專利名稱：焦點(diǎn)檢測(cè)裝置和其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種通過鏡頭檢測(cè)被攝體圖像的成像狀態(tài)的焦 點(diǎn)檢測(cè)裝置以及其控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，已知基于所謂的相位差檢測(cè)方案的焦點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)， 該檢測(cè)技術(shù)通過使用穿過照相機(jī)等的拍攝鏡頭的光束進(jìn)行焦,泉 檢測(cè)。該技術(shù)逐年所取得的各種改進(jìn)和進(jìn)步獲得了使使用者感 到方便的功能。 一種改進(jìn)就是增加焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量。即與 焦,泉檢測(cè)視野相關(guān)的技術(shù)起初被設(shè)計(jì)成聚焦在 一見野的 一 個(gè)中'"、 點(diǎn)上，得到改進(jìn)以增加焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量并且也聚焦在周圍點(diǎn)上。例如，日本專利第06 - 001189號(hào)公報(bào)公開了 一種焦點(diǎn)檢 測(cè)裝置，該裝置通過以交錯(cuò)或矩陣圖案排列許多測(cè)距視野獲得 了高測(cè)距視野密度。該裝置可以在更適合被攝體的位置聚焦拍 攝鏡頭。日本特開平第11 - 014896號(hào)公報(bào)公開了 一種用來從相 似的視點(diǎn)高密度均 一 地分布焦點(diǎn)檢測(cè)視野的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置。為了與現(xiàn)有技術(shù)相比增加焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量，需要減小 各傳感器陣列的大小并增加傳感器陣列的數(shù)量。這導(dǎo)致電路尺 寸和光電轉(zhuǎn)換元件的尺寸更大、成本更高等不利條件。另外，減小傳感器陣列大小導(dǎo)致制造過程更加困難、成本 更高等不利條件。而且，由于每像素面積減小，低亮度性能惡 化且行陣列長(zhǎng)度減小。這導(dǎo)致例如另一個(gè)不利條件，即減小了 可以測(cè)量的離焦量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種能夠在不造成上述任何不利條件的情況下 增加焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量的焦,泉檢測(cè)技術(shù)。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，包括焦點(diǎn)檢測(cè)部件，用于使用光電轉(zhuǎn)換元件來檢測(cè)對(duì)應(yīng)于焦 點(diǎn)檢測(cè)視野的一對(duì)被攝體圖像之間的相對(duì)位置關(guān)系；以及其中， 焦,泉檢測(cè)部件可以在操作的第 一 模式和操作的第二模式之間切 換，在第 一模式中通過使用光電轉(zhuǎn)換元件的第 一數(shù)量的區(qū)域來 檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像，在第二模式中通過 使用光電轉(zhuǎn)換元件的與第一數(shù)量不同的第二數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè) 與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像。還提供了一種焦點(diǎn)檢測(cè)方法，包括使用光電轉(zhuǎn)換元件來 檢測(cè)對(duì)應(yīng)于焦點(diǎn)測(cè)視野的 一 對(duì)被攝體圖像之間的相對(duì)位置關(guān) 系；在第一模式和第二模式之間切換，在第一模式中通過使用 光電轉(zhuǎn)換元件的第 一 數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng) 的被攝體圖像，在第二模式中通過使用光電轉(zhuǎn)換元件的與第一 數(shù)量不同的第二數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)^見野相對(duì)應(yīng)的被 攝體圖像。本發(fā)明的實(shí)施例可以在不增加傳感器陣列的數(shù)量、不增大 光電轉(zhuǎn)換元件的尺寸或降低焦點(diǎn)檢測(cè)性能或低亮度性能的情況 下增加焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量，從而獲得具有高密度的焦點(diǎn)檢測(cè) 視野。通過以下(參考附圖)對(duì)典型實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其 它特征將顯而易見。


