焦點檢測裝置及其控制方法以及攝像設備的製作方法
2023-06-18 00:20:41 1
專利名稱：焦點檢測裝置及其控制方法以及攝像設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種焦點檢測設備及其控制方法，尤其涉及能夠利用多種方法來進行自動焦點檢測的焦點檢測設備。本發明還涉及ー種具有焦點檢測設備的攝像設備。
背景技術：
存在如下的傳統攝像設備，其中這些攝像設備能夠進行諸如利用相位差檢測方法的自動焦點檢測(相位差AF)以及利用對比度評價方法的自動焦點檢測(對比度AF)等的多種自動焦點檢測。日本特開2006-146031公開了如下的焦點檢測設備將通過相位差AF的檢測結果與通過對比度AF的檢測結果之間的差存儲為校正值，井利用該校正值對通過相位差AF的檢測結果進行校正。在相位差AF中，在將相位差檢測傳感器安裝於假定位置的前提下計算 散焦量，因此如果由於製造誤差或時間變化等而造成安裝精度偏離理想值，則檢測結果可能發生誤差。利用日本特開2006-146031，通過使用圖像信號利用對比度AF所得到的檢測結果來校正該誤差，由此提高相位差AF的檢測精度。利用日本特開2006-146031所公開的焦點檢測設備，通過使調焦透鏡移動至利用對比度AF所檢測到的聚焦位置(對比度評價值達到其最大值的調焦透鏡位置(峰值位置))來執行相位差AF。獲得與在該峰值位置處檢測到的散焦量相對應的調焦透鏡位置和通過對比度AF所檢測到的峰值位置之間的差作為校正值。然而，利用用於獲得校正值的該方法，由於在檢測到峰值位置之後對調焦透鏡進行了多次驅動，因此存在如下的風險在毎次驅動該透鏡時驅動公差都將累積，並且校正值的精度將下降。將通過參考圖5來更加詳細地說明該情況。圖5示出對比度AF操作和對比度評價值之間的關係的示例。對比度評價驅動503表示用於搜索對比度評價值的峰值的調焦透鏡的驅動操作。對比度評價驅動503在調焦透鏡位置500處開始，並且在特定方向上對調焦透鏡進行驅動，同時在每次透鏡位置改變了特定量時求出對比度評價值。在圖5中，由虛線來表示求出對比度評價值的調焦透鏡位置。停止位置507是假定在利用調焦透鏡位置504 506檢測到峰值的情況下使調焦透鏡的驅動停止的位置。此外，聚焦驅動508是從停止位置507在相反方向向著峰值位置501驅動調焦透鏡的操作。S卩，當在調焦透鏡位置506處判斷為已通過了對比度評價值的峰值位置時，調焦透鏡已遠離峰值位置501。在日本特開2006-146031中，進行聚焦驅動508，從而獲得峰值位置501處的相位差AF檢測結果。然而，聚焦驅動508之後的調焦透鏡位置相對於峰值位置501具有驅動公差509的寬度。因此，通過用於獲得校正值的利用相位差AF的檢測結果是針對峰值位置501在驅動公差509的範圍內的值的結果。然而，由於使用該結果作為針對峰值位置501的檢測結果來計算校正值，因此當使用調焦透鏡的驅動公差大的攝像鏡頭時，該校正值的精度的下降特別大，並且可能無法獲得滿意的校正。
發明內容
考慮到現有技術的這些問題而做出本發明。本發明提供能夠利用相位差檢測法和對比度評價方法進行自動焦點檢測的焦點檢測設備以及用於控制該設備的方法，其中，可以精確地獲得針對利用相位差檢測方法所得到的焦點檢測結果的校正值。