域が検出できないときは（ステップＳ２０２でＮＯ）、撮影画面の中央を中心とした固定のＡＦ枠（以下、単に「通常枠」という。）（第２の焦点検出領域）をＡＦゲート１１２に設定する（ステップＳ２０６）。
【００４０】
次いで、ＡＦ信号処理回路１１３から出力される通常枠のＡＦ評価値信号（第２の焦点領域情報）を取得する（ステップＳ２０７）。
【００４１】
次いで、取得した通常枠のＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値を用いて、後述する図５のハイブリッドＡＦ方式でのフォーカス制御（以下、単に「ハイブリッドＡＦ」という。）処理を実行する（ステップＳ２０８）。図５のハイブリッドＡＦ処理では、ＴＶ−ＡＦ方式と位相差検出方式とを組み合わせてピント合わせを行う。
【００４２】
ステップＳ２０５の処理、又はステップＳ２０８の処理の後、ＡＦゲート１１２に設定されているＡＦ枠から取得されたＡＦ評価値の履歴を履歴情報として保存する（ステップＳ２０９）。
【００４３】
次いで、得られたフォーカスレンズ１０５の合焦位置の履歴を履歴情報として保存して（ステップＳ２１０）、本処理を終了する。
【００４４】
図３及び図４は、図２におけるステップＳ２０５で実行されるＴＶ−ＡＦ処理を示すフローチャートである。なお、本処理は、後述する図５のハイブリッドＡＦ処理におけるステップＳ４０１でも実行されるため、図３及び図４のフローチャートは図５のハイブリッドＡＦ処理において実行される場合を考慮したものとなっている。
【００４５】
図３において、まず、ＴＶ−ＡＦのモードが微小駆動モードであるか否かを判別する（ステップＳ３０１）。微小駆動モードについては後述する。
【００４６】
ステップＳ３０１の判別の結果、モードが微小駆動モードであるときは（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、フォーカスレンズ１０５を微小駆動する（ステップＳ３０２）。微小駆動については、後に図１０を用いて説明する。
【００４７】
次いで、合焦状態であるか否かを判別する（ステップＳ３０３）。
【００４８】
ステップＳ３０３の判別の結果、合焦状態であるときは（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、フォーカスレンズ１０５の駆動を停止する（ステップＳ３０４）。
【００４９】
次いで、フォーカスレンズ１０５の合焦位置におけるＡＦ評価値をマイクロコンピュータ１１４のメモリ（図示しない）に記憶させる（ステップＳ３０５）。
【００５０】
次いで、現在のモードを再駆動判定モードに移行させる（ステップＳ３０６）。
【００５１】
次いで、位相差使用モードを解除する（ステップＳ３０７）。これは、ＴＶ−ＡＦによって合焦判定され、フォーカスレンズ１０５が停止しているため、フォーカスレンズ１０５が外測ＡＦによって外測合焦位置へ移動され、不要な映像のぼけを生じさせないようにするためである。
【００５２】
ステップＳ３０３の判別の結果、合焦状態でないときは（ステップＳ３０３でＮＯ）、現在のフォーカスレンズ１０５の位置に対して合焦位置がどの方向にあるかを判定する（ステップＳ３０８）。
【００５３】
次いで、ステップＳ３０８において合焦位置の方向（以下、「合焦方向」という。）を判定できたか否かを判別する（ステップＳ３０９）。
【００５４】
ステップＳ３０９の判別の結果、合焦方向を判定できたときは（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、ＴＶ−ＡＦのモードを山登り駆動モードに移行させる（ステップＳ３１０）。
【００５５】
ステップＳ３０１の判別の結果、モードが微小駆動モードでないときは（ステップＳ３０１でＮＯ）、モードが山登り駆動モードであるか否かを判別する（ステップＳ３１１）。
【００５６】
ステップＳ３１１の判別の結果、モードが山登り駆動モードであるときは（ステップＳ３１１でＹＥＳ）、所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動（合焦位置検出制御）する（ステップＳ３１２）。
【００５７】
次いで、フォーカスレンズ１０５の山登り駆動においてＡＦ評価値がピークを越えたか否かを判別する（ステップＳ３１３）。
【００５８】
ステップＳ３１３の判別の結果、ＡＦ評価値がピークを越えたときは（ステップＳ３１３でＹＥＳ）、フォーカスレンズ１０５の山登り駆動においてＡＦ評価値がピークとなった位置（以下、「ピーク位置」という。）にフォーカスレンズ１０５を戻す（ステップＳ３１４）。
【００５９】
次いで、フォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻ったか否かを判別する（ステップＳ３１５）。
【００６０】
ステップＳ３１５の判別の結果、ピーク位置に戻ったときは（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、ＴＶ−ＡＦのモードを微小駆動モードへ移行させる（ステップＳ３１６）。
【００６１】
次いで、位相差使用モードを解除する（ステップＳ３１７）。これは、山登り駆動モードで合焦位置（ピーク位置）が判別され、合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させたにも関わらず、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５が外測合焦位置に駆動されて不要な映像のぼけを生じさせないようにするためである。
【００６２】
ステップＳ３１１の判別の結果、モードが山登り駆動モードでないときは（ステップＳ３１１でＮＯ）、図４に進み、現在のモードが再駆動判定モードであるか又は位相差駆動モードであるかを判別する（ステップＳ３１８）。
【００６３】
ステップＳ３１８の判別の結果、モードが再駆動判定モードであるときは、マイクロコンピュータ１１４のメモリ（図示しない）に記憶されているＡＦ評価値と最新のＡＦ評価値とを比較して、これらの差が所定の値よりも大きいか否か、すなわちＡＦ評価値の変動が大きいか否かを判別する（ステップＳ３１９）。
【００６４】
ステップＳ３１９の判別の結果、ＡＦ評価値の変動が大きいときは（ステップＳ３１９でＹＥＳ）、ＴＶ−ＡＦのモードを微小駆動モードへ移行させる（ステップＳ３２０）。
【００６５】
ステップＳ３１９の判別の結果、ＡＦ評価値の変動が小さいときは（ステップＳ３１９でＮＯ）、フォーカスレンズ１０５の駆動を停止する（ステップＳ３２１）。
【００６６】
ステップＳ３１８の判別の結果、モードが位相差駆動モードであるとき、すなわちフォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に向けて移動させているときは、外測合焦位置を目標位置として、この目標位置にフォーカスレンズ１０５が到達したか否かを判別する（ステップＳ３２２）。
【００６７】
ステップＳ３２２の判別の結果、目標位置にフォーカスレンズ１０５が到達したときは（ステップＳ３２２でＹＥＳ）、現在のモードを微小駆動モードへ移行させる（ステップＳ３２３）。すなわち、外測ＡＦからＴＶ−ＡＦの微小駆動モードへ移行させる。
【００６８】
次いで、位相差使用モードを解除する（ステップＳ３２４）。
【００６９】
ステップＳ３０７、ステップＳ３１０、ステップＳ３１７、ステップＳ３２０、ステップＳ３２１又はステップＳ３２４の後、本処理を終了する。
【００７０】
図１０は、図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３０２で実行されるフォーカスレンズ１０５の微小駆動を説明するための図である。
【００７１】
図１０において、横軸は時間を、縦軸はフォーカスレンズ１０５の位置を示している。また、図中上方において、映像信号の垂直同期信号を示している。
【００７２】
図１０に示すように、期間Ａの間に撮像素子１０６に蓄積された電荷（図中、斜線楕円で示す）に対するＡＦ評価値ＥＶＡが時刻ＴＡで取り込まれ、期間Ｂの間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＡＦ評価値ＥＶＢが時刻ＴＢで取り込まれる。また、時刻ＴＣでは、ＡＦ評価値ＥＶＡ，ＥＶＢを比較して、ＥＶＢ＞ＥＶＡであれば、微小駆動の駆動（振動）中心を移動させる。一方、ＥＶＡ＞ＥＶＢであれば、振動中心を移動させない。このように、フォーカスレンズ１０５を移動させながらＡＦ評価値が増加する方向を判定したり、ＡＦ評価値が最も大きくなるフォーカスレンズ１０５の位置（ピーク位置）を探したりするのが微小駆動である。
【００７３】
なお、ＡＦ評価値の変化から合焦状態か否かを判定するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動させる制御は、合焦確認制御ということもできる。
【００７４】
また、ＡＦ評価値の変化から合焦方向を判定するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動させる制御は、合焦方向判別制御ということもできる。
【００７５】
図１１は、図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３１１で実行されるフォーカスレンズ１０５の山登り駆動を説明するための図である。
【００７６】
図１１において、横軸はフォーカスレンズ１０５の位置を、縦軸はＡＦ評価値を示している。
【００７７】
図１１に示すように、Ａの動きでは、ＡＦ評価値がピークを越えてから減少するので、ピーク位置（合焦位置）の存在を確認することができる。この場合、フォーカスレンズ１０５をピーク位置近傍に戻してから山登り駆動を終了して、微小駆動に移行する。一方、Ｂの動きでは、ピークが無く、ＡＦ評価値が単調に減少するので、フォーカスレンズ１０５の駆動方向が誤りであると判定することができる。この場合、フォーカスレンズ１０５の駆動方向を反転して山登り駆動を継続する。このように、フォーカスレンズ１０５を駆動して、その間に得られたＡＦ評価値がピークとなるピーク位置又はその近傍を判定するのが山登り駆動である。
【００７８】
図５は、図２におけるステップＳ２０８で実行されるハイブリッドＡＦ処理を示すフローチャートである。
【００７９】
図５において、まず、図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理を実行する（ステップＳ４０１）。このＴＶ−ＡＦ処理では、ＡＦ評価値をモニタしつつフォーカスレンズ１０５を駆動して合焦を得ると共に、合焦が得られている状態においてフォーカスレンズ１０５の再駆動の必要性を判断するために、ＡＦ評価値の低下があったか否かを判定する。このように、ＴＶ−ＡＦ処理は合焦を維持するための処理も含む。
【００８０】
次いで、外部測距ユニット１１７から被写体距離の情報（第２の情報）を取得する（ステップＳ４０２）（第２の生成手段）。
【００８１】
次いで、取得した被写体距離の情報から外測合焦位置を算出する（ステップＳ４０３）。
【００８２】
次いで、現在のモードが位相差使用モードであるか否かを判別する（ステップＳ４０４）。位相差使用モードとは、特定の条件を満たす場合に限り、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる外測位相差検出方式のフォーカス制御（以下、「外測ＡＦ」という。）（第２のフォーカス制御）を行うことが許されるモードである。
【００８３】
ステップＳ４０４の判別の結果、現在のモードが位相差使用モードでないときは（ステップＳ４０４でＮＯ）、コントラスト及び被写体距離の変化が大きいか否かを判別するための閾値を設定する（ステップＳ４０５）。
【００８４】
次いで、コントラスト及び被写体距離の情報と上記閾値とを用いてコントラスト及び被写体距離の変化が大きいか否かを判別する（ステップＳ４０６）。すなわち、前回のルーチンで取得したコントラストの情報に対する今回のルーチンで取得したコントラストの情報の変化が閾値より大きいか否かを判別する。また、前回のルーチンで取得した被写体距離の情報に対する今回のルーチンで取得した被写体距離の情報の変化が閾値より大きいか否かを判別する。
【００８５】