圖l是應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的主要部分的示意圖； 圖2是構(gòu)成圖l中的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置的主要組件的示意圖； 圖3是圖1的光圏的平面圖； 圖4是光電轉(zhuǎn)換元件的平面圖；圖5是當(dāng)通過照相機(jī)的取景器查看時(shí)的焦點(diǎn)檢測(cè)視野排列 的示意圖；圖6是在先前考慮的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置中投影在光電轉(zhuǎn)換元件 的區(qū)域傳感器上的焦,泉檢測(cè)視野的示意圖；圖7是在另 一個(gè)先前考慮的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置中構(gòu)成中間焦點(diǎn) 檢測(cè)視野的行陣列的擴(kuò)展示意圖；圖8是圖7中所示的多個(gè)行陣列排列在區(qū)域傳感器的整個(gè) 表面上的示意圖；圖9是在圖6的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置上構(gòu)成中間焦點(diǎn)檢測(cè)視野的 行陣列的擴(kuò)展示意圖；圖IO是本發(fā)明實(shí)施例中的焦點(diǎn)檢測(cè)視野的示意圖；圖ll是與圖IO實(shí)施例中的中間焦點(diǎn)檢測(cè)—見野相對(duì)應(yīng)的行陣列的擴(kuò)展示意圖；圖12是示出圖IO實(shí)施例中的行陣列的AGC范圍的示意圖；圖13是示出與圖ll中的焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的計(jì)算范圍 和AGC范圍的擴(kuò)展示意圖；圖14A和14B是用于說明可選焦點(diǎn)檢測(cè)操作的示意擴(kuò)展 圖，在可選焦點(diǎn)檢測(cè)操作中使用兩個(gè)行陣列進(jìn)行給定焦點(diǎn)檢測(cè) 一見野的焦點(diǎn)4全測(cè)；以及圖15是用于說明本發(fā)明實(shí)施例中的焦點(diǎn)檢測(cè)操作的流程圖。
具體實(shí)施方式
以下參考附圖詳細(xì)說明用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。
注意以下說明的實(shí)施例僅是本發(fā)明的實(shí)施例子，可以在 需要時(shí)根據(jù)應(yīng)用本發(fā)明的裝置的結(jié)構(gòu)和各種情況來修改或改 變。本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。圖1是示出將本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置應(yīng)用到照相機(jī)等光學(xué) 裝置的實(shí)施例的主要部分的示意圖。圖2是示出圖l中的焦點(diǎn)檢 測(cè)裝置的主要組件的示意圖。參考圖1和2，附圖標(biāo)記101表示具有光軸O的物鏡；附圖標(biāo) 記l表示包括攝像元件的圖像傳感器，該攝像元件可能是CMOS 傳感器等；附圖標(biāo)記2表示用作切擋或削弱紅外線的光學(xué)低通 濾光器的低通濾光器；附圖標(biāo)記3表示置于物鏡101的光軸O上 的半透明主鏡；附圖標(biāo)記103表示聚焦玻璃，通過主鏡3在該焦 距玻璃上形成作為從物鏡IOI進(jìn)入的光束的被攝體圖像；附圖 標(biāo)記104表示五棱鏡；以及附圖標(biāo)記105表示用戶觀察聚焦玻璃 103上的被攝體圖像的目鏡。附圖標(biāo)記4表示相對(duì)于物鏡101的圖像平面?zhèn)葍A斜放置在 光軸O上的第一反射鏡，該第一反射鏡包括聚焦凹面鏡、橢球 面鏡等；附圖標(biāo)記5表示與由第一反射鏡4形成的圖像傳感器l 上的成像面共軛的近軸成像面，在該近軸成像面上形成被攝體 圖像。附圖標(biāo)記6表示第二反射鏡；7表示紅外線切擋濾光器；8 表示具有兩個(gè)孔8 - 1和8 - 2的光圏；9表示具有兩個(gè)與光圏8 的孔8- 1和8- 2相對(duì)應(yīng)排列的鏡頭9- 1和9- 2的第二成像系 統(tǒng)；IO表示第三反射鏡；ll表示具有兩個(gè)區(qū)域傳感器ll - A和 11-B的光電轉(zhuǎn)換元件。第一反射鏡4、第二反射鏡6、第二成 像系統(tǒng)9等構(gòu)成光學(xué)單元的 一 個(gè)元件。該實(shí)施例中的第 一反射鏡4具有聚焦曲率，并將光圏8的兩 個(gè)孔8- 1和8- 2投影到物鏡101的出射光瞳101a附近。由鋁、 銀等制成的金屬膜被蒸鍍?cè)诘谝环瓷溏R4上，使得僅必要的區(qū)域反射光。第一反射鏡4還用作限制焦點(diǎn)檢測(cè)范圍的視野罩(限制裝置)。用于反射光的金屬膜僅被蒸鍍?cè)诜瓷溏R6和10的最小必要 區(qū)域上以減小照射在光電轉(zhuǎn)換元件11的雜散光的量。各反射鏡 不用作反射面的區(qū)域設(shè)有限制裝置。例如，對(duì)該區(qū)域應(yīng)用吸光 層等，或在該區(qū)域附近設(shè)置遮光構(gòu)件。圖3是示出圖1中的光圏8的平面圖。光圈8是通過沿兩個(gè)橢 圓孔8- 1和8- 2的較小尺寸(寬度尺寸)的方向(攝像范圍的 垂直方向)并排布置這兩個(gè)孔而形成的。圖3中的虛線表示相 對(duì)應(yīng)地布置在光圈8的孔8- 1和8- 2之后的第二成像系統(tǒng)9的 鏡頭9- 1和9- 2。圖4是光電轉(zhuǎn)換元件ll的平面圖。圖l所示的兩個(gè)區(qū)域傳感 器ll - A和ll - B包括傳感器陣列，每個(gè)陣列具有沿垂直方向二 維排列的許多像素，如圖4所示。光電轉(zhuǎn)換元件11連接微型計(jì)算機(jī)12,并根據(jù)來自微型計(jì)算 機(jī)12的指令進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)所必需的操作，例如電荷累積控制。 