【手続補正書】
【提出日】平成18年11月20日(2006.11.20)
【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】
撮影光学系により形成された被写体の像を光電変換して得られる撮像信号から、該被写体像のコントラスト状態に応じた第１の信号を生成する信号生成手段と、
前記第１の信号に基づいて前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、
前記第１の信号とは異なる第２の信号を検出する検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記第２の信号に基づいて被写体の移動を検出し、該検出結果に基づいて前記撮影光学系の駆動を切り換えることを特徴とするフォーカス制御装置。
【請求項２】
前記第２の信号は、前記撮影光学系の焦点状態に応じた位相差信号であることを特徴とする請求項１に記載のフォーカス制御装置。
【請求項３】
前記検出手段は、少なくとも前記第１の信号が生成されている間は前記第２の信号の検出を繰り返すことを特徴とする請求項１又は２に記載のフォーカス制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の信号に基づいて前記撮影光学系の合焦位置を求め、該合焦位置を前記被写体の移動速度に基づいて補正し、該補正した合焦位置への前記撮影光学系の駆動を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のフォーカス制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の信号を前記移動速度に基づいて補正し、該補正した第１の信号に基づいて前記撮影光学系の駆動を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のフォーカス制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１の信号に基づいて前記撮影光学系の合焦位置を探索するよう前記撮影光学系の駆動を制御し、
該撮影光学系の駆動における前記撮影光学系の単位駆動量を、前記移動速度に応じて設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のフォーカス制御装置。
【請求項７】
撮影光学系により形成された被写体の像を光電変換して得られる撮像信号の周波数成分に応じた第１の信号を生成する信号生成手段と、
前記第１の信号に基づいて前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、
前記第１の信号とは異なる第２の信号を検出する検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記被写体が移動した場合に、前記第２の信号に基づいて前記撮影光学系の駆動を切り換えることを特徴とするフォーカス制御装置。
【請求項８】
前記撮影光学系により形成された被写体の像を光電変換する撮像ユニットと、
前記撮像ユニットを用いて得られた撮像信号を記録媒体に記録する記録回路と、
請求項１から７のいずれか１つに記載のフォーカス制御装置とを備えたことを特徴とする光学機器。
【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】フォーカス制御装置及び光学機器
【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、カメラ等の光学機器に搭載されるフォーカス制御装置に関し、さらに詳しくは合焦動作及び制御に関するものである。
【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】
本発明の目的の１つは、動いている被写体であっても高精度のフォーカス制御が可能なフォーカス制御装置及び光学機器を実現することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明のフォーカス制御装置は、撮影光学系により形成された被写体の像を光電変換して得られる撮像信号から、該被写体像のコントラスト状態に応じた第１の信号を生成する信号生成手段と、第１の信号に基づいて撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、第１の信号とは異なる第２の信号を検出する検出手段とを有する。そして、制御手段は、第２の信号に基づいて被写体の移動を検出し、該検出結果に基づいて撮影光学系の駆動を切り換える。
また、本発明のフォーカス制御装置は、撮影光学系により形成された被写体の像を光電変換して得られる撮像信号の周波数成分に応じた第１の信号を生成する信号生成手段と、第１の信号に基づいて撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、第１の信号とは異なる第２の信号を検出する検出手段とを有する。そして、制御手段は、被写体が移動した場合に、第２の信号に基づいて撮影光学系の駆動を切り換える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
１３４はＡＦ信号処理回路で、一つまたは複数の測距ゲート１３５にて被写体の撮像信号を抽出し、さらにバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１３６で所定の高周波成分のみを抽出する。そして、検波器（ＤＥＴ）１３７でピークホールドや積分等の検波処理を行うことでＡＦ評価値ＦＶを生成し、フォーカス制御回路１３３へ出力する信号生成手段である。なお、測距ゲート１３５、ＢＰＦ１３６及びＤＥＴ１３７が複数の場合は、ＡＦ評価値ＦＶも複数の信号になり、フォーカス制御回路１３３において例えば、複数の信号から条件に応じて選択してフォーカス制御を行ったり、複数の信号に基づいてフォーカス制御を行ったりする。ＡＦ信号処理回路１３４、フォーカス制御回路１３３及び後述する測距ＡＦ検出ユニット１３０によりフォーカス制御装置が構成される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