本実施の形態では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３から得られる、ＡＦゲート１１２を通過した信号の各画素ラインでの輝度レベルの最大値と最小値との差を求める。そして、これらの差の最大値をコントラストの情報として用いる。なお、このコントラストの情報に代えて、コントラストの状態を示す点では共通であるＡＦ評価値を閾値と比較してもよい。
【００８６】
ステップＳ４０６の判別の結果、コントラスト及び被写体距離の変化が大きいときは（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、現在のモードを位相差使用モードへ移行させる（ステップＳ４０７）。
【００８７】
一方、ステップＳ４０６の判別の結果、コントラスト及び被写体距離の少なくとも一方の変化が小さいときは（ステップＳ４０６でＮＯ）、ステップＳ４０１の処理へ戻る。すなわち、コントラスト及び被写体距離の少なくとも一方の変化が小さいときは、ＴＶ−ＡＦ処理のみが上述した撮像信号の読み出し周期で繰り返し行われる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、被写体距離の情報の変化が閾値より大きいか否かを判断する場合について説明しているが、ステップＳ４０３にて被写体距離の情報に基づいて算出された外測合焦位置の変化を用いて判断してもよい。この場合、被写体距離の情報の変化について判断していることと等価である。
【００８９】
なお、ステップＳ４０６は、被写体距離の情報（又は外測合焦位置の情報）を用いてフォーカスレンズ１０５を移動させる、すなわち外測ＡＦを行うか否かを切り替えるための第１段階の判定である。つまり、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５を駆動させる条件（タイミング）を、被写体のコントラストの状態が大きく変化した場合であって、且つ被写体距離が大きく変化した場合に限定する。
【００９０】
これにより、被写体距離は大きく変化しておらず合焦状態から外れていないのに、被写体の絵柄等の変化によりＡＦ評価値が大きく変化した場合において、従来のようにまず外測合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させることで発生する不要な映像のぼけを防止することができる。
【００９１】
ステップＳ４０４の判別の結果、現在のモードが位相差使用モードであるとき（ステップＳ４０４でＹＥＳ）、又はステップＳ４０７の処理の後、現在のモードが位相差駆動モードであるか否かを判別する（ステップＳ４０８）。
【００９２】
ステップＳ４０８の判別の結果、現在のモードが位相差駆動モードであるとき、すなわち既に位相差駆動モードに設定されていて外測合焦位置に向けてフォーカスレンズ１０５を移動させているときは（ステップＳ４０８でＹＥＳ）、ステップＳ４０１の処理へ戻る。
【００９３】
一方、ステップＳ４０３の判別の結果、現在のモードが位相差駆動モードでないときは（ステップＳ４０８でＮＯ）、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる、すなわち外測ＡＦを実行するべきかどうかを判定するためのフォーカス移動量の閾値を設定する（ステップＳ４０９）。この閾値は、外部測距ユニット１１７による被写体距離の検出のバラツキを考慮して設定される。
【００９４】
次いで、ステップＳ４０３にて得られた外測合焦位置と現在のフォーカスレンズ１０５の位置との差（絶対値）を求めて、その差がステップＳ４０９で設定されたフォーカス移動量の閾値よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ４１０）。
【００９５】
なお、ステップＳ４１０は、外測ＡＦを行うか否かを切り替えるための第２段階の判定である。つまり、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５を駆動させる条件（タイミング）を、外測合焦位置と現在のフォーカスレンズ１０５の位置との差が大きい場合に限定する。
【００９６】
この第２段階の判定における条件を満たさない場合に外測ＡＦを行わないのは、外測ＡＦはＴＶ−ＡＦと比較して合焦精度が劣るためである。不用意に外測合焦位置にフォーカスレンズ１０５を移動させると、ＴＶ−ＡＦと外測ＡＦとの間でハンチングが生じたり、映像にぼけが生じたりするためである。
【００９７】
ステップＳ４１０の判別の結果、差がフォーカス移動量の閾値よりも大きいときは（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、現在のモードを位相差駆動モードへ移行させる（ステップＳ４１１）。
【００９８】
次いで、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に向けて移動させる（ステップＳ４１２）。
【００９９】
一方、ステップＳ４１０の判別の結果、差がフォーカス移動量の閾値よりも小さいときは（ステップＳ４１０でＮＯ）、位相差使用モードを解除する（ステップＳ４１３）。
【０１００】
ステップＳ４１２又はステップＳ４１３の処理の後、本処理を終了する。
【０１０１】
なお、上述したハイブリッドＡＦ処理におけるＡＦ方式の切り換えは一例であり、ＴＶ−ＡＦと外測ＡＦとの切り替え方法はこの限りではない。
【０１０２】
図２のフォーカス制御処理によれば、被写体が動いている場合や撮影者による手ぶれが発生している場合において、常に顔検出領域で位相差検出方式によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置を取得できるとは限らないため、顔が検出されたか否かによって、フォーカス制御の方式を選択（制限）する。これにより、顔を検出して安定してピント合わせを行っている際に、一時的に位相差検出方式により顔検出領域に対するフォーカスレンズ１０５の合焦位置が取得できず、背景に対するフォーカスレンズ１０５の合焦位置を取得した場合、合焦近傍にないと判断して、背景に対するフォーカスレンズ１０５の合焦位置にフォーカスレンズを移動するのを防止することができる。また、顔検出処理においても、ある一枚の画像をもとに顔検出処理を行うため、ピントが合っていない状態では、顔検出頻度が低下してしまうが、合焦近傍にある場合には、顔検出頻度が向上する。このため、顔が検出されている場合には既に合焦近傍にあると判断し、ＴＶ−ＡＦ方式により安定した高精度なピント合わせのみで行う方が好ましい。顔が検出されていない場合とは、合焦近傍にない場合や、主人物被写体が存在しない場合であり、ハイブリッドＡＦ制御により、合焦近傍にない場合には、応答性を向上させ、合焦近傍にある場合には、安定した高精度なピント合わせを行うようにする。これにより、撮影者が主被写体に安定した高精度な、さらには応答性が向上したピント合わせ制御ができ、不快感を軽減することができる。
【０１０３】
次に、マイクロコンピュータ１１４が実行するフォーカス制御処理の変形例について説明する。
【０１０４】
まず、フォーカス制御処理の第１の変形例について説明する。
【０１０５】
図６は、図２のフォーカス制御処理の第１の変形例を示すフローチャートである。
【０１０６】
図６の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１０７】
図６の処理では、図２の処理において、顔領域が検出できた場合において、ＡＦ評価値により合焦度を判定し、合焦近傍にあるのか又は合焦近傍にないのかを判断するものである。
【０１０８】
図６において、ステップＳ２０４の処理の後、取得した顔枠のＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値を用いて、簡易的な合焦度の判定を行う（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１での判定は、撮影映像の輝度信号を用いて、コントラストがあるにも関わらず、高周波成分が取得できない場合にボケていると判定可能な簡易的なものであればよい。例えば、（各ラインの高周波成分の出力結果の最大値）を（各ラインの輝度信号の最大値と最小値との差の最大値）で除算して、その結果を１〜１０に分割して表してもよい。
【０１０９】
次いで、ステップＳ５０１の判定結果に基づいて、ボケている状態であるか否かを判別する（ステップＳ５０２）。
【０１１０】
ステップＳ５０２の判別の結果、合焦近傍にあり、ボケている状態でないときは（ステップＳ５０２でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１１１】
一方、ステップＳ５０２の判別の結果、ボケている状態であるときは（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１１２】
通常、顔領域が検出された場合においても、撮影画面がボケている場合には、誤検出も考えられる。この場合、誤検出に対応してピント合わせが遅くなってしまう。また、ピントがボケている場合に、ＴＶ−ＡＦのみでピント合わせを実行していては、ピントが合うまでに時間がかかってしまい、撮影者に不快感を与えてしまうため、ハイブリッドＡＦ方式で合焦近傍までフォーカスレンズを移動させることが有効である。
【０１１３】
図６のフォーカス制御処理によれば、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１１４】
次に、フォーカス制御処理の第２の変形例について説明する。
【０１１５】
図７は、図２のフォーカス制御処理の第２の変形例を示すフローチャートである。
【０１１６】
図７の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１１７】
図７の処理では、図２の処理において、顔領域が検出された場合において、焦点検出領域と外部測距領域とが重なっているかどうかを判定するものである。
【０１１８】
図７において、ステップＳ２０４の処理の後、焦点距離に応じて外部測距領域が画面上のどの位置に存在するかを判定する（ステップＳ６０１）。なお、ステップＳ６０１では、焦点距離だけでなく外部測距センサにより取得された被写体距離も含めて判定してもよい。具体的には、例えば被写体距離が３ｍで画面中央になるように設定した場合、図１２（Ａ）に示すように、撮影レンズに対して外部測距センサが装着されている場合、図１２（Ｂ）のテレ側と図１２（Ｃ）のワイド側とでは、画面上に占める外部測距領域の大きさが変化し、ワイド側の方が小さくなる。また、被写体距離が至近側と無限側とでは、至近側の場合、撮影画面の画面中央から右側に、無限側の場合、撮影画面の画面中央から左側に寄った位置に外部測距領域が位置される。
【０１１９】
次いで、ステップＳ６０１で得られた外部測距領域と顔検出領域とが重なっているか否かを判別する（ステップＳ６０２）。
【０１２０】
ステップＳ６０２の判別の結果、外部測距領域と顔検出領域とが重なっていないときは（ステップＳ６０２でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１２１】
一方、ステップＳ６０２の判別の結果、外部測距領域と顔検出領域とが重なっているときは（ステップＳ６０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１２２】
図７のフォーカス制御処理によれば、外部測距領域と顔検出領域とが重なっている場合には、外部測距方式による合焦フォーカスレンズ位置も主人物被写体を捉えているため、主人物被写体以外の被写体を測距して誤って背景にピント合わせを行うこともないため、ハイブリッドＡＦ制御を行うことにより、応答性も向上させたピント合わせ動作を行う。また、重なっていない場合には、外部測距方式による合焦フォーカスレンズ位置は主人物被写体以外の被写体を測距していることが多いため、主人物被写体からピントが外れてしまうことが発生するため、ＴＶ−ＡＦ制御のみでピント合わせ動作を行う。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１２３】
次に、フォーカス制御処理の第３の変形例について説明する。
【０１２４】
図８は、図２のフォーカス制御処理の第３の変形例を示すフローチャートである。
【０１２５】
図８の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１２６】