微型計(jì)算機(jī)12還用作通過處理來自光電轉(zhuǎn)換元件的輸出來進(jìn) 行焦點(diǎn)檢測(cè)操作的焦點(diǎn)檢測(cè)處理電路。注意微型計(jì)算機(jī)12包括CPU、存儲(chǔ)CPU的控制程序和各種數(shù)據(jù)的ROM、用作CPU 的工作區(qū)域(例如，用來存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù))的RAM、以及控制與 其它裝置的連接的1/F單元。在上述結(jié)構(gòu)中，如圖2所示，來自圖1的物鏡的兩束光束0P -1和0P- 2穿過主鏡3并通過第一反射鏡4沿幾乎與主鏡3的 平面平行的方向上反射，從而在近軸成像面5上形成被攝體圖 像。第 一 反射鏡4縮小被攝體圖像并將其形成在近軸成像面5 上。通過第二反射鏡6反射來自形成在近軸成像面5上的被攝體 圖像的光束，并再次改變其方向。然后第二成像系統(tǒng)9的鏡頭9-1和9 - 2聚焦穿過紅外線切擋濾光器7和光圈8的兩個(gè)孔8- 1 和8- 2的光束。所聚焦的光束分別通過第三反射鏡10到達(dá)光電 轉(zhuǎn)換元件ll的區(qū)域傳感器ll - A和ll - B。圖2中的光束OP - l和OP - 2示例了聚焦以在圖像傳感器l 的中心形成圖像的光束。然而，聚焦以在其它位置形成圖像的 光束還通過相似的路徑到達(dá)光電轉(zhuǎn)換元件ll。在光電轉(zhuǎn)換元件 ll的區(qū)域傳感器ll - A和ll - B上，形成相應(yīng)的被攝體圖像的 光量分布。被攝體圖像對(duì)應(yīng)于在圖像傳感器l上的預(yù)定二維區(qū) 域。在該實(shí)施例中，使用區(qū)域傳感器ll - A和ll - B使得可以在 二維區(qū)域的多個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)。這在以下說明中也表示存 在多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野。在該實(shí)施例中，第一反射鏡4包括通過沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)二次曲線 形成的曲線面的部分。尤其是，優(yōu)選使用轉(zhuǎn)動(dòng)橢圓面作為該鏡。參考圖2,第 一 反射鏡4的表面形狀包括沿軸2 2轉(zhuǎn)動(dòng)具有作 為頂點(diǎn)的點(diǎn)20的橢圓21形成的轉(zhuǎn)動(dòng)橢圓面的部分。將第 一反射 鏡4的焦點(diǎn)設(shè)在第二反射鏡6的光圈8的中心的圖像位置23和光 軸24穿過主鏡3后的延長(zhǎng)線上的點(diǎn)(未示出)的附近。將光軸24的延長(zhǎng)線上的點(diǎn)設(shè)在物鏡101的出射光瞳位置 (如果可交換地使用各種物鏡，則使用它們的平均出射光瞳位 置)附近以在物鏡101的出射光瞳位置和第二成像系統(tǒng)9的入射 瞳孔位置差不多形成圖像。這使得第一反射鏡4用作理想視野 鏡頭。如從圖2顯而易見，不包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸和頂點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)橢圓面 的區(qū)域在光學(xué)上用作第一反射鏡4。通過使用與基于傳統(tǒng)技術(shù)中的相位差檢測(cè)方案的焦點(diǎn)檢測(cè) 方法相同的原理，針對(duì)以上述方式得到的相應(yīng)的被攝體圖像對(duì) 的光量分布來檢測(cè)焦點(diǎn)狀態(tài)。更具體地，沿垂直方向分離物鏡 101的出射光瞳，并在布置多個(gè)像素的區(qū)域傳感器11 - A和ll -B的各像素位置計(jì)算圖4中沿垂直方向上所示的兩個(gè)區(qū)域傳 感器ll - A和ll - B之間的相對(duì)位置關(guān)系。這使得可以在攝像范 圍的任意區(qū)域和/或多個(gè)區(qū)域二維地檢測(cè)物鏡101的焦點(diǎn)狀態(tài) (成像狀態(tài))。接下來說明焦,#、檢測(cè)視野配置的最優(yōu)化。圖5是示出從照相機(jī)的取景器觀看時(shí)的焦點(diǎn)檢測(cè)視野配置 的示意圖。附圖標(biāo)記13表示視野框，其中由圓圏表示的各部分 表示與一個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的顯示區(qū)域。圖6是示出當(dāng)將 圖5中的焦點(diǎn)檢測(cè)視野投影到光電轉(zhuǎn)換元件11的區(qū)域傳感器11 - A( 11 - B )時(shí)該焦點(diǎn)檢測(cè)視野的第一先前考慮配置的示意圖。在該第一先前考慮配置中，通過使用兩個(gè)行陣列分別檢測(cè) 一個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野(一個(gè)圓圏)中的兩對(duì)被4聶體圖像。在這種 情況下，每 一 對(duì)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的相鄰行陣列從下 一 個(gè)這種對(duì)偏移焦點(diǎn)檢測(cè)視野1 / 2的距離。該配置可以提高精度和低 亮度性能。