根據本發明的方面，提供ー種焦點檢測設備，包括焦點檢測部件，用於利用相位差檢測方法檢測攝像鏡頭的散焦量；驅動控制部件，用於控制所述攝像鏡頭的調焦透鏡的驅動；評價值獲得部件，用於獲得所拍攝圖像的對比度評價值；以及控制部件，其中，所述控制部件用於利用所述驅動控制部件來使所述調焦透鏡在ー個方向上移動；基於所述評價值獲得部件針對在所述調焦透鏡的不同位置處拍攝到的所拍攝圖像所獲得的對比度評價值，判斷所述調焦透鏡的位置是否通過了所述對比度評價值最大的峰值位置；如果判斷為所述調焦透鏡的位置通過了所述峰值位置，則使所述調焦透鏡的移動停止並且獲得所述調焦透鏡的停止位置；使用所述評價值獲得部件所獲得的對比度評價值以及所述調焦透鏡的相應位置來確定所述峰值位置；在不便所述調焦透鏡相對於所述停止位置移動的情況 下，使用所述焦點檢測部件來檢測所述散焦量；以及通過從所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量中減去與所確定的峰值位置和所述停止位置之間的差相對應的散焦量來計算針對所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量的校正值。根據本發明的其它方面，提供ー種攝像設備，包括上述的焦點檢測設備，以及圖像傳感器，用於拍攝所述所拍攝圖像，其中，所述攝像鏡頭是能夠更換的。根據本發明的其它方面，提供ー種焦點檢測設備的控制方法，所述焦點檢測設備包括焦點檢測部件，用於利用相位差檢測方法檢測攝像鏡頭的散焦量；驅動控制部件，用於控制所述攝像鏡頭的調焦透鏡的驅動；以及評價值獲得部件，用於獲得所拍攝圖像的對比度評價值，所述控制方法包括以下步驟使用所述驅動控制部件來使所述調焦透鏡在ー個方向上移動；基於所述評價值獲得部件針對在所述調焦透鏡的不同位置處拍攝到的所拍攝圖像所獲得的對比度評價值，判斷所述調焦透鏡的位置是否通過了所述對比度評價值最大的峰值位置；如果判斷為所述調焦透鏡的位置通過了所述峰值位置，則使所述調焦透鏡的移動停止並且獲得所述調焦透鏡的停止位置；使用所述評價值獲得部件所獲得的對比度評價值以及所述調焦透鏡的相應位置來確定所述峰值位置；在不便所述調焦透鏡相對於所述停止位置移動的情況下，利用所述焦點檢測部件來檢測所述散焦量；以及通過從所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量中減去與所確定的峰值位置和所述停止位置之間的差相對應的散焦量來計算針對所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量的校正值。通過以下參考附圖對典型實施例的說明，本發明的其它特徵將變得明顯。
圖I是作為根據本發明實施例的攝像設備的示例的數字單鏡頭反光照相機的結構的示例的框圖。圖2是示出焦點檢測區域的布局的示例的示意圖。圖3是圖I中的照相機DSP的功能框圖。圖4是示出利用根據本發明實施例的數字單鏡頭反光照相機來獲得相位差AF校正值的操作的流程圖。
圖5是示出用於獲得相位差AF校正值的傳統操作的圖。
具體實施例方式以下將根據附圖來詳細說明本發明的典型實施例。第一實施例數位照相機的結構圖I是作為根據本發明實施例的攝像設備的示例的數字靜態照相機(以下簡稱為照相機)的結構的示例的框圖。本實施例的照相機200是具有可更換鏡頭的單鏡頭反光照相機，但本發明還可應用於能夠利用相位差檢測方法和對比度評價方法進行自動焦點檢測的任意照相機。攝像鏡頭100經由卡ロ(未示出)的鏡頭安裝機構可移除地安裝至照相機200。 該卡ロ設置有電觸點単元107。該電觸點単元107配置有包括通信時鐘線、數據傳送線或數據接收線等的通信總線所用的端子、以及用於將圖像信號的電荷累積時刻從照相機側發送至鏡頭側的同步信號線所用的端子。照相機200的系統控制器230與攝像鏡頭100的鏡頭控制器108可以經由電觸點単元107進行通信。例如，系統控制器230通過與鏡頭控制器108進行通信來控制對攝像鏡頭100內的調焦透鏡101和用於調整入射光量的光圈102的驅動。