図８の処理では、図２の処理において、顔領域が検出された場合において、顔検出結果で得られる顔である確からしさを示した信頼度に応じてＡＦ制御を選択するものである。
【０１２７】
図８において、ステップＳ２０４の処理の後、検出された顔領域の画面上の位置、サイズの他に、顔である確からしさを示す信頼度を取得する（ステップＳ７０１）（信頼度検出手段）。この信頼度とは、例えば、顔検出処理においてパターンマッチングしたときのマッチング度合、又は、目、口、鼻、まゆげ、顔の形等、人間の顔の特徴点の検出数等で判定されるものであり、顔であると判定される正確性を示すものであればよい。この信頼度が高いほど顔である確率が高く、信頼度が低いほど誤検出が多い。
【０１２８】
次いで、顔である確からしさを示す信頼度が所定の閾値（第１の値）よりも低いか否かを判別する（ステップＳ７０２）。
【０１２９】
ステップＳ７０２の判別の結果、信頼度が閾値よりも高いときは（ステップＳ７０２でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１３０】
一方、ステップＳ７０２の判別の結果、信頼度が閾値よりも低いときは（ステップＳ７０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１３１】
図８のフォーカス制御処理によれば、信頼度が閾値よりも低い場合には、顔領域が検出されていても誤検出の確率も高く、また撮影画面がボケていることにより信頼度が低くなっている可能性もあるため、ハイブリッドＡＦ方式により合焦近傍までフォーカスレンズ１０５の位置を移動させることにより、次により信頼性の高い顔検出結果を取得するようにする。また、信頼度が閾値よりも高い場合には、顔領域を検出できた確率が高く、合焦近傍にあるため、正確な検出できているため、ＴＶ−ＡＦ制御により安定した高精度なピント合わせ動作を行う。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１３２】
なお、顔である確からしさを示す信頼度と比較する閾値は、様々な被写体を撮影した結果経験上により、どの程度の信頼度であれば誤検出がなくなるかにより閾値を決定すればよい。
【０１３３】
次に、フォーカス制御処理の第４の変形例について説明する。
【０１３４】
図９は、図２のフォーカス制御処理の第４の変形例を示すフローチャートである。
【０１３５】
図９の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１３６】
図９の処理では、図２の処理におけるＡＦ処理において、位相差検出方式によってフォーカスレンズ１０５の合焦位置へ移動している場合において、移動している最中に顔検出された場合の制御を示すものである。
【０１３７】
特に、図１３に示すように、外部測距センサを用いた場合、図１２を用いて説明したように外部測距領域で測距できたフォーカスレンズ１０５の合焦位置が主人物被写体とは限らない。このため、位相差検出方式においてフォーカスレンズ１０５の合焦位置と主人物被写体のフォーカスレンズ１０５の合焦位置とは異なる可能性がある。この場合、位相差検出方式におけるフォーカスレンズ１０５の合焦位置までフォーカスレンズ１０５の位置を移動させてしまうと、主人物被写体に対してピントが合わないことになる。
【０１３８】
図９において、ステップＳ２０４の後、現在、位相差検出方式によって得られたフォーカスレンズ１０５の合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させている最中か否かを判別する（ステップＳ８０１）。
【０１３９】
ステップＳ８０１の判別の結果、フォーカスレンズ１０５を移動させていないときは（ステップＳ８０１でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１４０】
一方、ステップＳ８０１の判別の結果、フォーカスレンズ１０５を移動させている最中のときは（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、合焦近傍にない状態から位相差検出結果によりフォーカスレンズを移動させているので、顔が検出されて主人物被写体に対しては合焦近傍に来ている可能性がある。そのため、顔が検出された現在のフォーカスレンズ１０５の位置と位相差検出結果で移動させているフォーカスレンズ１０５の合焦位置とを比較するための閾値（第２の値）を設定する（ステップＳ８０２）。この閾値は、焦点深度や、焦点距離によって設定すればよく、焦点深度が浅いほど閾値を小さく、そして焦点距離が長くなるほど閾値を大きく設定する。
【０１４１】
次いで、顔が検出された現在のフォーカスレンズ１０５の位置と位相差検出結果で移動させているフォーカスレンズ１０５の合焦位置とを比較して、その差（第３の情報）がステップＳ８０２で設定した閾値よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ８０３）。
【０１４２】
ステップＳ８０３の判別の結果、差が閾値よりも大きいときは（ステップＳ８０３でＹＥＳ）、位相差検出結果によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置が主人物被写体のピント位置と異なっているため、主人物被写体とは別の背景の被写体等にピントを合わせてしまう。そのため、この場合、位相差検出結果によるフォーカスレンズの移動を停止して（ステップＳ８０４）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１４３】
ステップＳ８０３の判別の結果、差が閾値よりも小さいときは（ステップＳ８０３でＮＯ）、位相差検出結果によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置が主人物被写体のピント位置とほぼ同じであると考えられるため、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１４４】
図９のフォーカス制御処理によれば、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１４５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置について説明する。
【０１４６】
本実施の形態に係る撮像装置は、上述した第１の実施の形態に係る撮像装置で用いていた外部位相差検出（外測）方式に代えてＴＴＬ（内測）位相差検出方式を用いている点が第１の実施の形態と異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【０１４７】
図１４は、本実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【０１４８】
図１４において、ビデオカメラの撮像光学系は、被写体側から順に、第１の固定レンズ群１０１、変倍レンズ１０２、フォーカスレンズ１０５、絞り１０３及び第２の固定レンズ群１２０により構成されている。
【０１４９】
１２１はハーフプリズムであり、フォーカスレンズ１０５と絞り１０３との間に配置されている。ハーフプリズム１２１は、フォーカスレンズ１０５から絞り１０３に向かう光束を、撮像素子１０６に向かう光束成分と、後述するＡＦセンサ１２４に向かう光束成分とに分割する。絞り１０３は、動画撮影中、常に動作しているので、絞り１０３よりも被写体側に配置したハーフプリズム１２１によって、入射光束を分割する。
【０１５０】
１２２はハーフプリズム１２１により分割された光束成分を反射するサブミラーであり、１２３はサブミラー１２２で反射した光束をＡＦセンサ１２４上に結像させる結像レンズである。ＡＦセンサ１２４は、位相差検出方式ＡＦ用の一対の受光素子列（ラインセンサ）を有する。１２５はＡＦセンサ１２４の一対のラインセンサ上に形成された２つの像信号の位相差を演算するＡＦ回路である。
【０１５１】
マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ回路１２５からの位相差情報に基づいて、ピントのずれ量及びずれ方向を求める。
【０１５２】
このように構成されたビデオカメラでは、上述した各フォーカス制御処理におけるハイブリッドＡＦ処理において、被写体距離の情報に代えて、ピントのずれ量及びずれ方向を得ることにより、同様のハイブリッドＡＦ処理を行うことができる。
【０１５３】
また、図９のフォーカス制御処理では、ステップＳ８０２にて、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ回路１２５からの位相差情報に基づいて、ピントのずれ量及びずれ方向を算出する。また、ピントのずれ量及びずれ方向から、位相差検出方式によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置（内測合焦位置）を算出し、そして、ステップＳ８０３にて、この内測合焦位置と現在のフォーカスレンズ１０５の位置との差が、閾値より大きいか否かを判別する。
【０１５４】
上述した各フォーカス制御処理は組み合わせて実行してもよく、各フォーカス制御処理で完結する限りのものではない。
【０１５５】
以上説明したように、上述した各実施の形態では、ＴＶ−ＡＦ方式と位相差ＡＦ方式とを組み合わせてＡＦ制御を行う場合において、さらに顔検出処理を用いて撮影者が意図する被写体に対し、正確な安定したピント合わせを行う場合において、以下の特徴を有する。
【０１５６】
すなわち、顔が検出された場合には、ＴＶ−ＡＦのみで実行する。また、顔が検出された場合において、ＡＦ評価値によるピントがボケているかどうかを判定すること、測距領域と顔検出領域が一致しているかを判定すること、顔である確からしさを示す信頼度に応じて判定することにより、顔が検出された場合に合焦近傍でピントがほぼ合っている状態では、ＴＶ−ＡＦによって安定した高精度なピント合わせを行い、合焦近傍ではなく撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。また、顔が検出されて主人物被写体の合焦近傍にいるにも関わらず、位相差ＡＦ制御により主人物被写体とは異なる被写体に対してピント合わせを行ってしまうことを軽減することができる。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１５７】
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１５８】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【０１５９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記各実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１６０】
更に、前述した各実施の形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【符号の説明】
【０１６１】
１０５ フォーカスレンズ
１０６ 撮像素子
１１２ ＡＦゲート
１１３ ＡＦ信号処理回路
１１４ マイクロコンピュータ
１１６ 顔検出部
１１７ 外部測距ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体に関し、特に、撮影画面内の被写体領域を検出して、その検出結果に基づいてフォーカス制御を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラ等の撮像装置のオートフォーカス（ＡＦ）制御では、撮像素子を用いて生成された映像信号の鮮鋭度（コントラスト状態）を示すＡＦ評価値信号を生成し、該ＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズの位置を探索するＴＶ−ＡＦ方式が主流である。
【０００３】
また、人物を撮影する場合において、主人物被写体に安定したピント合わせを行うために、顔検出機能を有する撮像装置が知られている。例えば、認識された顔検出領域を含む焦点検出領域を設定し、焦点検出を行う撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、人物の目を検出し、その目に基づいて焦点検出を行う撮像装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