由于在日本特開平第10 - 104503號(hào)公報(bào)中詳細(xì)說明 了該技術(shù)，因此此處省略其說明。由于以下原因在四角附近不 設(shè)置焦點(diǎn)4全測(cè)視野。由于第一反射鏡4包括橢圓面的曲面等， 如果該裝置設(shè)計(jì)成使光束到達(dá)四角，則該裝置尺寸將增大到從 實(shí)際立場(chǎng)來看將出現(xiàn)問題的程度。圖7是構(gòu)成焦點(diǎn)檢測(cè)視野的第二先前考慮配置中的中間焦 點(diǎn)檢測(cè)視野的行陣列Ll - A和L2 - A(L1 - B和L2 - B)的擴(kuò)展 圖。對(duì)兩個(gè)行陣列L1 - A和L2 - A設(shè)置三個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野(C -O,T- O，和B- 0)?？刂聘餍嘘嚵惺怪粍澐殖膳c三個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè) 區(qū)域相對(duì)應(yīng)的矩形區(qū)域(例如，在行陣列L1 - A的情況下是L1 -A-C、 Ll-A-T、和L1-A-B)?；谠摽刂频膭澐?，裝 置對(duì)各區(qū)域，例如L1 - A-C， Ll - A-T，和L1-A-B進(jìn)行恰
當(dāng)?shù)碾姾衫鄯e控制(下文中稱為AGC (Auto Gain Control,自動(dòng)增益控制))。該裝置還基于相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像對(duì)進(jìn)行各 區(qū)域的焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算。在這種情況下，如上所述將一個(gè)行陣列劃分成更多矩形區(qū) 域可以增加焦點(diǎn)4企測(cè)一見野的lt量。然而，當(dāng)在一個(gè)焦點(diǎn)4全測(cè)浮見 野中的一個(gè)行陣列(一個(gè)矩形區(qū)域)的長(zhǎng)度減小時(shí)，則在離焦 量大(出現(xiàn)大模糊)的狀態(tài)下難以檢測(cè)被攝體圖像對(duì)中的相位 偏移。也就是說，焦點(diǎn)檢測(cè)性能將下降。減小 一 個(gè)行陣列的寬度允許沿水平方向以更高密度布置焦 點(diǎn)檢測(cè)視野。然而，由于這減少了光接收區(qū)域，因此變得在低 亮度狀態(tài)下難以檢測(cè)被攝體圖像對(duì)中的相位偏移。這導(dǎo)致焦點(diǎn) 檢測(cè)性能的下降。圖7所示的焦點(diǎn)檢測(cè)視野劃分控制是考慮到上述缺點(diǎn)恰當(dāng) 地布置焦點(diǎn)檢測(cè)視野的結(jié)果。圖8示出將圖7所示的各部分應(yīng)用 到整個(gè)區(qū)域傳感器所獲得的結(jié)果。當(dāng)如圖8所示劃分焦點(diǎn)檢測(cè)視野時(shí)，盡管焦點(diǎn)檢測(cè)視野的 數(shù)量增加，但是行陣列沿行陣列的配置方向(圖8的水平(第 一 )方向)變密并沿行陣列方向(垂直(第二 )方向)變稀。 也就是說，該配置降低了垂直和水平焦點(diǎn)檢測(cè)視野之間的平衡。 圖6和圖7所示的交錯(cuò)排列是在垂直和水平焦點(diǎn)檢測(cè)視野之間 的劃分平衡的改進(jìn)(見日本特開平第11 - 014896號(hào)公報(bào))。也 就是說，通過在沿行陣列方向偏移相鄰的焦點(diǎn)檢測(cè)視野1/2矩形 區(qū)域的長(zhǎng)度時(shí)進(jìn)行劃分來控制焦,泉檢測(cè)視野，這樣可以獲得良 好平衡的配置。在這種情況下，如圖9所示，將各行陣列劃分成與偏移1/2 矩形區(qū)域的長(zhǎng)度的兩個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野(U-R1和D-Rl)相對(duì) 應(yīng)的矩形區(qū)域(例如行陣列L4 - A情況下的L4 - A - U和L4-A- D ),且裝置在各區(qū)域的范圍內(nèi)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)腁 G C控制和焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算。圖10示出在本發(fā)明實(shí)施例中焦點(diǎn)檢測(cè)視野投影在區(qū)域傳感器11 - A側(cè)的狀態(tài)。各圓圏表示圖6所示的 一 個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野，且各正方形表示新加到圖6所示的焦點(diǎn)4全測(cè)—見野上的附加焦點(diǎn)檢測(cè)視野。附帶說明，圖10只是本實(shí)施例中的焦點(diǎn)檢測(cè)視野的示意性表示，用來與圖6進(jìn)行比較以利于理解。本實(shí)施例 的焦點(diǎn)檢測(cè)視野的真實(shí)位置實(shí)際上位于每行的矩形區(qū)域的中央，如圖11所示。圖ll是與中間焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)行陣列(Ll - A 和L2-A)的擴(kuò)展圖。 一個(gè)行陣列L1 - A被劃分成適于三個(gè)焦 點(diǎn)檢測(cè)視野(C - O，T - 0和B - 0 )的矩形區(qū)域(Ll - A - C， Ll- A - T,和L1 - A - B )。