一方、測距ＡＦ検出ユニット１３０は、測距ＡＦ用瞳分割光学系１３８を通して位相差検出センサ１３９へ結像された２つの被写体像を、位相差検出センサ１３９で２像の位相差量(位相差信号)を検出することで、被写体までの距離信号Ｄを算出してフォーカス制御回路１３３へ出力する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
１５６は操作スイッチであり、電源スイッチやズームスイッチ、レリーズスイッチ、モニタディスプレイＯＮ／ＯＦＦスイッチ等が含まれる。電源スイッチはカメラの電源のＯＮ／ＯＦＦを行い、ズームスイッチはズームを駆動の指示を行う。レリーズスイッチは２段押し構成になっており、レリーズスイッチＳＷ１がオンすることによりＣＰＵ１５１は、撮影スタンバイからの復帰動作や撮影準備動作（たとえば、オートフォーカスや測光）を開始し、レリーズスイッチＳＷ２がオンすることにより撮影動作を行って画像記録媒体１５７への画像記録等の指示を行う。モニタディスプレイＯＮ／ＯＦＦスイッチは、表示ユニット１５０へ撮影状態の画像を表示するか否かの切り替え等を行う。
【手続補正９】
【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】
また、これらの動作に先立って、カメラ本体２０１が起動（ＯＦＦ状態からＯＮ状態）すると、フラッシュメモリ１５５に格納されていたプログラムがＲＡＭ１５４にロードされ、ＣＰＵ１５１がこのＲＡＭ１５４にロードされたプログラムにしたがって処理動作を行う。また、カメラ本体２０１内の各ユニットや回路はバス１６０を介して接続されており、ＣＰＵ１５１によって制御される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
測距ＡＦ検出ユニット１３０から被写体４０１までの距離Ｌは測距ＡＦ検出ユニット１３０の基線長をＢ、焦点距離をｆ、ラインセンサＲ４０５を基準とした位相差をｘとしたときＬ＝Ｂ×ｆ／ｘで求めることができる。よって、この結果に基づいて距離Ｌまたは位相差ｘを関数としたフォーカスレンズ１３１の合焦位置までの繰出し量を求めることができる。そして算出された被写体までの距離Ｌは距離信号Ｄとしてフォーカス制御回路１３３に入力されることになる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
測距処理では、時刻Ｔ’ｎの距離信号Ｄ（Ｔ’ｎ）を測定し（Ｓ３１１）、被写体までの距離と検出時間から被写体の移動速度を算出する（Ｓ３１２）。この算出方法としては、Ｖ（Ｔ’ｎ）＝（Ｄ（Ｔ’ｎ）−Ｄ（Ｔ’ｎ−１））／(Ｔ’ｎ−Ｔ’ｎ−１)の式に基づいて、被写体移動速度Ｖ（Ｔ’ｎ）を算出することができ、被写体移動速度Ｖ（Ｔ’ｎ）としてＲＡＭ１５４に記憶するとともに（Ｓ３１３）、被写体までの距離（Ｄ（Ｔ’ｎ−１）にＤ（Ｔ’ｎ）を代入した値）を記憶する（Ｓ３１４）。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
そして、この平均被写体移動速度ＡＶを所定の閾値ＴＨ０と比較し（Ｓ３２３）、平均被写体移動速度ＡＶが閾値ＴＨ０よりも大きい場合、つまり被写体の移動速度が速い場合は、この移動速度に基づいて合焦点ＦＰ（フォーカスレンズ位置）の補正処理を行う（Ｓ３２４）。
【手続補正１３】
【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】
そして、ステップ３２５において、補正されたレンズ位置に対応するＡＦ評価値ＮＦＶに基づく検出軌跡のピーク位置を補間して合焦点ＮＦＰ１を算出し、合焦点ＦＰから合焦点ＮＦＰ１に補正する。なお、このＡＦ評価値ＮＦＶ自体の値は、補正前のＡＦ評価値ＦＶと同じで変化しておらず、ＡＦ評価値ＦＶに対応するレンズ位置が移動量ΔＤだけ補正された際のレンズ位置に対応したＡＦ評価値である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
一方、平均被写体移動速度ＡＶが閾値ＴＨ０よりも小さい場合、つまり、被写体の移動速度が遅い場合は、被写体が静止した状態又は静止した状態とみなせるものとして、上記補正処理を行わずにステップ３２５において、ステップ３２１で検出されたＡＦ評価値ＦＶに基づく合焦点ＦＰを算出する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
ステップ５１１では測距処理により、時刻Ｔ’ｎの距離信号Ｄ（Ｔ’ｎ）を測定する。測定した距離信号Ｄに基づいて、Ｖ（Ｔ’ｎ）＝（Ｄ（Ｔ’ｎ）−Ｄ（Ｔ’ｎ−１））／（Ｔ’ｎ−Ｔ’ｎ−１）の計算式により被写体移動速度Ｖ（Ｔ’ｎ）を算出し（Ｓ５１２）、被写体の移動速度Ｖ（Ｔ’ｎ）をＲＡＭ１５４に記憶する（Ｓ５１３）。ステップ５１４では次の時刻における被写体の移動速度を算出するため、Ｄ（Ｔ’ｎ−１）にＤ（Ｔ’ｎ）を格納する処理を行い、ステップ５１１からステップ５１４を繰り返し行う。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
このステップ５４１では、ステップ５１３に記憶した被写体移動速度と、ＰＯＳ＿ＰＫのデータを検出した時刻と現在の時刻差から、レンズ位置ＰＯＳ＿ＰＫの位置補正を行い、Ｓ５４２で補正したＰＯＳ＿ＰＫへフォーカスレンズ１３１を移動して合焦となる(Ｓ５４３)。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
具体的には、図８（ｅ）に示すようにフォーカスレンズ１３１が時刻Ｔ８１４においてレンズ位置Ｐ８２１にて合焦していたとしても、被写体が移動している場合の時刻Ｔ８２１では、被写体移動量をレンズ移動量に換算した移動量Ｎ８４を加算してレンズ位置Ｐ８２２に移動させ、時刻Ｔ８２２では、移動量Ｎ８５を加算してレンズ位置Ｐ８２３に移動させ、時刻Ｔ８２３では移動量Ｎ８６を加算してレンズ位置Ｐ８２４へ移動させて常に合焦点を補正する。なお、移動量Ｎ８４は時刻Ｔ８２２から時刻Ｔ８２１の平均被写体移動速度に時間（Ｔ８２２−Ｔ８２１）を乗じて被写体移動量をレンズ移動量に換算したもので、Ｎ８５、Ｎ８６も同様に被写体移動量のレンズ移動換算量を求めている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006011068.tif 000001