ところで、ＡＦ方式には、測距センサを撮影レンズとは独立に設け、当該測距センサにより検出された被写体距離の情報からフォーカスレンズの合焦位置を演算し、そこにフォーカスレンズを移動させる外測測距方式（外測位相差検出方式）がある。
【０００５】
この外測位相差検出方式では、被写体から受けた光束を２分割し、該２分割した光束を一組の受光素子列（ラインセンサ）によりそれぞれ受光する。そして、当該一組のラインセンサ上に形成された像のずれ量、すなわち位相差を検出し、該位相差から三角測量法を用いて被写体距離を求め、該被写体距離に対して合焦する位置（合焦位置）にフォーカスレンズを移動させる。
【０００６】
また、ＡＦ方式には、内測（ＴＴＬ）位相差検出方式がある。
【０００７】
この内測位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、該２分割した光束を一組の焦点検出用センサによりそれぞれ受光し、その受光量に応じて出力される像のずれ量、すなわち光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで撮影レンズのピントずれ量及びピントずれ方向を直接求めてフォーカスレンズを移動させる。
【０００８】
さらに、内測位相差検出方式とＴＶ−ＡＦ方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦ方式もある。このハイブリッドＡＦ方式では、内測位相差検出方式で合焦位置近傍までフォーカスレンズを移動させた後に、ＴＶ−ＡＦ方式でさらに高精度にフォーカスレンズを合焦位置に移動させる（例えば、特許文献３参照。）。また、外測位相差検出方式とＴＶ−ＡＦ方式とを組み合わせたハイブリッドＡＦ方式もある（例えば、特許文献４参照。）。
【０００９】
特許文献２にて提案されているハイブリットＡＦ方式では、ＴＶ−ＡＦ方式と外測位相差検出方式における各々の信号の変化量に応じて、どちらの方式でフォーカス制御をするかを選択する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２２７０８０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５４０３号公報
【特許文献３】特開平０５−０６４０５６号公報（段落［０００８］〜［０００９］、図１等）
【特許文献４】特開２００５−２３４３２５号公報（段落［００３７］〜［００６２］、図３等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
撮像装置において、上述したハイブリッドＡＦ方式と顔検出機能とを組み合わせて焦点検出を行うと、主人物被写体に対して安定したピント合わせを行うことができると共に、ボケている状態からは高速なピント合わせが可能となる。
【００１２】
しかしながら、被写体が動いている場合や撮影者による手ぶれが発生している場合においては、顔検出領域での位相差検出方式によるフォーカスレンズの合焦位置を常に取得できるとは限らない。顔を検出して安定したピント合わせを行っている際に、一時的に顔検出領域に対するフォーカスレンズの合焦位置が取得できず背景に対するフォーカスレンズの合焦位置を取得した場合、合焦近傍にないと判断して、背景に対するフォーカスレンズの合焦位置にフォーカスレンズを移動し、このため撮影者に不快感を与えてしまうことがある。
【００１３】
また、外測位相差検出方式を用いる場合、撮影レンズの主光学系とは別の光学系を用いるため、パララックスが発生する。このため、顔が検出された画面上の顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが異なる場合がある。この場合、主人物被写体の顔を検出して安定したピント合わせを行っていても、外測位相差検出方式で取得されるフォーカスレンズの合焦位置が背景の被写体となることがある。そして、ボケていると判断して、背景の被写体にピント合わせを行い、このため撮影者に不快感を与えてしまうことがある。また、主人物被写体の顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが重なった場合には、主人物被写体に高速なピント合わせを行うため、ピント合わせが不安定な状況が発生しうる。
【００１４】
さらに、画面全体がボケている状態から、高速なピント合わせを行った場合、同様に主人物被写体の顔検出領域と外測位相差検出方式の測距領域とが同じになるとは限らない。このため、同じでない場合には、主人物被写体に対して即座にピント合わせを行うのではなく、背景に対してピント合わせを行った後に、主人物被写体に対してピント合わせを行うことがあり、安定したピント合わせを高速に行えないことがある。
【００１５】
本発明の目的は、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことを可能とした撮像装置、その制御方法、プログラム及び記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明は、フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出手段と、前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成手段と、被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成手段と、前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御手段とを備え、前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被写体領域を検出した場合であって、第２のフォーカス制御によりフォーカスレンズが駆動されている最中のときは、第２のフォーカス制御の実行を制限する。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるマイクロコンピュータが実行するフォーカス制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図２におけるステップＳ２０５で実行されるＴＶ−ＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図４】図２におけるステップＳ２０５で実行されるＴＶ−ＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図５】図２におけるステップＳ２０８で実行されるハイブリッドＡＦ処理を示すフローチャートである。
【図６】図２のフォーカス制御処理の第１の変形例を示すフローチャートである。
【図７】図２のフォーカス制御処理の第２の変形例を示すフローチャートである。
【図８】図２のフォーカス制御処理の第３の変形例を示すフローチャートである。
【図９】図２のフォーカス制御処理の第４の変形例を示すフローチャートである。
【図１０】図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３０２で実行されるフォーカスレンズの微小駆動を説明するための図である。
【図１１】図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３１１で実行されるフォーカスレンズの山登り駆動を説明するための図である。
【図１２】ビデオカメラに外部測距センサが装着されている場合を説明するための図であり、（Ａ）は、外部測距センサとレンズとの位置関係を示す図であり、（Ｂ）は、テレ側の撮影画面であり、（Ｃ）は、ワイド側の撮影画面である。
【図１３】フォーカスレンズを合焦位置へ移動している最中に顔検出された場合を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置について説明する。なお、本実施の形態では、撮像装置がビデオカメラであるが、ビデオカメラに限らず、デジタルスチルカメラ等の他の撮像装置であってもよい。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１において、１０１は第１の固定レンズ群、１０２は光軸方向に移動して変倍を行い、焦点距離を可変な変倍レンズ、１０３は絞りである。また、１０４は第２の固定レンズ群、１０５は変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能とフォーカシングの機能とを兼ね備えたフォーカスコンペンセータレンズ（以下、「フォーカスレンズ」という。）である。第１の固定レンズ群１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、第２の固定レンズ群１０４及びフォーカスレンズ１０５により撮像光学系が構成される。
【００２３】
１０６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換素子としての撮像素子である。撮像素子１０６は撮像光学系により形成された被写体像を撮像して映像信号を出力する。１０７は撮像素子１０６の出力をサンプリングし、ゲイン調整するＣＤＳ／ＡＧＣ回路である。
【００２４】
１０８はカメラ信号処理回路であり、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。１０９はＬＣＤ等により構成されるモニタであり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。１１５は記録部であり、カメラ信号処理回路１０８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録媒体に記録する。
【００２５】
１１０は変倍レンズ１０２を移動させるためのズーム駆動源である。１１１はフォーカスレンズ１０５を移動させるためのフォーカシング駆動源である。ズーム駆動源１１０及びフォーカシング駆動源１１１は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。
【００２６】
１１２はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０７からの全画素の出力信号のうち焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すＡＦゲートである。
【００２７】
ＡＦ信号処理回路１１３は、ＡＦゲート１１２を通過した信号から高周波成分や輝度差成分（ＡＦゲート１１２を通過した信号の輝度レベルの最大値と最小値の差分）等を抽出してＡＦ評価値信号を生成する。ＡＦ評価値信号は、カメラ／ＡＦマイクロコンピュータ（以下、単に「マイクロコンピュータ」という。）１１４に出力される。ＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像信号の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであるが、鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、結果的にＡＦ評価値信号は撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
【００２８】
マイクロコンピュータ１１４は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司ると共に、フォーカシング駆動源１１１を制御してフォーカスレンズ１０５を移動させるフォーカス制御を行う。マイクロコンピュータ１１４は、フォーカス制御として、ＴＶ−ＡＦ方式でのフォーカス制御（以下、単に「ＴＶ−ＡＦ」という。）を行う。
【００２９】
顔検出部１１６は、映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領域を検出する。その検出結果をマイクロコンピュータ１１４に送信する。マイクロコンピュータ１１４は、上記検出結果に基づき、撮影画面内の顔領域を含む位置に焦点検出に用いられる領域を追加するようにＡＦゲート１１２へ情報を送信する。
【００３０】
