【手続補正書】
【提出日】平成28年8月31日(2016.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点検出装置であって、
複数の前記画素の各々から得られる出力信号を前記光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成手段と、
前記合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成手段と、
前記複数の像信号の相関量に基づいて前記焦点ずれ量を検出する検出手段と、を有し、
前記合成手段が、予め定められた数の画素を含む画素ブロックが前記所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記生成手段は、前記画素ブロック列ごとに前記複数の像信号を生成し、
前記合成手段は、前記複数の画素ブロック列間で、前記合成信号を生成する画素ブロックの重心がずれるように前記合成信号を生成することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記合成手段は、前記画素ブロックに含まれる前記所定方向における画素の数が所定の数を超える場合、前記複数の画素ブロック列が、前記画素ブロックの重心が異なる画素ブロック列を含むように前記合成信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点検出装置であって、
複数の前記画素の各々から得られる出力信号を前記光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成手段と、
前記合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成手段と、
前記複数の像信号の相関量に基づいて前記焦点ずれ量を検出する検出手段と、を有し、
前記合成手段が、予め定められた数の画素を含む画素ブロックが前記所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記生成手段は、前記画素ブロック列ごとに前記複数の像信号を生成し、
前記合成手段は、前記複数の画素ブロック列ごとに、画素ブロックの位置の位相を異ならせて前記合成信号を生成することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
前記合成手段は、前記画素ブロックに含まれる前記所定方向における画素の数が所定の数を超える場合、前記複数の画素ブロック列が、前記画素ブロックの位置の位相が異なる画素ブロック列を含むように前記合成信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記予め定められた数は、前記画素に設けられたカラーフィルタの繰り返し単位を基準とした数であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記画素に設けられたカラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、前記画素ブロックに含まれる前記所定方向における画素の数が所定の数を超えるものとすることを特徴とする請求項２、請求項４、または請求項５に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記画素に設けられたカラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、隣接する前記画素ブロック列で前記画素ブロックの重心が異なるように前記合成信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項８】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記画素に設けられたカラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、所定の複数の前記画素ブロック列ごとに前記画素ブロックの重心が異なるように前記合成信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項９】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記画素に設けられたカラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、前記複数の画素ブロック列における画素ブロックの重心の周期が、前記画素ブロックが前記繰り返し単位に等しい大きさを有する場合と同じ周期となるように前記複数の画素ブロック列における画素ブロックの境界位置を決定することを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、予め定められた焦点検出領域に含まれる画素ブロック列のそれぞれについて検出した焦点ずれ量から、前記焦点検出領域における焦点ずれ量を検出することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１１】
前記検出手段は、予め定められた焦点検出領域に含まれる画素ブロック列のそれぞれについて前記像信号の相関量を検出し、これらの相関量から前記焦点検出領域における焦点ずれ量を検出することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１２】
前記画素ブロックの大きさを設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、要求される焦点ずれ量の検出精度、前記検出手段の処理能力、ユーザ設定のいずれかに応じて前記画素ブロックの大きさを設定することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項１３】
所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点検出装置であって、
複数の前記画素の各々から得られる出力信号を前記光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成手段と、
前記合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成手段と、
前記複数の像信号の相関量に基づいて前記焦点ずれ量を検出する検出手段と、を有し、
前記合成手段は、予め定められた数の画素を含む画素ブロックが前記所定方向に複数並べられた第１の画素ブロック列において、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記所定方向に直交する方向における位置が前記第１の画素ブロック列に対してずれており、かつ、前記予め定められた数の画素を含む画素ブロックが前記所定方向に複数並べられた第２の画素ブロック列において、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記第１の画素ブロック列における複数の画素ブロックのそれぞれの重心と、前記第２の画素ブロック列における複数の画素ブロックのそれぞれの重心が、前記所定方向においてずれていることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１４】
前記画素を有する撮像素子と、
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の焦点検出装置と、
前記検出手段が検出した焦点ずれ量に応じて前記撮像光学系の合焦位置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１５】
所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点検出装置の制御方法であって、
複数の前記画素の各々から得られる出力信号を前記光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成工程と、
前記合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成工程と、