將與行陣列Ll - A相鄰的行陣列L2 - A 劃分成適于兩個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野(U- R1和D - Rl)的矩形區(qū)域 (L2 - A- U和L2 - A_ D)。該配置允許在各矩形區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn) 行恰當(dāng)?shù)腁GC控制和焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算。焦點(diǎn)檢測(cè)視野C-0、 T-0和B - O)位于三個(gè)矩形區(qū)域L1 - A - C、 Ll - A - T和L1 - A-B的中央。這意味著與對(duì)應(yīng)于圖9中的行L1-A和L2-A的三 個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野相比較，圖ll中的三個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野C - 0、 T -O和B - 0被偏移了 一半的行寬。這也適用于圖ll中的兩個(gè)矩 形區(qū)域L2 - A-U和L2 - A-D。實(shí)際上，對(duì)于拍攝者來說，該 小程度的焦點(diǎn)檢測(cè)視野的這種偏移的影響可以忽略不計(jì)。如上所述，通過使用 一個(gè)行陣列進(jìn)行與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì) 應(yīng)的被攝體圖像對(duì)中的一個(gè)的檢測(cè)具有以下效果。當(dāng)通過使用 兩個(gè)行陣列進(jìn)行與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像對(duì)中的一 個(gè)的檢測(cè)時(shí)，與在一個(gè)行陣列中布置三個(gè)或兩個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野 相比(見圖9),可以在兩個(gè)行陣列中布置五個(gè)焦點(diǎn)4企測(cè)視野。
如圖IO所示，這大大增加了焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量。接下來說明對(duì)各矩形區(qū)域確定的電荷累積時(shí)間控制。如圖12所示，預(yù)先對(duì)一個(gè)行陣列設(shè)置五個(gè)AGC范圍(AGC- T， AGC -U， AGC - C， AGC - D，和AGC - B)。對(duì)這些AGC范圍(AGC -T， AGC-U， AGC-C, AGC — D，和AGC - B)中的每一個(gè)設(shè) 置電荷累積時(shí)間。該裝置被配置成對(duì)兩類行陣列L1 - A和L2 - A讀出累積在 各行陣列中的電荷。該配置可以通過控制作為矩形區(qū)域形成的 區(qū)域來實(shí)現(xiàn)?；趶母黝愋妥x出的電荷進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算。例如，當(dāng)對(duì)圖11所示的焦點(diǎn)檢測(cè)視野進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)操作 時(shí)，如圖13所示，該裝置針對(duì)焦點(diǎn)檢測(cè)視野T-0對(duì)AGC-T范 圍內(nèi)的區(qū)域L1-A - T進(jìn)行AGC控制，即電荷累積時(shí)間控制。 然后，該裝置基于作為與被攝體圖像對(duì)中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的信號(hào) 從區(qū)域L1 - A - T輸出的信號(hào)進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算。對(duì)于其余四 個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野(U - Rl、 C-0、 D - R1，和B - O)進(jìn)行相同操 作使得可以對(duì)全部焦,*、檢測(cè)視野進(jìn)行焦,泉檢測(cè)操作。上述配置允許通過一 個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)操作對(duì)圖IO所示的全部 焦點(diǎn) 一企測(cè) 一見野進(jìn)4于焦點(diǎn);險(xiǎn)測(cè)。在第一模式中，該實(shí)施例通過使用 一個(gè)行陣列對(duì)各焦點(diǎn)檢 測(cè)視野進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)纟喿作，盡管 一 個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野跨越兩個(gè)行 陣列。也就是說，在與使用兩個(gè)行陣列進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)操作的情 況相比焦點(diǎn)檢測(cè)精度下降的情況下(例如被攝體的亮度低的情 況)，可以切換到第二模式，在第二模式中，基于通過兩個(gè)行陣 列獲得的數(shù)據(jù)和進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)，從而獲得更高精度。該實(shí)施例允許恰當(dāng)?shù)厍袚QAGC控制范圍和焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算 范圍。例如，基于圖IO所示的各部分的控制被切換到圖8所示 的各部分的控制。此外，可以如圖14A和14B所示切換范圍。