なお、顔検出処理としては、例えば、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等が開示されている。本実施の形態では、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。
【００３１】
１１７は外部測距ユニットであり、従来の外測位相差検出方式、超音波センサ方式、赤外線センサ方式等いずれの方式であってもよい。外部測距ユニット１１７からの測距及び測距信頼性の情報は、マイクロコンピュータ１１４へ取り込まれフォーカスレンズ１０５の合焦位置の情報へと変換される。ここで、測距信頼性としては、例えば外測位相差検出方式であれば、光束の分割方向の相対的位置ずれ量に基づいて測距を行うので、分割した２像の相関性を信頼性とするのが一般的である。
【００３２】
次に、マイクロコンピュータ１１４が実行するフォーカス制御処理について説明する。
【００３３】
図２は、図１におけるマイクロコンピュータ１１４が実行するフォーカス制御処理を示すフローチャートである。本処理は、マイクロコンピュータ１１４内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、例えば１フィールド画像を生成するための撮像素子１０６からの撮像信号の読み出し周期にて繰り返し実行される。
【００３４】
図２において、まず、最新の映像信号に対して顔検出処理を実行した後の顔検出部１１６から顔検出領域の有無の情報を取得する（ステップＳ２０１）。
【００３５】
次いで、取得した顔検出領域の有無の情報に基づいて、顔検出部１１６で顔領域が検出できたか否かを判別する（ステップＳ２０２）。
【００３６】
ステップＳ２０２の判別の結果、顔検出部１１６で顔領域が検出できたときは（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、顔が検出された撮影画面上の位置情報に基づいて顔検出領域を含む被写体に追従して移動する所定のＡＦ枠（以下、単に「顔枠」という。）（第１の焦点検出領域）をＡＦゲート１１２に設定する（ステップＳ２０３）。位置情報としては、顔が認識された領域の中心位置や、目、鼻、口等の顔の特徴点の位置の情報であってもよい。
【００３７】
次いで、ＡＦ信号処理回路１１３から出力される顔枠のＡＦ評価値信号（第１の焦点領域情報）を取得する（ステップＳ２０４）（第１の生成手段）。
【００３８】
次いで、取得した顔枠のＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値（第１の情報）を用いて、後述する図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理（第１のフォーカス制御）を実行する（ステップＳ２０５）。図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理では、ＡＦ評価値が最大になるように、ＡＦ評価値をモニタしつつフォーカスレンズ１０５を駆動して焦点を調節して合焦を得る。なお、図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理では、合焦が得られている状態において、フォーカスレンズ１０５の再駆動の必要性の有無を判断するために、ＡＦ評価値の低下があったか否かを判別する等、合焦を維持するための処理も含まれる。
【００３９】
ステップＳ２０２の判別の結果、顔検出部１１６で顔領域が検出できないときは（ステップＳ２０２でＮＯ）、撮影画面の中央を中心とした固定のＡＦ枠（以下、単に「通常枠」という。）（第２の焦点検出領域）をＡＦゲート１１２に設定する（ステップＳ２０６）。
【００４０】
次いで、ＡＦ信号処理回路１１３から出力される通常枠のＡＦ評価値信号（第２の焦点領域情報）を取得する（ステップＳ２０７）。
【００４１】
次いで、取得した通常枠のＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値を用いて、後述する図５のハイブリッドＡＦ方式でのフォーカス制御（以下、単に「ハイブリッドＡＦ」という。）処理を実行する（ステップＳ２０８）。図５のハイブリッドＡＦ処理では、ＴＶ−ＡＦ方式と位相差検出方式とを組み合わせてピント合わせを行う。
【００４２】
ステップＳ２０５の処理、又はステップＳ２０８の処理の後、ＡＦゲート１１２に設定されているＡＦ枠から取得されたＡＦ評価値の履歴を履歴情報として保存する（ステップＳ２０９）。
【００４３】
次いで、得られたフォーカスレンズ１０５の合焦位置の履歴を履歴情報として保存して（ステップＳ２１０）、本処理を終了する。
【００４４】
図３及び図４は、図２におけるステップＳ２０５で実行されるＴＶ−ＡＦ処理を示すフローチャートである。なお、本処理は、後述する図５のハイブリッドＡＦ処理におけるステップＳ４０１でも実行されるため、図３及び図４のフローチャートは図５のハイブリッドＡＦ処理において実行される場合を考慮したものとなっている。
【００４５】
図３において、まず、ＴＶ−ＡＦのモードが微小駆動モードであるか否かを判別する（ステップＳ３０１）。微小駆動モードについては後述する。
【００４６】
ステップＳ３０１の判別の結果、モードが微小駆動モードであるときは（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、フォーカスレンズ１０５を微小駆動する（ステップＳ３０２）。微小駆動については、後に図１０を用いて説明する。
【００４７】
次いで、合焦状態であるか否かを判別する（ステップＳ３０３）。
【００４８】
ステップＳ３０３の判別の結果、合焦状態であるときは（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、フォーカスレンズ１０５の駆動を停止する（ステップＳ３０４）。
【００４９】
次いで、フォーカスレンズ１０５の合焦位置におけるＡＦ評価値をマイクロコンピュータ１１４のメモリ（図示しない）に記憶させる（ステップＳ３０５）。
【００５０】
次いで、現在のモードを再駆動判定モードに移行させる（ステップＳ３０６）。
【００５１】
次いで、位相差使用モードを解除する（ステップＳ３０７）。これは、ＴＶ−ＡＦによって合焦判定され、フォーカスレンズ１０５が停止しているため、フォーカスレンズ１０５が外測ＡＦによって外測合焦位置へ移動され、不要な映像のぼけを生じさせないようにするためである。
【００５２】
ステップＳ３０３の判別の結果、合焦状態でないときは（ステップＳ３０３でＮＯ）、現在のフォーカスレンズ１０５の位置に対して合焦位置がどの方向にあるかを判定する（ステップＳ３０８）。
【００５３】
次いで、ステップＳ３０８において合焦位置の方向（以下、「合焦方向」という。）を判定できたか否かを判別する（ステップＳ３０９）。
【００５４】
ステップＳ３０９の判別の結果、合焦方向を判定できたときは（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、ＴＶ−ＡＦのモードを山登り駆動モードに移行させる（ステップＳ３１０）。
【００５５】
ステップＳ３０１の判別の結果、モードが微小駆動モードでないときは（ステップＳ３０１でＮＯ）、モードが山登り駆動モードであるか否かを判別する（ステップＳ３１１）。
【００５６】
ステップＳ３１１の判別の結果、モードが山登り駆動モードであるときは（ステップＳ３１１でＹＥＳ）、所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動（合焦位置検出制御）する（ステップＳ３１２）。
【００５７】
次いで、フォーカスレンズ１０５の山登り駆動においてＡＦ評価値がピークを越えたか否かを判別する（ステップＳ３１３）。
【００５８】
ステップＳ３１３の判別の結果、ＡＦ評価値がピークを越えたときは（ステップＳ３１３でＹＥＳ）、フォーカスレンズ１０５の山登り駆動においてＡＦ評価値がピークとなった位置（以下、「ピーク位置」という。）にフォーカスレンズ１０５を戻す（ステップＳ３１４）。
【００５９】
次いで、フォーカスレンズ１０５がピーク位置に戻ったか否かを判別する（ステップＳ３１５）。
【００６０】
ステップＳ３１５の判別の結果、ピーク位置に戻ったときは（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、ＴＶ−ＡＦのモードを微小駆動モードへ移行させる（ステップＳ３１６）。
【００６１】
次いで、位相差使用モードを解除する（ステップＳ３１７）。これは、山登り駆動モードで合焦位置（ピーク位置）が判別され、合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させたにも関わらず、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５が外測合焦位置に駆動されて不要な映像のぼけを生じさせないようにするためである。
【００６２】
ステップＳ３１１の判別の結果、モードが山登り駆動モードでないときは（ステップＳ３１１でＮＯ）、図４に進み、現在のモードが再駆動判定モードであるか又は位相差駆動モードであるかを判別する（ステップＳ３１８）。
【００６３】
ステップＳ３１８の判別の結果、モードが再駆動判定モードであるときは、マイクロコンピュータ１１４のメモリ（図示しない）に記憶されているＡＦ評価値と最新のＡＦ評価値とを比較して、これらの差が所定の値よりも大きいか否か、すなわちＡＦ評価値の変動が大きいか否かを判別する（ステップＳ３１９）。
【００６４】
ステップＳ３１９の判別の結果、ＡＦ評価値の変動が大きいときは（ステップＳ３１９でＹＥＳ）、ＴＶ−ＡＦのモードを微小駆動モードへ移行させる（ステップＳ３２０）。
【００６５】
ステップＳ３１９の判別の結果、ＡＦ評価値の変動が小さいときは（ステップＳ３１９でＮＯ）、フォーカスレンズ１０５の駆動を停止する（ステップＳ３２１）。
【００６６】
ステップＳ３１８の判別の結果、モードが位相差駆動モードであるとき、すなわちフォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に向けて移動させているときは、外測合焦位置を目標位置として、この目標位置にフォーカスレンズ１０５が到達したか否かを判別する（ステップＳ３２２）。
【００６７】
ステップＳ３２２の判別の結果、目標位置にフォーカスレンズ１０５が到達したときは（ステップＳ３２２でＹＥＳ）、現在のモードを微小駆動モードへ移行させる（ステップＳ３２３）。すなわち、外測ＡＦからＴＶ−ＡＦの微小駆動モードへ移行させる。
【００６８】
次いで、位相差使用モードを解除する（ステップＳ３２４）。
【００６９】
ステップＳ３０７、ステップＳ３１０、ステップＳ３１７、ステップＳ３２０、ステップＳ３２１又はステップＳ３２４の後、本処理を終了する。
【００７０】
図１０は、図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３０２で実行されるフォーカスレンズ１０５の微小駆動を説明するための図である。
【００７１】
図１０において、横軸は時間を、縦軸はフォーカスレンズ１０５の位置を示している。また、図中上方において、映像信号の垂直同期信号を示している。
【００７２】
図１０に示すように、期間Ａの間に撮像素子１０６に蓄積された電荷（図中、斜線楕円で示す）に対するＡＦ評価値ＥＶＡが時刻ＴＡで取り込まれ、期間Ｂの間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＡＦ評価値ＥＶＢが時刻ＴＢで取り込まれる。また、時刻ＴＣでは、ＡＦ評価値ＥＶＡ，ＥＶＢを比較して、ＥＶＢ＞ＥＶＡであれば、微小駆動の駆動（振動）中心を移動させる。一方、ＥＶＡ＞ＥＶＢであれば、振動中心を移動させない。このように、フォーカスレンズ１０５を移動させながらＡＦ評価値が増加する方向を判定したり、ＡＦ評価値が最も大きくなるフォーカスレンズ１０５の位置（ピーク位置）を探したりするのが微小駆動である。
【００７３】
なお、ＡＦ評価値の変化から合焦状態か否かを判定するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動させる制御は、合焦確認制御ということもできる。
【００７４】
また、ＡＦ評価値の変化から合焦方向を判定するためにフォーカスレンズ１０５を微小駆動させる制御は、合焦方向判別制御ということもできる。