前記複数の像信号の相関量に基づいて前記焦点ずれ量を検出する検出工程と、を有し、
前記合成工程では、予め定められた大きさの画素ブロックが前記所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記生成工程では、前記画素ブロック列ごとに前記複数の像信号を生成し、
前記合成工程では、前記複数の画素ブロック列間で、前記合成信号を生成する画素ブロックの重心がずれるように前記合成信号を生成することを特徴とする焦点検出装置の制御方法。
【請求項１６】
所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点検出装置の制御方法であって、
複数の前記画素の各々から得られる出力信号を前記光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成工程と、
前記合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成工程と、
前記複数の像信号の相関量に基づいて前記焦点ずれ量を検出する検出工程と、を有し、
前記合成工程では、予め定められた大きさの画素ブロックが前記所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記生成工程では、前記画素ブロック列ごとに前記複数の像信号を生成し、
前記合成工程では、前記複数の画素ブロック列ごとに、画素ブロックの位置の位相を異ならせて前記合成信号を生成することを特徴とする焦点検出装置の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】焦点検出装置およびその制御方法、撮像装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、自動焦点検出機能に利用可能な焦点検出装置およびその制御方法、並びにそれらを用いた撮像装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上述の目的は、所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点検出装置であって、複数の画素の各々から得られる出力信号を光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成手段と、合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成手段と、複数の像信号の相関量に基づいて焦点ずれ量を検出する検出手段と、を有し、合成手段が、予め定められた数の画素を含む画素ブロックが所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、画素ブロックごとに合成信号を生成し、生成手段は、画素ブロック列ごとに複数の像信号を生成し、合成手段は、前記複数の画素ブロック列間で、合成信号を生成する画素ブロックの重心がずれるように合成信号を生成することを特徴とする焦点検出装置によって達成される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
以下、本発明の例示的な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る焦点検出装置を備えた撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を説明するためのブロック図である。なお、本発明はデジタル（ビデオ）カメラのように専ら撮影機能を提供する装置に限らず、撮像素子を用いた撮影機能を有する任意の機器における焦点検出（デフォーカス量の検出）に適用可能である。このような機器の一部を例示すれば、携帯電話機（スマートフォン含む）、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、カーナビゲーションシステム、ドライブレコーダ、ロボットなどがある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
信号処理回路１０４は、各画素の２つの光電変換領域の出力を１つに合成して画素信号を生成し、光学的補正処理、電気的ノイズ低減処理、デモザイク処理、ホワイトバランス調整処理などを行う。画像メモリ１０７は、信号処理回路１０４が処理した画像信号を一時的に保持する。画像処理回路１０５は、画像メモリ１０７に保持された画像信号を所定の映像データフォーマットに変換する。記録回路１０６は、画像処理回路１０５が変換した画像信号を例えば半導体メモリカードのような記録媒体に記録する。ＣＰＵ１０９はデジタルカメラの制御部であり、例えばメモリ１０８のうちの不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、デジタルカメラの動作を実現する。ＣＰＵ１０９は、自動露出制御や自動焦点検出に必要な演算も実行する。メモリ１０８は不揮発性メモリと揮発性メモリを有し、ＣＰＵ１０９が実行するプログラムや、各種設定を保持するとともに、ＣＰＵ１０９がプログラムを実行する際のワークエリアや各種データの一時的な記憶などにも用いられる。焦点検出装置は、分割像生成回路１０２、位相差検出回路１０３、およびＣＰＵ１０９を主な構成要素とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図３（ｄ）は図３（ｃ）と同様の圧縮を行っているが、各合成信号に対応する画素ブロックの境界位置が半周期ずれるように（位相を半周期ずれるように）合成信号を生成した状態を示している。つまり、Ａ像信号用の合成信号をＤＹａ１からではなく、ＤＹａ２から２つずつ平均して生成している。Ｂ像信号用の合成信号についても同様に、ＤＹｂ２＋ＤＹｂ３を加算平均してＤＹＹｏｂ１とし、ＤＹＹｏｂ５まで生成している様子を示している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
以下、図３（ａ）〜（ｄ）に示すような、瞳分割方向と直交する方向における圧縮率が基準圧縮率である合成信号のラインを圧縮ラインと呼ぶ。圧縮ラインは、複数の画素ブロックが瞳分割方向に並んだ構成を有するため、画素ブロック列と言うこともできる。このように、瞳分割方向に基準よりも高い圧縮率で圧縮処理を適用する場合、瞳分割方向と直交する方向に隣接する複数の圧縮ラインに対し、圧縮後の合成信号に対応する画素ブロックの境界が瞳分割方向で異なる位置となるような圧縮処理を適用する。通常用いられる焦点検出領域は、圧縮処理後の合成信号が水平、垂直方向いずれも複数含まれる大きさを有するので、このような圧縮処理が可能である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
圧縮処理後の合成信号が圧縮ラインＬ１〜Ｌ４と同様の圧縮率である場合、焦点検出領域４０１にＮの圧縮ラインＬ１〜ＬＮが含まれるとすると、位相差検出回路１０３は４圧縮ラインごとに１つ、合計Ｎ／４のシフト量（焦点ずれ量）を算出する。位相差検出回路１０３はこのように検出したＮ／４のシフト量のうち、例えば近い値を有するものを平均して焦点検出領域４０１における焦点ずれ量を求める。平均を取ることで、ノイズの影響をさらに抑制することができ、精度の良い検出結果を得ることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
なお、上述の説明では、瞳分割方向に基準圧縮率よりも高い圧縮率で圧縮する場合には、瞳分割方向に直交する方向に隣接する圧縮ライン間で、１つの合成信号に対応する画素ブロックの境界がずれるようにしていた。より具体的には、図５や図６に示すように、奇数番目の圧縮ラインと偶数番目の圧縮ラインとで、画素ブロックの境界がちょうど半周期ずれるようにしていた。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
このように、複数の圧縮ラインごとに画素ブロックの境界の周期がずれるようにしても、交互にずれるようにした場合に近い効果が得られ、データ量を削減しつつ、ノイズの影響の抑制した精度の良い焦点ずれ量の検出が可能である。