【手続補正書】
【提出日】平成22年2月15日(2010.2.15)
【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】
被写体像を光電変換する撮像素子と、
互い対をなす被写体像間の位相差に応じた信号を出力する受光センサと、
前記撮像素子を用いて生成される映像信号のコントラスト状態を示すフォーカス評価値に基づいてフォーカス調節部材の駆動を制御する第１のフォーカス制御、及び前記位相差に応じた信号に基づいて前記フォーカス調節部材の駆動を制御する第２のフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第２のフォーカス制御中において前記フォーカス評価値に特定の変化が生じたことに応じて、前記第２のフォーカス制御を中止する又は前記第１のフォーカス制御に切り換えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２のフォーカス制御による前記フォーカス調節部材の駆動開始から駆動終了までを複数の段階に分割し、該段階に応じて前記特定の変化を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記フォーカス調節部材の駆動開始段階から駆動終了段階にかけて、前記特定の変化を、前記フォーカス評価値の減少、前記フォーカス評価値のピーク値を超えた後の減少、及び前記フォーカス評価値の増加に変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２のフォーカス制御中において前記フォーカス評価値のピーク値を超えた後の減少が生じた場合は、前記第２のフォーカス制御を中止し、前記フォーカス調節部材を前記フォーカス評価値がピークとなった位置に戻すように駆動することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２のフォーカス制御中に前記フォーカス評価値に前記特定の変化が生じない場合は、前記段階に応じて前記フォーカス調節部材の駆動速度を変更することを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記フォーカス調節部材の駆動開始段階から駆動終了段階にかけて、前記フォーカス調節部材の駆動速度を、第１の速度、該第１の速度より速い第２の速度、該第２の速度より遅い第３の速度に変更することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記複数の段階を、前記フォーカス調節部材の位置、駆動時間及び撮像光学系の焦点深度のうち少なくとも一方に基づいて設定することを特徴とする請求項２から６のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項８】
被写体像を光電変換する撮像素子と、互い対をなす被写体像間の位相差に応じた信号を出力する受光センサとを有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子を用いて生成される映像信号のコントラスト状態を示すフォーカス評価値に基づいてフォーカス調節部材の駆動を制御する第１のフォーカス制御を行うステップと、
前記位相差に応じた信号に基づいて前記フォーカス調節部材の駆動を制御する第２のフォーカス制御を行うステップと、
前記第２のフォーカス制御中において前記フォーカス評価値に特定の変化が生じたことに応じて、前記第２のフォーカス制御を中止する又は前記第１のフォーカス制御に切り換えるステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
そして、ＴＶ−ＡＦ方式の合焦精度の高さと位相差検出方式による合焦の高速性とを活かすために、これらのＡＦ方式を組み合わせたハイブリッドＡＦ方式が、特許文献１にて提案されている。該特許文献１にて提案されているハイブリッドＡＦ方式は、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、ＴＶ―ＡＦ方式に移行してより高精度に合焦位置にフォーカスレンズを移動させるものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
しかしながら、一般にＴＶ−ＡＦ方式よりも合焦精度が低い位相差検出方式で合焦位置にフォーカスレンズを移動させる際に、ＴＶ−ＡＦ方式での合焦位置を越えてフォーカスレンズが移動（オーバーシュート）する可能性がある。また、ＴＶ−ＡＦ方式での合焦位置の手前でフォーカスレンズの移動が一旦停止したりするおそれもある。
【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】
前者の場合は、映像のピント状態の変動が目立ち、品位が低下する。また、後者の場合は、フォーカスレンズの一旦停止によりＴＶ−ＡＦ方式での合焦が得られるまでの時間が長くなったり、ＴＶ−ＡＦ方式での合焦が得られるまでの映像のピント状態の変化にスムーズさがなくなりユーザに違和感を与えたりするおそれがある。
【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】
本発明の一側面としての撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子と、互い対をなす被写体像間の位相差に応じた信号を出力する受光センサと、撮像素子を用いて生成される映像信号のコントラスト状態を示すフォーカス評価値に基づいてフォーカス調節部材の駆動を制御する第１のフォーカス制御、及び該位相差に応じた信号に基づいてフォーカス調節部材の駆動を制御する第２のフォーカス制御を行う制御手段とを有する。そして、制御手段は、第２のフォーカス制御中においてフォーカス評価値に特定の変化が生じたことに応じて、第２のフォーカス制御を中止する又は第１のフォーカス制御に切り換えることを特徴とする。
【手続補正６】
【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】