圖14A和14B中的陰影區(qū)域代表AGC控制范圍。更具體地，對(duì) 圖14A中的三個(gè)焦點(diǎn)4全測(cè)視野C - 0、 T- 0和B - 0和圖14B中的 兩個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)視野U - R1和D - Rl允許進(jìn)行使用兩個(gè)行陣列 的焦點(diǎn)檢測(cè)操作。以這種方式，使用多個(gè)模式可以防止性能降低，該性能降 低在試圖使用 一 個(gè)行陣列進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)操作時(shí)可能發(fā)生。例如， 在第 一模式中，通過使用第 一數(shù)量的區(qū)域(本實(shí)施例中為兩個(gè)區(qū) 域)來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的 一 對(duì)被攝體圖像中的 一 個(gè) 被攝體圖像。在第二模式中，通過使用與第一數(shù)量的區(qū)域不同 的第二數(shù)量的區(qū)域(本實(shí)施例中為 一 個(gè)區(qū)域)來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè) 視野相對(duì)應(yīng)的一對(duì)被攝體圖像中的一個(gè)被攝體圖像。在第二模 式中的焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量大于第 一 模式中的焦點(diǎn)檢測(cè)視野的 數(shù)量，但是第一模式比第二模式可以獲得更高的精度。圖15是用于解釋該實(shí)施例中的焦點(diǎn)檢測(cè)操作的流程圖。上 述各步驟可以通過使微型計(jì)算機(jī)12執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的用于 照相機(jī)的錄影操作的程序來實(shí)現(xiàn)。參考圖15，當(dāng)開始焦點(diǎn)檢測(cè)操作時(shí)，微型計(jì)算機(jī)12在步驟 S201根據(jù)在圖11中所示的各焦點(diǎn)檢測(cè)視野中的AGC控制來累 積光電荷，從而獲得不考慮被攝體的亮度具有幾乎恒定大小的 圖像信號(hào)。在步驟S202 ，微型計(jì)算機(jī)12根據(jù)各圖像信號(hào)確定最可能是 主被攝體的焦點(diǎn)檢測(cè)視野。在步驟S 2 0 3,微型計(jì)算機(jī)12判斷在所確定的焦點(diǎn)檢測(cè)視野 中的圖像信號(hào)的可靠性。如果微型計(jì)算機(jī)12判斷出可靠性為 OK，則處理進(jìn)入步驟S205以進(jìn)行濾光器處理，例如從圖像信 號(hào)去除低頻分量。在步驟S206，微型計(jì)算機(jī)12考慮物鏡101的狀態(tài)等各種信距離的相關(guān)性進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算以檢測(cè) 焦點(diǎn)狀態(tài)。如果微型計(jì)算機(jī)12在步驟S203判斷出所檢測(cè)的圖像信號(hào) 的可靠性不好(NG),則處理前進(jìn)到步驟S207以再次累積光電 荷從而輸出另一個(gè)圖像信號(hào)。在再次累積光電荷中，例如，將 上述第二模式切換到第一模式。在這種情況下，微型計(jì)算機(jī)12 對(duì)步驟S202確定的焦點(diǎn)檢測(cè)視野使用圖14A和14B所示的兩個(gè) 行陣列中的一個(gè)進(jìn)行累積和讀取操作。例如，當(dāng)步驟S202確定 的焦點(diǎn)檢測(cè)視野是T-0時(shí)，使用圖14A的行陣列。當(dāng)為D-Rl 時(shí)，使用圖14B的行陣列。如果被攝體的亮度低，添加來自兩 個(gè)行陣列的圖像信號(hào)使得可以增大信號(hào)水平并將信號(hào)看作具有 高SN比的信號(hào)進(jìn)行處理。然后，流程進(jìn)入步驟S204以上述方 式進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)操作，從而進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)計(jì)算。根據(jù)上述操作，如果使用 一 個(gè)行陣列的焦點(diǎn)檢測(cè)操作的精 度在可靠性上低，則進(jìn)行使用兩個(gè)行陣列的焦點(diǎn)檢測(cè)操作。該 裝置從而可以獲得與使用兩個(gè)行陣列作為整體的焦點(diǎn)檢測(cè)操作 同樣的檢測(cè)精度。另外，如果在焦點(diǎn)檢測(cè)視野中的圖像信號(hào)的可靠性為NG,則該裝置再次累積電荷。因此，這增加了所需的處理時(shí)間。然 而，由于僅對(duì)已經(jīng)被確定的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域進(jìn)行該操作，因此該 裝置可以在僅增加 一 點(diǎn)時(shí)間的情況下進(jìn)行上述操作。該實(shí)施例可以增加焦點(diǎn)檢測(cè)視野的數(shù)量，而不導(dǎo)致傳感器 陣列數(shù)量的增加和光電轉(zhuǎn)換元件尺寸的增大，以及焦點(diǎn)檢測(cè)性 能和低亮度性能的降低，從而實(shí)現(xiàn)了具有更高密度的焦點(diǎn)檢測(cè) 視野配置。在上述說明中，在檢測(cè)到被攝體圖像對(duì)中的一個(gè)時(shí)，在第 一模式中使用兩行，在第二模式中使用一行。然而，在第一模