圖I僅示出構成攝像鏡頭100的透鏡中的調焦透鏡101，但還對攝像鏡頭100額外設置變焦透鏡和固定透鏡。來自(未示出的)被攝體的光經由攝像鏡頭100內的(包括調焦透鏡101的)多個透鏡以及光圈102被引導至照相機200內的快速返回鏡203。作為鏡驅動機構213所進行的升降驅動的結果，快速返回鏡203能夠在第一位置(已示出)與第二位置之間移動，其中，在該第一位置處，來自被攝體的光被引導至位於上方的取景器光學系統，在該第二位置處，快速返回鏡203退避到攝像光路外。快速返回鏡203的中央部是半透半反鏡，並且當快速返回鏡203處於其下降狀態(第一位置)時，來自被攝體的光的一部分穿過該半透半反鏡部分。已穿過該半透半反鏡部分的光由設置在快速返回鏡203的背面側上的輔助鏡204反射並被引導至相位差AF傳感器 205。相位差AF傳感器205連同焦點檢測電路206 —起構成利用相位差檢測方法的自動焦點檢測單兀(相位差AF單兀)。相位差AF傳感器205由一對光瞳分割光學系統以及ー對線傳感器組構成，並且各個線傳感器對均配置在與焦點檢測區域相對應的位置處。圖2示出45個焦點檢測區域251配置在ニ維的攝像面250上的示例。在這種情況下，對相位差AF傳感器205設置分別與這45個焦點檢測區域的其中ー個相對應的45對線傳感器。將這45對線傳感器所檢測到的圖像信號輸出至焦點檢測電路206。還將這些線傳感器的電荷累積時刻輸出至焦點檢測電路206。這裡，線傳感器的電荷累積時刻是從這些線傳感器的電荷累積開始到結束期間的中間的時鐘時刻，並且是表示電荷累積時段的中位點的時刻。焦點檢測電路206根據所輸入的這些線傳感器的圖像信號來進行基於相關運算的已知的相位差檢測，並且計算被攝體的焦點位置與調焦透鏡101的當前位置之間的偏移量(散焦量)。該散焦量是針對各個焦點檢測區域所計算出的。存在用於以某種方式使用該值以確定單個最終散焦量的多種不同方法，但由於這些方法不與本發明直接相關，因此這裡將不說明這些方法。一旦確定了散焦量，則焦點檢測電路206利用預定的對應關係將該散焦量轉換成調焦透鏡101的所需驅動量。將如此獲得的所需驅動量經由系統控制器230發送至鏡頭控制器108，並且鏡頭控制器108基於該所需驅動量來控制調焦透鏡101的焦點位置。同時，被處於下降狀態的快速返回鏡203向上反射的光穿過如下的取景器光學系統，其中該取景器光學系統包括位於焦平面內的取景器畫面202、五稜鏡201和目鏡透鏡207。然後，以允許傾斜地觀察因五稜鏡201而發生彎曲的光束的方式配置的光度計208對如下的各分區進行測光，其中該各分區是通過對與光的ニ維攝像面相對應的區域進行進ー步分割所獲得的。將針對各分區的測光結果從光度計208輸出至系統控制器230。當在攝像期間快速返回鏡203移動至上升狀態時，來自攝像鏡頭100的光從焦平面快門210(機械快門)內的開ロ經由光學濾波器211進入圖像傳感器212。光學濾波器211具有截除紅外線並將可見光線引導至圖像傳感器212的功能，並且還用作光學低通濾波器。焦平面快門210具有第一簾幕和第二簾幕，並且控制來自攝像鏡頭100的光的透過和遮蔽。照相機200具有負責該系統的整體控制的系統控制器230。系統控制器230由CPU、MPU等構成，控制照相機200內的各電路的操作，並且還通過經由電觸點単元107進行通信來經由鏡頭控制器108控制攝像鏡頭100的操作。鏡頭控制器108在其由CPU、MPU等構成方面與系統控制器230相同，並且控制攝像鏡頭100內的各電路的操作。在系統控制器230和鏡頭控制器108之間的通信期間，從系統控制器230發送用以驅動攝像鏡頭100內的調焦透鏡101的命令、停止命令、驅動量以及所需驅動速度。此外，從系統控制器230發送光圈102的驅動量、驅動速度以及對鏡頭側的各種數據的發送請求。