本発明の他の側面は、被写体像を光電変換する撮像素子と、互い対をなす被写体像間の位相差に応じた信号を出力する受光センサとを有する撮像装置の制御方法である。該方法は、撮像素子を用いて生成される映像信号のコントラスト状態を示すフォーカス評価値に基づいてフォーカス調節部材の駆動を制御する第１のフォーカス制御を行うステップと、該位相差に応じた信号に基づいてフォーカス調節部材の駆動を制御する第２のフォーカス制御を行うステップとを有する。そして、第２のフォーカス制御中においてフォーカス評価値に特定の変化が生じたことに応じて、第２のフォーカス制御を中止する又は第１のフォーカス制御に切り換えるステップとを有することを特徴とする
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明では、位相差検出方式でのフォーカス制御中にフォーカス評価値に特定の変化（例えば、特定の減少、特定の増加又はピーク値越え）が生じたことに応じて該フォーカス制御を中止したりＴＶ−ＡＦ方式でのフォーカス制御に切り換えたりする。これにより、位相差検出方式によるフォーカス制御のオーバーシュート、合焦位置前での一旦停止、及び誤った合焦位置へのフォーカス制御を回避することができる。したがって、ハイブリッドＡＦによるスムーズで高精度のフォーカス制御を行うことができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
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。１１４はＡＦ信号処理回路である。ＡＦ信号処理回路１１４は、ＡＦゲート１１２を通過した信号から高周波成分や該高周波信号から生成した輝度差成分（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（フォーカス評価値）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１１５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、結果的に撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
Ｌ＝Ｂ・ｆ／Ｘ    …（１）
【手続補正１０】
【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】
例えば、テレ側において、位相差ＡＦにおける合焦精度を考慮して、位相差ＡＦによって得られた情報から確実に被写体距離が変化していると判定できるフォーカス移動量しきい値を設定したとする。その場合、ワイド側で同じ設定値のままにすると、同じフォーカス移動量を得るためには、被写体距離変化が１ｍから無限遠までの差よりさらに大きくないと判定できなくなり、位相差ＡＦがワイド側では働かなくなってしまうためである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
Ｓｔｅｐ３１３では、マイクロコンピュータ１１５は、山登り駆動モードにおいてＡＦ評価値がピークを越えたか否かを判別する。ピークを越えたと判別した場合はＳｔｅｐ３１４へ進み、ピークを越えていないと判別した場合は、山登り駆動モードでの動作を継続する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
モード３は、フォーカスレンズ１０５の駆動終了直前の状態である。この範囲には、図５ＡのＡＦ評価値Ｌ１から得られるＴＶ−ＡＦ合焦位置が存在する可能性が高く、位相差ＡＦにより駆動されているフォーカスレンズ１０５が該ＴＶ−ＡＦ合焦位置をオーバーシュートすることを確実に回避する必要がある。このため、モード３では、ＡＦ評価値がピークを越えて減少に転じた場合にはTARGET_POSへの駆動を中止する。そして、ＴＶ−ＡＦにおける山登り駆動モードと同様に、フォーカスレンズ１０５をピーク位置に戻すように駆動する。このとき、フォーカスレンズ１０５の駆動方向は反転することになる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
次に、Ｓｔｅｐ４１５では、マイクロコンピュータ１１５は、ＡＦ評価値がピーク値を越えた後減少したか否かを判別する。ピーク位置を越えていない場合はＳｔｅｐ４１６に進み、位相差移動中フラグをＯＮにセットして本処理を終了する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
一方、ＡＦ評価値がピーク値を越えたと判別した場合は、フォーカスレンズ１０５がＴＶ−ＡＦ合焦位置をオーバーシュートしてぼけが発生するのを回避するため、Ｓｔｅｐ４１７でピーク位置にフォーカスレンズ１０５を戻すように駆動する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
マイクロコンピュータ１１５は、焦点検出センサ６２４からＡＦ回路６２５を介して入力された位相差に応じた信号に基づいて、撮像光学系のデフォーカス量（デフォーカス方向を含む）を検出する。そして、該デフォーカス量に基づいて、合焦を得るためのフォーカスレンズ１０５の駆動量、つまりは位相差合焦位置を算出する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
【図１】本発明の実施例１であるビデオカメラの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１でのＡＦ制御を示すフローチャート。
【図３】実施例１でのＴＶ−ＡＦ制御を示すフローチャート。
【図４】実施例１での位相差ＡＦ制御を示すフローチャート。
【図５Ａ】実施例１での位相差ＡＦにおけるモードを説明する図。
【図５Ｂ】実施例１での位相差ＡＦにおけるモードでのフォーカス制御の内容とその効果を説明する図。
【図６】実施例１のＴＶ−ＡＦでの微小駆動動作を説明する図。
【図７】実施例１のＴＶ−ＡＦでの山登り駆動動作を説明する図。
【図８】本発明の実施例２であるビデオカメラの構成を示すブロック図。
【図９】ＡＦ評価値とフォーカスレンズの位置との関係を説明する図。
【図１０】実施例１における測距原理を説明する図。
【図１１】実施例１における位相差検出原理を説明する図。