【００７５】
図１１は、図３のＴＶ−ＡＦ処理におけるステップＳ３１１で実行されるフォーカスレンズ１０５の山登り駆動を説明するための図である。
【００７６】
図１１において、横軸はフォーカスレンズ１０５の位置を、縦軸はＡＦ評価値を示している。
【００７７】
図１１に示すように、Ａの動きでは、ＡＦ評価値がピークを越えてから減少するので、ピーク位置（合焦位置）の存在を確認することができる。この場合、フォーカスレンズ１０５をピーク位置近傍に戻してから山登り駆動を終了して、微小駆動に移行する。一方、Ｂの動きでは、ピークが無く、ＡＦ評価値が単調に減少するので、フォーカスレンズ１０５の駆動方向が誤りであると判定することができる。この場合、フォーカスレンズ１０５の駆動方向を反転して山登り駆動を継続する。このように、フォーカスレンズ１０５を駆動して、その間に得られたＡＦ評価値がピークとなるピーク位置又はその近傍を判定するのが山登り駆動である。
【００７８】
図５は、図２におけるステップＳ２０８で実行されるハイブリッドＡＦ処理を示すフローチャートである。
【００７９】
図５において、まず、図３及び図４のＴＶ−ＡＦ処理を実行する（ステップＳ４０１）。このＴＶ−ＡＦ処理では、ＡＦ評価値をモニタしつつフォーカスレンズ１０５を駆動して合焦を得ると共に、合焦が得られている状態においてフォーカスレンズ１０５の再駆動の必要性を判断するために、ＡＦ評価値の低下があったか否かを判定する。このように、ＴＶ−ＡＦ処理は合焦を維持するための処理も含む。
【００８０】
次いで、外部測距ユニット１１７から被写体距離の情報（第２の情報）を取得する（ステップＳ４０２）（第２の生成手段）。
【００８１】
次いで、取得した被写体距離の情報から外測合焦位置を算出する（ステップＳ４０３）。
【００８２】
次いで、現在のモードが位相差使用モードであるか否かを判別する（ステップＳ４０４）。位相差使用モードとは、特定の条件を満たす場合に限り、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる外測位相差検出方式のフォーカス制御（以下、「外測ＡＦ」という。）（第２のフォーカス制御）を行うことが許されるモードである。
【００８３】
ステップＳ４０４の判別の結果、現在のモードが位相差使用モードでないときは（ステップＳ４０４でＮＯ）、コントラスト及び被写体距離の変化が大きいか否かを判別するための閾値を設定する（ステップＳ４０５）。
【００８４】
次いで、コントラスト及び被写体距離の情報と上記閾値とを用いてコントラスト及び被写体距離の変化が大きいか否かを判別する（ステップＳ４０６）。すなわち、前回のルーチンで取得したコントラストの情報に対する今回のルーチンで取得したコントラストの情報の変化が閾値より大きいか否かを判別する。また、前回のルーチンで取得した被写体距離の情報に対する今回のルーチンで取得した被写体距離の情報の変化が閾値より大きいか否かを判別する。
【００８５】
本実施の形態では、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ信号処理回路１１３から得られる、ＡＦゲート１１２を通過した信号の各画素ラインでの輝度レベルの最大値と最小値との差を求める。そして、これらの差の最大値をコントラストの情報として用いる。なお、このコントラストの情報に代えて、コントラストの状態を示す点では共通であるＡＦ評価値を閾値と比較してもよい。
【００８６】
ステップＳ４０６の判別の結果、コントラスト及び被写体距離の変化が大きいときは（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、現在のモードを位相差使用モードへ移行させる（ステップＳ４０７）。
【００８７】
一方、ステップＳ４０６の判別の結果、コントラスト及び被写体距離の少なくとも一方の変化が小さいときは（ステップＳ４０６でＮＯ）、ステップＳ４０１の処理へ戻る。すなわち、コントラスト及び被写体距離の少なくとも一方の変化が小さいときは、ＴＶ−ＡＦ処理のみが上述した撮像信号の読み出し周期で繰り返し行われる。
【００８８】
なお、本実施の形態では、被写体距離の情報の変化が閾値より大きいか否かを判断する場合について説明しているが、ステップＳ４０３にて被写体距離の情報に基づいて算出された外測合焦位置の変化を用いて判断してもよい。この場合、被写体距離の情報の変化について判断していることと等価である。
【００８９】
なお、ステップＳ４０６は、被写体距離の情報（又は外測合焦位置の情報）を用いてフォーカスレンズ１０５を移動させる、すなわち外測ＡＦを行うか否かを切り替えるための第１段階の判定である。つまり、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５を駆動させる条件（タイミング）を、被写体のコントラストの状態が大きく変化した場合であって、且つ被写体距離が大きく変化した場合に限定する。
【００９０】
これにより、被写体距離は大きく変化しておらず合焦状態から外れていないのに、被写体の絵柄等の変化によりＡＦ評価値が大きく変化した場合において、従来のようにまず外測合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させることで発生する不要な映像のぼけを防止することができる。
【００９１】
ステップＳ４０４の判別の結果、現在のモードが位相差使用モードであるとき（ステップＳ４０４でＹＥＳ）、又はステップＳ４０７の処理の後、現在のモードが位相差駆動モードであるか否かを判別する（ステップＳ４０８）。
【００９２】
ステップＳ４０８の判別の結果、現在のモードが位相差駆動モードであるとき、すなわち既に位相差駆動モードに設定されていて外測合焦位置に向けてフォーカスレンズ１０５を移動させているときは（ステップＳ４０８でＹＥＳ）、ステップＳ４０１の処理へ戻る。
【００９３】
一方、ステップＳ４０３の判別の結果、現在のモードが位相差駆動モードでないときは（ステップＳ４０８でＮＯ）、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に移動させる、すなわち外測ＡＦを実行するべきかどうかを判定するためのフォーカス移動量の閾値を設定する（ステップＳ４０９）。この閾値は、外部測距ユニット１１７による被写体距離の検出のバラツキを考慮して設定される。
【００９４】
次いで、ステップＳ４０３にて得られた外測合焦位置と現在のフォーカスレンズ１０５の位置との差（絶対値）を求めて、その差がステップＳ４０９で設定されたフォーカス移動量の閾値よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ４１０）。
【００９５】
なお、ステップＳ４１０は、外測ＡＦを行うか否かを切り替えるための第２段階の判定である。つまり、外測ＡＦによってフォーカスレンズ１０５を駆動させる条件（タイミング）を、外測合焦位置と現在のフォーカスレンズ１０５の位置との差が大きい場合に限定する。
【００９６】
この第２段階の判定における条件を満たさない場合に外測ＡＦを行わないのは、外測ＡＦはＴＶ−ＡＦと比較して合焦精度が劣るためである。不用意に外測合焦位置にフォーカスレンズ１０５を移動させると、ＴＶ−ＡＦと外測ＡＦとの間でハンチングが生じたり、映像にぼけが生じたりするためである。
【００９７】
ステップＳ４１０の判別の結果、差がフォーカス移動量の閾値よりも大きいときは（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、現在のモードを位相差駆動モードへ移行させる（ステップＳ４１１）。
【００９８】
次いで、フォーカスレンズ１０５を外測合焦位置に向けて移動させる（ステップＳ４１２）。
【００９９】
一方、ステップＳ４１０の判別の結果、差がフォーカス移動量の閾値よりも小さいときは（ステップＳ４１０でＮＯ）、位相差使用モードを解除する（ステップＳ４１３）。
【０１００】
ステップＳ４１２又はステップＳ４１３の処理の後、本処理を終了する。
【０１０１】
なお、上述したハイブリッドＡＦ処理におけるＡＦ方式の切り換えは一例であり、ＴＶ−ＡＦと外測ＡＦとの切り替え方法はこの限りではない。
【０１０２】
図２のフォーカス制御処理によれば、被写体が動いている場合や撮影者による手ぶれが発生している場合において、常に顔検出領域で位相差検出方式によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置を取得できるとは限らないため、顔が検出されたか否かによって、フォーカス制御の方式を選択（制限）する。これにより、顔を検出して安定してピント合わせを行っている際に、一時的に位相差検出方式により顔検出領域に対するフォーカスレンズ１０５の合焦位置が取得できず、背景に対するフォーカスレンズ１０５の合焦位置を取得した場合、合焦近傍にないと判断して、背景に対するフォーカスレンズ１０５の合焦位置にフォーカスレンズを移動するのを防止することができる。また、顔検出処理においても、ある一枚の画像をもとに顔検出処理を行うため、ピントが合っていない状態では、顔検出頻度が低下してしまうが、合焦近傍にある場合には、顔検出頻度が向上する。このため、顔が検出されている場合には既に合焦近傍にあると判断し、ＴＶ−ＡＦ方式により安定した高精度なピント合わせのみで行う方が好ましい。顔が検出されていない場合とは、合焦近傍にない場合や、主人物被写体が存在しない場合であり、ハイブリッドＡＦ制御により、合焦近傍にない場合には、応答性を向上させ、合焦近傍にある場合には、安定した高精度なピント合わせを行うようにする。これにより、撮影者が主被写体に安定した高精度な、さらには応答性が向上したピント合わせ制御ができ、不快感を軽減することができる。
【０１０３】
次に、マイクロコンピュータ１１４が実行するフォーカス制御処理の変形例について説明する。
【０１０４】
まず、フォーカス制御処理の第１の変形例について説明する。
【０１０５】
図６は、図２のフォーカス制御処理の第１の変形例を示すフローチャートである。
【０１０６】
図６の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１０７】
図６の処理では、図２の処理において、顔領域が検出できた場合において、ＡＦ評価値により合焦度を判定し、合焦近傍にあるのか又は合焦近傍にないのかを判断するものである。
【０１０８】
図６において、ステップＳ２０４の処理の後、取得した顔枠のＡＦ評価値信号におけるＡＦ評価値を用いて、簡易的な合焦度の判定を行う（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１での判定は、撮影映像の輝度信号を用いて、コントラストがあるにも関わらず、高周波成分が取得できない場合にボケていると判定可能な簡易的なものであればよい。例えば、（各ラインの高周波成分の出力結果の最大値）を（各ラインの輝度信号の最大値と最小値との差の最大値）で除算して、その結果を１〜１０に分割して表してもよい。
【０１０９】
次いで、ステップＳ５０１の判定結果に基づいて、ボケている状態であるか否かを判別する（ステップＳ５０２）。
【０１１０】
ステップＳ５０２の判別の結果、合焦近傍にあり、ボケている状態でないときは（ステップＳ５０２でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１１１】
一方、ステップＳ５０２の判別の結果、ボケている状態であるときは（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１１２】
通常、顔領域が検出された場合においても、撮影画面がボケている場合には、誤検出も考えられる。この場合、誤検出に対応してピント合わせが遅くなってしまう。また、ピントがボケている場合に、ＴＶ−ＡＦのみでピント合わせを実行していては、ピントが合うまでに時間がかかってしまい、撮影者に不快感を与えてしまうため、ハイブリッドＡＦ方式で合焦近傍までフォーカスレンズを移動させることが有効である。
【０１１３】
図６のフォーカス制御処理によれば、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１１４】
次に、フォーカス制御処理の第２の変形例について説明する。
【０１１５】
図７は、図２のフォーカス制御処理の第２の変形例を示すフローチャートである。
