【手続補正書】
【提出日】平成30年1月11日(2018.1.11)
【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】
撮影光学系を介して入射した光を撮像素子により光電変換して得られた画像信号を用いて、合焦位置を検出する焦点検出手段と、
前記撮影光学系の収差情報を取得する第１の取得手段と、
前記撮像素子から得られる画像信号を用いて記録画像を生成する生成手段と、
前記焦点検出手段により検出された合焦位置と、前記記録画像において合焦すべき位置との差を補正するための補正値を、前記収差情報に基づいて求める演算手段と、
前記補正値により、前記合焦位置を補正する補正手段と、を有し、
前記演算手段は、前記画像信号に基づく画像を表示する表示部の情報に基づいて、前記補正値を演算することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記画像信号に基づく画像を前記表示部に表示して鑑賞する際の、前記撮影光学系の収差の状態に対応する第１の重みづけ情報を取得する第２の取得手段と、
前記合焦位置を検出する際の、前記撮影光学系の収差の状態に対応する第２の重みづけ情報を取得する第３の取得手段と、を更に有し、
前記演算手段は、前記第１の重みづけ情報と、前記第２の重みづけ情報とに基づいて、前記補正値を演算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】
前記第２の取得手段は、前記画像信号の撮影条件と前記画像の鑑賞条件とに基づいて、前記第１の重みづけ情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記第２の重みづけ情報は、前記撮影条件に基づいて決定され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】
前記撮影条件は画像処理方法を含むことを特徴とする請求項３または４に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記鑑賞条件は、前記画像を表示する表示部のサイズ、前記表示部の解像度、前記表示部の表示率、前記表示部と鑑賞者との距離、前記鑑賞者が入力した値の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
撮影光学系を介して入射した光を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点検出装置と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
フォーカスレンズを有するレンズユニットを含む撮影光学系を介して入射した光を撮像素子により光電変換して得られた画像信号を用いて検出された、フォーカスレンズの合焦位置を入力する入力手段と、
前記画像信号に基づく画像を表示部に表示して鑑賞する際の、前記撮影光学系の収差の状態に対応する第１の重みづけ情報を取得する第１の取得手段と、
前記合焦位置を検出する際の、前記撮影光学系の収差の状態に対応する第２の重みづけ情報を取得する第２の取得手段と、
前記撮影光学系の収差情報と、前記第１の重みづけ情報と、前記第２の重みづけ情報とから、前記合焦位置を補正するための補正値を求める演算手段と、
前記補正値により、前記合焦位置を補正する補正手段と、
前記補正された合焦位置に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、を有し、
第１の取得手段は、前記画像信号の撮影条件と前記画像の鑑賞条件とに基づいて、前記第１の重みづけ情報を取得することを特徴とするレンズユニット。
【請求項９】
前記第２の重みづけ情報は、前記撮影条件に基づいて決定されることを特徴とする請求項８に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
前記撮影条件は画像処理方法を含むことを特徴とする請求項８または９に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
前記鑑賞条件は、前記画像を表示する表示部のサイズ、前記表示部の解像度、前記表示部の表示率、前記表示部と鑑賞者との距離、前記鑑賞者が入力した値の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１２】
焦点検出手段が、撮影光学系を介して入射した光を撮像素子により光電変換して得られた画像信号を用いて、合焦位置を検出する焦点検出工程と、
第１の取得手段が、前記撮影光学系の収差情報を取得する第１の取得工程と、
生成手段が、前記撮像素子から得られる画像信号を用いて記録画像を生成する生成工程と、
演算手段が、前記焦点検出手段により検出された合焦位置と、前記記録画像において合焦すべき位置との差を補正するための補正値を、前記収差情報に基づいて求める演算工程と、
補正手段が、前記補正値により、前記合焦位置を補正する補正工程と、を有し、
前記演算工程では、前記画像信号に基づく画像を表示する表示部の情報に基づいて、前記補正値を演算することを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１３】
入力手段が、フォーカスレンズを有するレンズユニットを含む撮影光学系を介して入射した光を撮像素子により光電変換して得られた画像信号を用いて検出された、フォーカスレンズの合焦位置を入力する入力工程と、
第１の取得手段が、前記画像信号に基づく画像を表示部に表示して鑑賞する際の、前記撮影光学系の収差の状態に対応する第１の重みづけ情報を取得する第１の取得工程と、
第２の取得手段が、前記合焦位置を検出する際の、前記撮影光学系の収差の状態に対応する第２の重みづけ情報を取得する第２の取得工程と、
演算手段が、前記撮影光学系の収差情報と、前記第１の重みづけ情報と、前記第２の重みづけ情報とから、前記合焦位置を補正するための補正値を求める演算工程と、
補正手段が、前記補正値により、前記合焦位置を補正する補正工程と、を有し
第１の取得工程では、前記画像信号の撮影条件と前記画像の鑑賞条件とに基づいて、前記第１の重みづけ情報を取得することを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１４】
コンピュータに、請求項１２または１３に記載の焦点検出方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【手続補正２】
【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】
上記目的を達成するために、本発明の焦点検出装置は、撮影光学系を介して入射した光を撮像素子により光電変換して得られた画像信号を用いて、合焦位置を検出する焦点検出手段と、前記撮影光学系の収差情報を取得する第１の取得手段と、前記撮像素子から得られる画像信号を用いて記録画像を生成する生成手段と、前記焦点検出手段により検出された合焦位置と、前記記録画像において合焦すべき位置との差を補正するための補正値を、前記収差情報に基づいて求める演算手段と、前記補正値により、前記合焦位置を補正する補正手段と、を有し、前記演算手段は、前記画像信号に基づく画像を表示する表示部の情報に基づいて、前記補正値を演算する。
【手続補正３】
【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】
【図１】本発明の実施形態におけるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図。