在調焦驅動時，系統控制器230向鏡頭控制器108發送與透鏡驅動方向、驅動量和驅動速度有關的指示。在從系統控制器230接收到透鏡驅動命令吋，鏡頭控制器108經由透鏡驅動控制器104控制透鏡驅動機構103。透鏡驅動機構103具有步進馬達作為其驅動源，並且沿著光軸驅動調焦透鏡101。在從系統控制器230接收到光圈控制命令吋，鏡頭控制器108經由光圈驅動控制器106控制對光圈102進行驅動的光圈驅動機構105，並且根據所接收到的驅動量來控制光圈 102。 此外，系統控制器230連接至快門控制器215和光度計208。快門控制器215根據來自系統控制器230的信號來控制焦平面快門210的第一簾幕和第二簾幕的行進驅動。焦平面快門210的第一簾幕和第二簾幕具有彈簧作為驅動源，並且在快門行進之後需要彈簧充電以進行下一操作。因此，快門充電機構214進行彈簧充電。系統控制器230還將如下的程序曲線存儲在非易失性存儲器(未示出)中，其中該程序曲線建立了根據光度計208或圖像傳感器212中的特定測光區域的輸出所獲得的曝光量與圖像傳感器212的充電累積時間、曝光靈敏度以及光圈值之間的關係。
照相機DSP 227執行與利用對比度評價方法的自動調焦(對比度AF)有關的計算。如以下將論述的，照相機DSP 227具有如下的構成元件，其中這些構成元件用於計算對比度評價值、或者確定將進行對比度評價值計算的區域的大小以及位置。這裡的對比度評價值是表示對比度AF時包括調焦透鏡101的光學系統的聚焦狀態的值。照相機DSP 227不僅連接至系統控制器230，還連接至時序發生器219、(經由選擇器222連接至)A/D轉換器217、視頻存儲器221和工作存儲器226。利用來自驅動器218的輸出對圖像傳感器212進行控制，其中驅動器218基於來自確定整體驅動定時的時序發生器219的信號來控制針對各像素的水平驅動和垂直驅動。圖像傳感器212對被攝體圖像進行光電轉換，並且產生和輸出圖像信號。圖像傳感器212所產生的圖像信號由⑶S/AGC電路216進行放大，並由A/D轉換器217轉換成數位訊號。利用本實施例的照相機200，可以通過從操作開關232進行操作輸入來設置圖像傳感器212的攝像幀頻。時序發生器219對與所設置的攝像幀頻相對應的輸出進行控制，以使得圖像傳感器212的攝像幀頻成為該設置值。該攝像幀頻可以根據包括用於生成運動圖像用的圖像信號的運動圖像拍攝模式以及用於生成靜止圖像用的圖像信號的靜止圖像拍攝模式的多 個攝像模式而改變。將來自A/D轉換器217的輸出經由基於來自系統控制器230的輸出來選擇信號的選擇器222輸入至存儲器控制器228，並將所有這些輸出傳送至作為幀存儲器的DRAM 229。利用攝像機或緊湊型數位照相機，當在攝像待機狀態下將該傳送結果周期性地(以每幀為單位)傳送至視頻存儲器221吋，監視器顯示器220進行取景器顯示(實時取景)等。另ー方面，利用一般的單鏡頭反光照相機，在攝像待機狀態下圖像傳感器212被快速返回鏡203和焦平面快門210遮光，因而無法進行實時取景顯示。然而，如果在先使快門返回鏡203置於其上升狀態並使其從攝像光路退避之後使焦平面快門210打開，則即使利用單鏡頭反光數位照相機也可以進行實時取景。此外，可以通過在實時取景期間利用照相機DSP 227或系統控制器230對來自圖像傳感器212的圖像信號進行處理來獲得表示包括調焦透鏡101的光學系統的聚焦狀態的對比度評價值。該對比度評價值可用於進行對比度AF。在攝像期間，根據來自系統控制器230的控制信號從DRAM229讀取ー幀中的各像素數據，並且在利用照相機DSP 227進行了圖像處理之後，將該數據臨時存儲在工作存儲器226中。