【手続補正書】
【提出日】平成28年4月13日(2016.4.13)
【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】
位相差検出方式の焦点検出に用いる像信号を撮像素子から取得する取得手段と、
前記像信号に基づいて、撮影光学系のデフォーカス量を検出する検出手段と、
前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの駆動を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記検出手段による予め定めた複数回のデフォーカス量検出により、予め定めた量以下のデフォーカス量が、前記複数回以下の予め定めた複数回以上検出された場合に、前記フォーカスレンズの駆動を停止するように前記フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記予め定めた量以下のデフォーカス量が、前記予め定めた複数回連続して検出された場合に、前記フォーカスレンズの駆動を停止するように前記フォーカスレンズの駆動を制御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】
撮影条件が、予め定めた、前記デフォーカス量の検出精度が低下する条件に合致するかどうかを判定する判定手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記撮影条件が前記条件に合致すると判定された場合には、前記予め定めた量以下のデフォーカス量が前記予め定めた複数回よりも少ない所定回数以上検出された場合に、前記フォーカスレンズの駆動を停止するように前記フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記条件が、焦点検出領域の像高が予め定めた値以上であることおよび、絞り値が予め定めた値以上であることの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮影光学系の焦点距離が可変であり、
前記制御手段は、前記焦点距離が予め定めた値以下である場合には、前記予め定めた量以下のデフォーカス量が前記予め定めた複数回よりも少ない所定回数以上検出された場合に、前記フォーカスレンズの駆動を停止するように前記フォーカスレンズの駆動を制御す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項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記検出手段が、前記検出したデフォーカス量の信頼性をさらに求め、
前記制御手段は、前記予め定めた量以下かつ信頼性が所定値よりも良いデフォーカス量が検出される回数に基づいて前記制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段が、動画撮影中に前記制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
位相差検出方式の焦点検出に用いる像信号を撮像素子から取得する取得工程と、
前記像信号に基づいて、撮影光学系のデフォーカス量を検出する検出工程と、
前記検出工程による予め定めた複数回のデフォーカス量検出により、予め定めた量以下のデフォーカス量が、前記複数回以下の予め定めた複数回以上検出された場合に、前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの駆動を停止するように前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御工程と、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項９】
撮像装置が有するコンピュータを、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【手続補正２】
【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、撮像装置およびその制御方法に関し、特に撮像面位相差ＡＦによる焦点検出技術に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
撮像装置の主な自動焦点検出（オートフォーカス：ＡＦ）方式として、位相差検出方式とコントラスト検出方式がある。
位相差検出方式では、撮像光学系における異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を一対のラインセンサ上に結像させて得られる一対の像信号の位相差から撮像光学系のデフォーカス量を求める。そして、デフォーカス量に相当する量だけフォーカスレンズを移動させれば、撮像光学系が被写体に合焦した状態となる（特許文献１参照）。しかし、位相差検出用のラインセンサに光束を結像する際には撮像素子への光路が遮られる一般的な構成では、ＬＶ撮影しながら位相差検出方式の焦点検出を行うことはできない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
一方、コントラスト検出方式では、撮像素子を用いて得られる撮像信号から生成したコントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探索することによって合焦状態を得る（特許文献２参照）。コントラスト検出方式は、撮像信号を基に焦点検出を行うのでＬＶ撮影時のＡＦに適しており、近年、ＬＶ撮影時の最も主流なＡＦ方式である。しかし、コントラスト検出方式は、被写体に合焦させるためにフォーカスレンズを移動させる位置や方向を容易に判断できない。そのため、コントラスト検出方式は、合焦させるために時間を要したり、またフォーカスレンズを移動させる方向を間違えたり合焦位置を通り過ぎてしまったりすることがある。特に動画撮影時には、フォーカスレンズの移動中に撮影された画像も記録されるため、合焦状態に至るまでのフォーカスレンズの移動時間や移動動作は記録される動画の画質に影響する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