【０１１６】
図７の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１１７】
図７の処理では、図２の処理において、顔領域が検出された場合において、焦点検出領域と外部測距領域とが重なっているかどうかを判定するものである。
【０１１８】
図７において、ステップＳ２０４の処理の後、焦点距離に応じて外部測距領域が画面上のどの位置に存在するかを判定する（ステップＳ６０１）。なお、ステップＳ６０１では、焦点距離だけでなく外部測距センサにより取得された被写体距離も含めて判定してもよい。具体的には、例えば被写体距離が３ｍで画面中央になるように設定した場合、図１２（Ａ）に示すように、撮影レンズに対して外部測距センサが装着されている場合、図１２（Ｂ）のテレ側と図１２（Ｃ）のワイド側とでは、画面上に占める外部測距領域の大きさが変化し、ワイド側の方が小さくなる。また、被写体距離が至近側と無限側とでは、至近側の場合、撮影画面の画面中央から右側に、無限側の場合、撮影画面の画面中央から左側に寄った位置に外部測距領域が位置される。
【０１１９】
次いで、ステップＳ６０１で得られた外部測距領域と顔検出領域とが重なっているか否かを判別する（ステップＳ６０２）。
【０１２０】
ステップＳ６０２の判別の結果、外部測距領域と顔検出領域とが重なっていないときは（ステップＳ６０２でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１２１】
一方、ステップＳ６０２の判別の結果、外部測距領域と顔検出領域とが重なっているときは（ステップＳ６０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１２２】
図７のフォーカス制御処理によれば、外部測距領域と顔検出領域とが重なっている場合には、外部測距方式による合焦フォーカスレンズ位置も主人物被写体を捉えているため、主人物被写体以外の被写体を測距して誤って背景にピント合わせを行うこともないため、ハイブリッドＡＦ制御を行うことにより、応答性も向上させたピント合わせ動作を行う。また、重なっていない場合には、外部測距方式による合焦フォーカスレンズ位置は主人物被写体以外の被写体を測距していることが多いため、主人物被写体からピントが外れてしまうことが発生するため、ＴＶ−ＡＦ制御のみでピント合わせ動作を行う。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１２３】
次に、フォーカス制御処理の第３の変形例について説明する。
【０１２４】
図８は、図２のフォーカス制御処理の第３の変形例を示すフローチャートである。
【０１２５】
図８の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１２６】
図８の処理では、図２の処理において、顔領域が検出された場合において、顔検出結果で得られる顔である確からしさを示した信頼度に応じてＡＦ制御を選択するものである。
【０１２７】
図８において、ステップＳ２０４の処理の後、検出された顔領域の画面上の位置、サイズの他に、顔である確からしさを示す信頼度を取得する（ステップＳ７０１）（信頼度検出手段）。この信頼度とは、例えば、顔検出処理においてパターンマッチングしたときのマッチング度合、又は、目、口、鼻、まゆげ、顔の形等、人間の顔の特徴点の検出数等で判定されるものであり、顔であると判定される正確性を示すものであればよい。この信頼度が高いほど顔である確率が高く、信頼度が低いほど誤検出が多い。
【０１２８】
次いで、顔である確からしさを示す信頼度が所定の閾値（第１の値）よりも低いか否かを判別する（ステップＳ７０２）。
【０１２９】
ステップＳ７０２の判別の結果、信頼度が閾値よりも高いときは（ステップＳ７０２でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１３０】
一方、ステップＳ７０２の判別の結果、信頼度が閾値よりも低いときは（ステップＳ７０２でＹＥＳ）、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１３１】
図８のフォーカス制御処理によれば、信頼度が閾値よりも低い場合には、顔領域が検出されていても誤検出の確率も高く、また撮影画面がボケていることにより信頼度が低くなっている可能性もあるため、ハイブリッドＡＦ方式により合焦近傍までフォーカスレンズ１０５の位置を移動させることにより、次により信頼性の高い顔検出結果を取得するようにする。また、信頼度が閾値よりも高い場合には、顔領域を検出できた確率が高く、合焦近傍にあるため、正確な検出できているため、ＴＶ−ＡＦ制御により安定した高精度なピント合わせ動作を行う。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１３２】
なお、顔である確からしさを示す信頼度と比較する閾値は、様々な被写体を撮影した結果経験上により、どの程度の信頼度であれば誤検出がなくなるかにより閾値を決定すればよい。
【０１３３】
次に、フォーカス制御処理の第４の変形例について説明する。
【０１３４】
図９は、図２のフォーカス制御処理の第４の変形例を示すフローチャートである。
【０１３５】
図９の処理は、図２の処理と基本的に同じであり、図２のステップと同一のステップには同一符号を付して重複した説明を省略し、以下に図２の処理と異なる部分についてのみ説明する。
【０１３６】
図９の処理では、図２の処理におけるＡＦ処理において、位相差検出方式によってフォーカスレンズ１０５の合焦位置へ移動している場合において、移動している最中に顔検出された場合の制御を示すものである。
【０１３７】
特に、図１３に示すように、外部測距センサを用いた場合、図１２を用いて説明したように外部測距領域で測距できたフォーカスレンズ１０５の合焦位置が主人物被写体とは限らない。このため、位相差検出方式においてフォーカスレンズ１０５の合焦位置と主人物被写体のフォーカスレンズ１０５の合焦位置とは異なる可能性がある。この場合、位相差検出方式におけるフォーカスレンズ１０５の合焦位置までフォーカスレンズ１０５の位置を移動させてしまうと、主人物被写体に対してピントが合わないことになる。
【０１３８】
図９において、ステップＳ２０４の後、現在、位相差検出方式によって得られたフォーカスレンズ１０５の合焦位置へフォーカスレンズ１０５を移動させている最中か否かを判別する（ステップＳ８０１）。
【０１３９】
ステップＳ８０１の判別の結果、フォーカスレンズ１０５を移動させていないときは（ステップＳ８０１でＮＯ）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１４０】
一方、ステップＳ８０１の判別の結果、フォーカスレンズ１０５を移動させている最中のときは（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、合焦近傍にない状態から位相差検出結果によりフォーカスレンズを移動させているので、顔が検出されて主人物被写体に対しては合焦近傍に来ている可能性がある。そのため、顔が検出された現在のフォーカスレンズ１０５の位置と位相差検出結果で移動させているフォーカスレンズ１０５の合焦位置とを比較するための閾値（第２の値）を設定する（ステップＳ８０２）。この閾値は、焦点深度や、焦点距離によって設定すればよく、焦点深度が浅いほど閾値を小さく、そして焦点距離が長くなるほど閾値を大きく設定する。
【０１４１】
次いで、顔が検出された現在のフォーカスレンズ１０５の位置と位相差検出結果で移動させているフォーカスレンズ１０５の合焦位置とを比較して、その差（第３の情報）がステップＳ８０２で設定した閾値よりも大きいか否かを判別する（ステップＳ８０３）。
【０１４２】
ステップＳ８０３の判別の結果、差が閾値よりも大きいときは（ステップＳ８０３でＹＥＳ）、位相差検出結果によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置が主人物被写体のピント位置と異なっているため、主人物被写体とは別の背景の被写体等にピントを合わせてしまう。そのため、この場合、位相差検出結果によるフォーカスレンズの移動を停止して（ステップＳ８０４）、ステップＳ２０５のＴＶ−ＡＦ処理を実行する。
【０１４３】
ステップＳ８０３の判別の結果、差が閾値よりも小さいときは（ステップＳ８０３でＮＯ）、位相差検出結果によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置が主人物被写体のピント位置とほぼ同じであると考えられるため、ステップＳ２０８のハイブリッドＡＦ処理を実行する。
【０１４４】
図９のフォーカス制御処理によれば、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１４５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る撮像装置について説明する。
【０１４６】
本実施の形態に係る撮像装置は、上述した第１の実施の形態に係る撮像装置で用いていた外部位相差検出（外測）方式に代えてＴＴＬ（内測）位相差検出方式を用いている点が第１の実施の形態と異なるのみであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【０１４７】
図１４は、本実施の形態に係る撮像装置としてのビデオカメラの主要部の構成を示すブロック図である。
【０１４８】
図１４において、ビデオカメラの撮像光学系は、被写体側から順に、第１の固定レンズ群１０１、変倍レンズ１０２、フォーカスレンズ１０５、絞り１０３及び第２の固定レンズ群１２０により構成されている。
【０１４９】
１２１はハーフプリズムであり、フォーカスレンズ１０５と絞り１０３との間に配置されている。ハーフプリズム１２１は、フォーカスレンズ１０５から絞り１０３に向かう光束を、撮像素子１０６に向かう光束成分と、後述するＡＦセンサ１２４に向かう光束成分とに分割する。絞り１０３は、動画撮影中、常に動作しているので、絞り１０３よりも被写体側に配置したハーフプリズム１２１によって、入射光束を分割する。
【０１５０】
１２２はハーフプリズム１２１により分割された光束成分を反射するサブミラーであり、１２３はサブミラー１２２で反射した光束をＡＦセンサ１２４上に結像させる結像レンズである。ＡＦセンサ１２４は、位相差検出方式ＡＦ用の一対の受光素子列（ラインセンサ）を有する。１２５はＡＦセンサ１２４の一対のラインセンサ上に形成された２つの像信号の位相差を演算するＡＦ回路である。
【０１５１】
マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ回路１２５からの位相差情報に基づいて、ピントのずれ量及びずれ方向を求める。
【０１５２】
このように構成されたビデオカメラでは、上述した各フォーカス制御処理におけるハイブリッドＡＦ処理において、被写体距離の情報に代えて、ピントのずれ量及びずれ方向を得ることにより、同様のハイブリッドＡＦ処理を行うことができる。
【０１５３】
また、図９のフォーカス制御処理では、ステップＳ８０２にて、マイクロコンピュータ１１４は、ＡＦ回路１２５からの位相差情報に基づいて、ピントのずれ量及びずれ方向を算出する。また、ピントのずれ量及びずれ方向から、位相差検出方式によるフォーカスレンズ１０５の合焦位置（内測合焦位置）を算出し、そして、ステップＳ８０３にて、この内測合焦位置と現在のフォーカスレンズ１０５の位置との差が、閾値より大きいか否かを判別する。
【０１５４】
上述した各フォーカス制御処理は組み合わせて実行してもよく、各フォーカス制御処理で完結する限りのものではない。
【０１５５】
以上説明したように、上述した各実施の形態では、ＴＶ−ＡＦ方式と位相差ＡＦ方式とを組み合わせてＡＦ制御を行う場合において、さらに顔検出処理を用いて撮影者が意図する被写体に対し、正確な安定したピント合わせを行う場合において、以下の特徴を有する。
【０１５６】