然後，壓縮/解壓縮電路225基於特定壓縮格式對工作存儲器226內的數據進行壓縮，並將該結果存儲在外部非易失性存儲器224中。作為該非易失性存儲器224，通常使用諸如半導體存儲卡等的可移除記錄介質。此外，作為非易失性存儲器224，可以使用諸如磁碟或光碟等的任意非易失性記錄介質。此外，連接至系統控制器230的顯示單元231利用液晶顯示面板、LED (發光二極體)、有機EL顯示面板或者其它的這類顯示元件來顯示利用包括在操作開關232中的開關所設置或所選擇的照相機的操作狀態。操作開關232是用戶對照相機200的各種設置類別進行操作輸入所使用的輸入裝置組。當半按下釋放按鈕時釋放開關(SWl) 233接通(ON)，並且當SWl 233接通時，系統控制器230開始諸如測光和焦點檢測等的攝像準備操作。當全按下釋放按鈕時釋放開關(SW2)234接通，並且當SW2 234接通時，系統控制器230開始攝像操作(用於拍攝記錄用的靜止圖像的電荷累積和電荷讀取操作)。實時取景模式開關235用於控制實時取景顯示的切換。運動圖像開關236用於開始連續攝像操作(用於獲得運動圖像的重複的電荷累積和電荷讀取操作)。同時，在用作鏡頭單元的攝像鏡頭100中，存儲器109連接至鏡頭控制器108。存儲器109的至少一部分是非易失性的，並且存儲有諸如攝像設備100的焦距、開放光圈值以及與可以設置的光圈驅動速度有關的信息等的性能信息、以及作為用於識別攝像鏡頭100的特有信息的鏡頭ID (鏡頭識別信息)。還將用於對(以下所述的)焦點檢測電路206的輸出進行校正的校正值存儲在存儲器109中。如果照相機200是不可更換鏡頭型，則與攝像鏡頭100的控制有關的構成元件包括在主體內。在這種情況下，系統控制器230以及非易失性存儲器(未示出)(或者EEPROM 223)可以用作鏡頭控制器108和存儲器109。在將攝像鏡頭100安裝至照相機200時在系統控制器230和鏡頭控制器108之間所執行的初始通信期間，將性能信息和鏡頭ID(統稱為鏡頭信息)發送至系統控制器230。例如，系統控制器230將所接收到的鏡頭信息存儲在EEPROM 223中。
攝像鏡頭100還配置有透鏡位置信息檢測器110，其中透鏡位置信息檢測器110用於檢測與調焦透鏡101的位置有關的信息。透鏡位置信息檢測器110所檢測到的透鏡位置信息由鏡頭控制器108所讀取。該透鏡位置信息用於控制調焦透鏡101的驅動，並且經由電觸點單元107被發送至系統控制器230。透鏡位置信息檢測器110例如是如下的脈衝編碼器，其中該脈衝編碼器用於檢測作為透鏡驅動機構的一部分的馬達的轉動脈衝數。該輸出連接至鏡頭控制器108內的硬體計數器(未示出)，並且當對透鏡進行驅動時，利用硬體來對與該透鏡的位置有關的信息計數。當鏡頭控制器108讀取該透鏡位置信息時，訪問內部硬體計數器的寄存器並讀取所存儲的計數值。接著，將參考圖3來說明照相機DSP 227內的電路塊。如上所述，圖像傳感器212所產生的圖像信號由⑶S/AGC電路216進行放大並由A/D轉換電路217轉換成數字數據。將該數位化後的圖像數據經由選擇器222輸入至照相機 DSP 227。為了計算對比度AF所使用的對比度評價值，首先將輸入至照相機DSP 227的圖像數據經由照相機DSP 227內的DSP內部存儲器241輸入至焦點檢測區域提取塊242。焦點檢測區域提取塊242從等同於整個畫面的圖像數據中提取焦點檢測區域及其周圍的圖像，並將該圖像供給至對比度評價值計算塊243。焦點檢測區域的大小可以為整個畫面的大小的約1/5 1/10。焦點檢測區域在畫面內的位置和大小可以由系統控制器230對焦點檢測區域提取塊242進行設置。對比度評價值計算塊243通過對焦點檢測區域及其周圍進行數字濾波計算來提取特定頻率成分，並將該特定頻率成分作為對比度評價值輸出至系統控制器 230。用於獲得相位差AF校lH倌的操作接著，將參考圖4的流程圖來說明利用本實施例的照相機200來獲得相位差AF校正值的操作。在以下操作中，假定被攝體距離恆定。例如，響應於系統控制器230檢測到已經由操作開關232輸入了用以獲得校正值的命令，用於獲得校正值的操作開始。假定已對照相機200接通電源。