式中使用三行、第二模式中對(duì)兩行或一行進(jìn)行劃分控制時(shí)，可 以獲得同樣的效果。本發(fā)明的實(shí)施例可以提供一種焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其包括拍 照鏡頭、包括光接收區(qū)域的光電轉(zhuǎn)換元件以及成像光學(xué)系統(tǒng)。 所述成像光學(xué)系統(tǒng)形成多個(gè)用于通過將穿過拍照鏡頭的光束投 射到光電轉(zhuǎn)換元件上來檢測(cè)拍照鏡頭的焦點(diǎn)狀態(tài)的焦點(diǎn)檢測(cè)視野。所述焦點(diǎn)檢測(cè)裝置還包括用于在至少一個(gè)所述光接收區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)傳感器區(qū)域的部件，所述多個(gè)傳感器區(qū)域沿第一和第二正交方向排列；用于在這種焦點(diǎn)檢測(cè)視野的第一和第二 不同配置之間切換的部件，第 一 配置的焦點(diǎn)檢觀'J視野數(shù)量大于 第二配置的焦點(diǎn)檢測(cè)視野數(shù)量。本發(fā)明的另 一個(gè)實(shí)施例提供了 一種焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其包括 拍照鏡頭、包括光接收區(qū)域的光電轉(zhuǎn)換元件以及成像光學(xué)系統(tǒng)。 所述成像光學(xué)系統(tǒng)形成多個(gè)用于通過將穿過拍照鏡頭的光束投 射到光電轉(zhuǎn)換元件上來檢測(cè)拍照鏡頭的焦點(diǎn)狀態(tài)的焦點(diǎn)檢測(cè)視 野。該焦點(diǎn)一全測(cè)裝置還包括用于在至少一個(gè)所述光接收區(qū)域 內(nèi)形成多個(gè)傳感器區(qū)域的部件，該多個(gè)傳感器區(qū)域沿第一和第 二正交方向排列；以及用于在執(zhí)行第一焦點(diǎn)檢測(cè)操作和執(zhí)行第 二焦點(diǎn)檢測(cè)操作之間切換的部件，在第 一 焦,泉檢測(cè)操作中使用 第 一 數(shù)量的傳感器區(qū)域執(zhí)行焦點(diǎn)檢測(cè)視野的焦點(diǎn)檢測(cè)，在第二 焦點(diǎn)檢測(cè)操作中使用與第 一數(shù)量不同的第二數(shù)量的傳感器區(qū)域 執(zhí)行焦點(diǎn)檢測(cè)視野的焦點(diǎn)檢測(cè)。應(yīng)當(dāng)理解，在圖10的實(shí)施例中，傳感器11-A被劃分成的 區(qū)域在兩個(gè)模式下是相同的，2個(gè)區(qū)域用于第一模式下的焦點(diǎn) 檢測(cè)視野，l個(gè)區(qū)域用于第二模式下的焦點(diǎn)檢測(cè)視野。然而， 也可以在每種模式下使用l個(gè)區(qū)域，該區(qū)域在一種模式下的尺 寸與另一種模式下的不同。
因此，可以提供這樣一種焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其包括拍照鏡 頭、包括光接收區(qū)域的光電轉(zhuǎn)換元件以及成像光學(xué)系統(tǒng)。該成 像光學(xué)系統(tǒng)形成多個(gè)用于通過將穿過拍照鏡頭的光束投射到光 電轉(zhuǎn)換元件上來檢測(cè)拍照鏡頭的焦點(diǎn)狀態(tài)的焦點(diǎn)檢測(cè)視野。該焦點(diǎn)檢測(cè)裝置還包括用于在至少一個(gè)所述光接收區(qū)域內(nèi)形成 多個(gè)傳感器區(qū)域的部件，該多個(gè)傳感器區(qū)域沿第一和第二正交 方向排列；用于在操作的第 一 模式和操作的第二模式之間切換 的部件，在第 一模式中使用具有第 一尺寸的傳感器區(qū)域執(zhí)行焦 點(diǎn)檢測(cè)視野的焦點(diǎn)檢測(cè)，在第二模式中使用與第 一 尺寸不同的 第二尺寸的傳感器區(qū)域執(zhí)行焦點(diǎn)檢測(cè)視野的焦,^檢測(cè)。雖然參考典型實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明 不限于所公開的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬 的解釋以包括所有變形、等同結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，包括焦點(diǎn)檢測(cè)部件，用于使用光電轉(zhuǎn)換元件來檢測(cè)對(duì)應(yīng)于焦點(diǎn)檢測(cè)視野的一對(duì)被攝體圖像之間的相對(duì)位置關(guān)系；以及其中，所述焦點(diǎn)檢測(cè)部件可以在操作的第一模式和操作的第二模式之間切換，在所述第一模式中通過使用光電轉(zhuǎn)換元件的第一數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像，在所述第二模式中通過使用所述光電轉(zhuǎn)換元件的與所述第一數(shù)量不同的第二數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，還 