すなわち、顔が検出された場合には、ＴＶ−ＡＦのみで実行する。また、顔が検出された場合において、ＡＦ評価値によるピントがボケているかどうかを判定すること、測距領域と顔検出領域が一致しているかを判定すること、顔である確からしさを示す信頼度に応じて判定することにより、顔が検出された場合に合焦近傍でピントがほぼ合っている状態では、ＴＶ−ＡＦによって安定した高精度なピント合わせを行い、合焦近傍ではなく撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。また、顔が検出されて主人物被写体の合焦近傍にいるにも関わらず、位相差ＡＦ制御により主人物被写体とは異なる被写体に対してピント合わせを行ってしまうことを軽減することができる。これにより、撮影者の意図した被写体に対し安定した、そして高速なピント合わせを行うことが可能となる。
【０１５７】
また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した各実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１５８】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【０１５９】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記各実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した各実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１６０】
更に、前述した各実施の形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。
【符号の説明】
【０１６１】
１０５ フォーカスレンズ
１０６ 撮像素子
１１２ ＡＦゲート
１１３ ＡＦ信号処理回路
１１４ マイクロコンピュータ
１１６ 顔検出部
１１７ 外部測距ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出手段と、
前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成手段と、
被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成手段と、
前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記フォーカスレンズの位置を検出する位置検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときに、前記第２の情報を用いて算出された前記フォーカスレンズの合焦位置と前記検出手段が前記被写体領域を検出した際の前記位置検出手段により検出された前記フォーカスレンズの位置との差が所定の第２の値より大きいという条件を満たすときは前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、焦点距離を可変な変倍レンズを備え、
前記制御手段は、前記第２の値を焦点距離に応じて設定することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２の値を焦点距離が長くなるほど、大きくすることを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合において、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときに、前記第２のフォーカス制御による当該フォーカスレンズの駆動を停止することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の生成手段は、前記検出手段により検出された被写体領域に基づいて被写体に追従して移動する第１の焦点検出領域から第１の焦点領域情報を生成すると共に、前記第１の焦点検出領域とは異なる第２の焦点検出領域から第２の焦点領域情報を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の焦点検出領域は、被写体に追従しない固定の検出領域であり、
前記第１のフォーカス制御は、前記検出手段により被写体領域が検出されている状態において、前記第１の焦点領域情報と前記第２の焦点領域情報とに基づいて焦点を調節することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第２の生成手段は、被写体までの距離に対応する前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第２の生成手段は、フォーカスレンズの合焦位置までのずれ量と方向に対応する前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の人物の顔領域を検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出ステップと、
前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成ステップと、
被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成ステップと、
前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御ステップとを有し、
前記制御ステップは、前記検出ステップで前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段を備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記制御方法は、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出ステップと、
前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成ステップと、
被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成ステップと、
前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御ステップとを有し、
前記制御ステップは、前記検出ステップで前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
請求項１２記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出手段と、
前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成手段と、
被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成手段と、
前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記フォーカスレンズの位置を検出する位置検出手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときに、前記第２の情報を用いて算出された前記フォーカスレンズの合焦位置と前記検出手段が前記被写体領域を検出した際の前記位置検出手段により検出された前記フォーカスレンズの位置との差が所定の第２の値より大きいという条件を満たすときは前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像装置は、焦点距離を可変な変倍レンズを備え、
前記制御手段は、前記第２の値を焦点距離に応じて設定することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２の値を焦点距離が長くなるほど、大きくすることを特徴とする請求項２又は３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記検出手段が前記被写体領域を検出した場合において、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときに、前記第２のフォーカス制御による当該フォーカスレンズの駆動を停止することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１の生成手段は、前記検出手段により検出された被写体領域に基づいて被写体に追従して移動する第１の焦点検出領域から第１の焦点領域情報を生成すると共に、前記第１の焦点検出領域とは異なる第２の焦点検出領域から第２の焦点領域情報を生成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の焦点検出領域は、被写体に追従しない固定の検出領域であり、
前記第１のフォーカス制御は、前記検出手段により被写体領域が検出されている状態において、前記第１の焦点領域情報と前記第２の焦点領域情報とに基づいて焦点を調節することを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第２の生成手段は、被写体までの距離に対応する前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第２の生成手段は、フォーカスレンズの合焦位置までのずれ量と方向に対応する前記第２の情報を生成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の人物の顔領域を検出することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出ステップと、
前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成ステップと、
被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成ステップと、
前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御ステップとを有し、
前記制御ステップは、前記検出ステップで前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
フォーカスレンズを含む撮像光学系により形成された被写体像を撮像して画像信号を出力する撮像手段を備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記制御方法は、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮影画面内の被写体領域を検出する検出ステップと、
前記撮像手段から出力された画像信号のコントラスト状態に対応する第１の情報を生成する第１の生成ステップと、
被写体に関する前記第１の情報とは異なる第２の情報を生成する第２の生成ステップと、
前記第１の情報を用いる第１のフォーカス制御と前記第２の情報を用いる第２のフォーカス制御とを行う制御ステップとを有し、
前記制御ステップは、前記検出ステップで前記被写体領域を検出した場合であって、前記第２のフォーカス制御により前記フォーカスレンズが駆動されている最中のときは、前記第２のフォーカス制御の実行を制限することを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
請求項１２記載のプログラムを格納することを特徴とするコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【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】
【公開番号】特開２０１３−８０４５（Ｐ２０１３−８０４５Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８４１３６（Ｐ２０１２−１８４１３６）
【出願日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【分割の表示】特願２００８−１７５６２０（Ｐ２００８−１７５６２０）の分割
【原出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【分割の表示】特願２００８−１７５６２０（Ｐ２００８−１７５６２０）の分割
【原出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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