【図２】実施形態における撮像素子の構成例を示す図。
【図３】実施形態における光電変換領域と射出瞳との関係を示す図。
【図４】図１のＴＶＡＦ焦点検出部の構成を示すブロック図。
【図５】実施形態における焦点検出領域の例を示す図。
【図６】実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャート。
【図７】実施形態における収差情報の例を示す図。
【図８】実施形態における重み付け係数を示す図。
【図９】実施形態における撮影条件による各種空間周波数特性を示す図。
【図１０】実施形態における加算処理の説明図。
【図１１】実施形態における鑑賞環境と表示画像に関する説明図。
【図１２】実施形態における鑑賞条件による各種空間周波数特性を示す図。
【手続補正４】
【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】
ズーム駆動回路１１４は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動して、第１レンズ群１０１や第２レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに駆動することで、レンズユニット１００の光学系の画角を制御する。絞りシャッタ駆動回路１１５は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を用いて絞り兼用シャッタ１０２を駆動し、絞り兼用シャッタ１０２の開口径や開閉動作を制御する。フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１００の光学系の合焦距離を変化させる。また、フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する。
【手続補正５】
【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】
レンズＭＰＵ（マイクロプロセッサ）１１７は、レンズユニット１００に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動回路１１４、絞りシャッタ駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。また、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭを通じてカメラＭＰＵ１２５と接続され、コマンドやデータを通信する。例えば、レンズＭＰＵ１１７はフォーカスレンズ１０４の光軸上の位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。このレンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置、光学系が移動していない状態の射出瞳の光軸方向ＯＡにおける位置および直径、射出瞳の光束を制限するレンズ枠の光軸方向ＯＡにおける位置および直径などの情報を含む。またレンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの要求に応じて、ズーム駆動回路１１４、絞りシャッタ駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。レンズメモリ１１８には自動焦点検出に必要な光学情報が予め記憶されている。カメラＭＰＵ１２５は例えば内蔵する不揮発性メモリやレンズメモリ１１８に記憶されているプログラムを実行することで、レンズユニット１００の動作を制御する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
なお、本実施形態の撮像素子１２２は上述の画素内の読み出し方法に加え、以下の２種類の読み出しモードを有する。第１の読み出しモードは全画素読み出しモードと称するもので、高精細静止画を撮像するためのモードである。この場合は、全画素の信号が読み出される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
画素２１１は像面中央近傍に配置されており、本実施形態では、中央画素と呼ぶ。中央画素２１１は、最下層より、光電変換部２１１ａ，２１１ｂ、配線層２１１ｅ〜２１１ｇ、カラーフィルタ２１１ｈ、及びオンチップマイクロレンズ２１１ｉの各部材で構成される。そして２つの光電変換部２１１ａ，２１１ｂはオンチップマイクロレンズ２１１ｉによって撮影光学系の射出瞳面に投影される。換言すれば、撮影光学系の射出瞳が、オンチップマイクロレンズ２１１ｉを介して、光電変換部の表面に投影される。
【手続補正８】
【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】
（焦点検出動作の説明：コントラストＡＦ）
次に、図４を用いて、コントラストＡＦ（ＴＶＡＦ）について説明する。コントラストＡＦは、カメラＭＰＵ１２５とＴＶＡＦ焦点検出部１３０が連携してフォーカスレンズ１０４の駆動と評価値の算出を繰り返し行うことで実現される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
カメラＭＰＵ１２５のＡＦ制御部１６０は上述したそれぞれの焦点評価値を取得し、レンズＭＰＵ１１７を通じてフォーカスレンズ１０４を光軸方向に沿って所定方向に所定量移動させる。そして、新たに得られた画像データに基づいて上述した各種の評価値を算出し、全ライン積分評価値が最大値となるフォーカスレンズ位置を検出する。そして、現在のフォーカスレンズ位置と全ライン積分評価値が最大値となるフォーカスレンズ位置との差を、焦点ずれ量（デフォーカス量）として検出する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
次に、Ｓ５では、撮像素子１２２から得られる信号のうち、撮影条件によるＡＦ、撮像の重みづけ設定を行う。撮影条件とは、ユーザーが撮影画像を撮影する際の条件であり、例として、撮影画像の解像度、被写体、撮影光学系、画像処理の周波数特性などによるものである。詳細な動作は図６（ｂ）を用いて後述するが、Ｓ５における動作の出力として、図８（ａ）のような焦点検出、撮影画像に関する第１、第２の重み付け情報の設定が行われる。ここでのＡＦ、撮像の重みづけは、焦点状態を評価するコントラストの方向（水平、垂直）と色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、空間周波数の各組み合わせに対する、重み付けの大きさを示す情報である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図７（ｂ）は、Ｓ１で設定した焦点検出領域の位置情報を代入した後の収差情報の例を示し、横軸は空間周波数を、縦軸はデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４の位置（ピーク位置）である。図示の通り、色収差が大きい場合には、色ごとの曲線が乖離し、縦横差が大きい場合には、図中の水平方向と垂直方向の曲線が乖離する。このように、本実施形態では、色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と評価方向（ＨとＶ）との組み合わせごとに、空間周波数に対応したデフォーカスＭＴＦ情報を有する。
【手続補正１２】
【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】
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