包括劃分部件，用于將所述光電轉(zhuǎn)換元件劃分為多個(gè)由所述 焦點(diǎn)檢測(cè)部件#r測(cè)被攝體圖像所使用的所述區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述劃分部件用于在所述第一模式下形成所述區(qū)域的第一配置， 在所述第二模式下形成所述區(qū)域的與所述第一配置不同的第二 配置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在 于，所述區(qū)域是互相相似的區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述第一數(shù)量大于所述第二數(shù)量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，還 包括控制部件，用于使所述焦點(diǎn)檢測(cè)部件首先在所述第二模 式下操作，在所述第二模式下的檢測(cè)結(jié)果不令人滿意的情況下 切換到所述第一模式。
7. 根據(jù)權(quán)利秉求5或6所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述第一數(shù)量是2，所述第二數(shù)量是l。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述焦點(diǎn)檢測(cè)部件用于使用所述光電轉(zhuǎn)換元件來檢測(cè)與多個(gè)所述 焦點(diǎn)檢測(cè)視野中的每 一 個(gè)相對(duì)應(yīng)的 一 對(duì) 一皮攝體圖像之間的相對(duì) 位置關(guān)系。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述第 一模式下的焦點(diǎn)檢測(cè)視野的配置與所述第二模式下的焦點(diǎn) 檢測(cè)視野的配置不同。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在 于，所述第 一 模式下焦點(diǎn)檢測(cè)視野的總數(shù)量與所述第二模式下 焦點(diǎn)檢測(cè)視野的總數(shù)量不同。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述光電轉(zhuǎn)換元件包括具有多排的傳感器，且所述劃分部件用于 沿每個(gè)所述排形成一個(gè)或多個(gè)所述區(qū)域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于， 當(dāng)所述焦點(diǎn)檢測(cè)部件在所述第一模式和第二模式至少之一下進(jìn) 行操作時(shí)，所述劃分部件用于使形成在一個(gè)所述排中的一個(gè)或 多個(gè)所述區(qū)域相對(duì)于形成在下一排中的一個(gè)或多個(gè)所述區(qū)域交 錯(cuò)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的焦點(diǎn)檢測(cè)裝置，其特征在于，所 述焦點(diǎn)4全測(cè)部件用于4十對(duì)與所述焦點(diǎn);險(xiǎn)測(cè)一見野的每一個(gè)的 一對(duì) 被攝體圖像相對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換元件的所述區(qū)域來控制電荷積累。
14. 一種焦點(diǎn)一全測(cè)方法，包括使用光電轉(zhuǎn)換元件來檢測(cè)對(duì)應(yīng)于焦點(diǎn)檢測(cè)視野的 一 對(duì)被攝 體圖像之間的相對(duì)位置關(guān)系；在第一模式和第二模式之間切換，在所述第一模式中通過 使用光電轉(zhuǎn)換元件的第 一數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相 對(duì)應(yīng)的被攝體圖像，在所述第二模式中通過使用所述光電轉(zhuǎn)換 元件的與所述第一數(shù)量不同的第二數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢 測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種焦點(diǎn)檢測(cè)裝置和其控制方法。該焦點(diǎn)檢測(cè)裝置包括焦點(diǎn)檢測(cè)部件，用于使用光電轉(zhuǎn)換元件來檢測(cè)對(duì)應(yīng)于焦點(diǎn)檢測(cè)視野的一對(duì)被攝體圖像之間的相對(duì)位置關(guān)系；以及其中，焦點(diǎn)檢測(cè)部件可以在操作的第一模式和操作的第二模式之間切換，在第一模式中通過使用光電轉(zhuǎn)換元件的第一數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像，在第二模式中通過使用光電轉(zhuǎn)換元件的與第一數(shù)量不同的第二數(shù)量的區(qū)域來檢測(cè)與焦點(diǎn)檢測(cè)視野相對(duì)應(yīng)的被攝體圖像。
文檔編號(hào)H04N5/232GK101115142SQ200710143708
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日
發(fā)明者中澤功 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社