従って、動画撮影時におけるＡＦ制御では、合焦状態に至るまでのスピード（応答性）よりむしろ、記録画像に与える影響が小さい、高品位な焦点検出動作が求められている。そのため、ＬＶ撮影時にも高品位な焦点検出動作が可能な方式として、撮像面位相差検出方式が提案されている。撮像面位相差検出方式は、撮像素子から得られる１対の信号の位相差に基づいてデフォーカス量を求める方法である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
撮像面位相差検出方式を実現する方法として、撮像素子の撮像画素をマイクロレンズで瞳分割し、複数の焦点検出画素で受光することで、撮像と同時にデフォーカス量を検出する手法が提案されている。特許文献３においては、１つの画素の中にある、１つのマイクロレンズで集光されるフォトダイオードを分割することによって、各々のフォトダイオードは撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するように構成されている。これによって、２つのフォトダイオードの出力から撮像面位相差検出方式による焦点検出が可能となる。撮像面位相差検出方式を用いることで、ＬＶ撮影時にもデフォーカス量を求めてフォーカスレンズの移動方向や移動量を知ることができるため、高速かつ高品位なフォーカスレンズの移動を行うことができる。撮像面位相差検出方式でＬＶ撮影を行う利点の一つは、常にデフォーカス量が検出可能なため、被写体が近づいたり遠ざかったりする様な、被写体距離が連続的変化するシーンにおいても、被写体の動きに対する合焦状態の追従性に優れることである。
【手続補正７】
【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】
特許文献４では、同時に検出した複数の像ずれ量の差が少なければ像ずれ量の信頼度は高いと判断して、これら像ずれ量に基づき焦点検出することで、焦点検出制御の安定性を高めることができる。一方、複数の増ずれ量の差が大きく、像ずれ量の信頼度が低いと判断される場合は、過去に検出した像ずれ量も考慮して焦点検出することで、例えば連続的な距離変化のある被写体への追従性を重視した焦点検出制御ができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明はこのような従来技術の課題を踏まえ、撮像面位相差検出方式を用いた焦点検出動作の品位を改善することを目的とする。
【手続補正９】
【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】
上述の目的は、位相差検出方式の焦点検出に用いる像信号を撮像素子から取得する取得手段と、像信号に基づいて、撮影光学系のデフォーカス量を検出する検出手段と、撮影光学系に含まれるフォーカスレンズの駆動を制御する制御手段と、を有し、制御手段は、検出手段による予め定めた複数回のデフォーカス量検出により、予め定めた量以下のデフォーカス量が、予め定めた複数回以下の予め定めた複数回以上検出された場合に、フォーカスレンズの駆動を停止するようにフォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする撮像装置によって達成される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
このような構成により、本発明によれば、撮像面位相差検出方式を用いた焦点検出動作の品位を改善することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本実施形態の撮像素子２０１は、一つの画素に２つのフォトダイオードが構成されており、撮像面位相差検出方式による自動焦点検出（以下、撮像面位相差ＡＦと呼ぶ）に用いる像信号を生成可能である。図２（ａ）は、撮像面位相差ＡＦに対応していない画素の構成、図２（ｂ）は、撮像面位相差ＡＦに対応した画素の構成の例を模式的に示している。なお、ここではいずれの場合もベイヤ配列の原色カラーフィルタが設けられているものとする。撮像面位相差ＡＦに対応した図２（ｂ）の画素構成では、図２（ａ）における１画素が水平方向に２分割されており、ＡＢ２つのフォトダイオード（受光領域）が設けられている。なお、図２（ｂ）に示した分割方法は一例であり、他の方法を用いたり、画素によって異なる分割方法が適用されたりしてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
そのため本実施形態では、動画撮影時に、被写体距離の変化に滑らかに追従した焦点検出動作を実現するため、合焦停止判定部２１３において、合焦しているかどうかの判断のみならず、現在被写体を追従し続けている最中か否かの判断を行う。そして、被写体を追従し続けている最中であれば仮に合焦と判断される場合であってもフォーカスレンズの駆動を停止させずに駆動し続けるように制御する。合焦停止判定部２１３の動作に関する詳細はカメラ本体２０の制御を説明するフローチャートを用いて後述する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
以上説明したように、本実施形態では、焦点深度内のデフォーカス量が検出された時点で直ちに合焦と判断してフォーカスレンズの駆動を停止するのではなく、焦点深度内のデフォーカス量が連続して所定回数以上検出されるとフォーカスレンズの駆動を停止する。これにより、距離が徐々に変化している被写体を動画撮影している場合でも、撮影される画像の合焦状態を大きく変動させることなく、かつ滑らかに被写体距離に追従した焦点検出、つまり品位のよいフォーカスレンズの駆動が可能となる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態では、焦点深度内のデフォーカス量が検出された時点で直ちに合焦と判断してフォーカスレンズの駆動を停止するのではなく、焦点深度内のデフォーカス量が所定割合以上検出されるとフォーカスレンズの駆動を停止する。この方法によっても、距離が徐々に変化している被写体を動画撮影している場合でも、撮影される画像の合焦状態を大きく変動させることなく、かつ滑らかに被写体距離に追従した焦点検出、つまり品位のよいフォーカスレンズの駆動が可能となる。特に、デフォーカス検出精度が低下する条件下におけるハンチングの発生を抑制する効果において第１の実施形態の方法よりも適している。