首先，在S401中，系統控制器230使用相位差AF傳感器205和焦點檢測電路206來執行相位差(散焦量)檢測以使調焦透鏡101接近聚焦位置。然後，系統控制器230使調焦透鏡101移動至與相對於所檢測到的散焦量相差特定量的散焦量相對應的位置(即，相對於與所檢測到的散焦量相對應的位置相差了特定量的位置)。這使得可以從對比度評價值的峰值位置附近開始獲得對比度評價值，並且縮短峰值檢測所需的時間。具體地，由於需要獲得峰值位置前後的對比度評價值以搜索對比度評價值的峰值位置，因此使調焦透鏡101移動至相對於與所檢測到的散焦量相對應的位置偏移的位置。然而，從縮短峰值檢測時間的角度，在仍能檢測峰值的情況下該偏移量可以儘可能小。例如，該偏移量可以是與作為對比度評價驅動時的對比度評價值的計算間隔的約2 3倍的距離相對應的偏移量。一旦鏡頭控制器108發送了調焦透鏡101的移動完成的通知，則系統控制器230使該處理進入S402。 在S402中，系統控制器230利用鏡驅動機構213使快速返回鏡203移動至位於攝像光路外的第二位置(鏡上升)，從而進行對比度評價驅動。此外，經由快門控制器215使焦平面快門210打開。然後，系統控制器230開始例如與進行實時取景顯示時相同的連續攝像操作。在S403中，系統控制器230使用步驟S401中移動後的調焦透鏡的位置(即，相對於通過相位差AF所檢測到的聚焦透鏡位置略微偏移的位置)作為初始位置，並且開始對比度評價驅動。在相位差檢測期間，由於連同散焦量一起還檢測偏移方向，因此在對比度評價驅動期間調焦透鏡應移動的方向是已知的。系統控制器230與鏡頭控制器180進行通信並且指示調焦透鏡101在ー個方向(峰值方向)上以特定速度移動。照相機DSP 227使用通過連續攝像所獲得的攝像數據例如周期性地獲得攝像對比度評價值，並且通過檢測到該評價值已從增加轉變為減小搜索到峰值位置。在該搜索期間，系統控制器230獲得對比度評價值，並且還經由鏡頭控制器108獲得與調焦透鏡101的位置有關的信息。在S404中，系統控制器230判斷調焦透鏡101的位置是否已通過了對比度評價值最大的峰值位置。例如，如果檢測到對比度評價值已從增加轉變為減少，則系統控制器230可以判斷為調焦透鏡101的位置已通過峰值位置(已檢測到峰值)。如果判斷為調焦透鏡101的位置已通過對比度評價值最大的峰值位置，則系統控制器230使該處理進入S405，否則進入S403。在S405中，系統控制器230使調焦透鏡101的驅動停止並且經由鏡頭控制器108獲得透鏡位置信息檢測器Iio所檢測到的調焦透鏡101的停止位置。然後，系統控制器230計算調焦透鏡停止位置與對比度評價值的峰值位置之間的差。首先，系統控制器230根據對比度評價驅動期間的對比度評價值與調焦透鏡的位置之間的關係來確定峰值位置。作為用於確定峰值位置的方法，可以使用調焦透鏡101在峰值方向上不進行反向驅動的任意已知方法。例如，利用圖5的例子，可以通過根據與調焦透鏡位置504 506相對應的對比度評價值之間的關係進行插值等來求出峰值位置501。可選地，如果在對比度評價驅動期間獲得對比度評價值的間隔充分小，則可以使用所獲得的對比度評價值最大時的調焦透鏡位置作為該峰值位置。接著，系統控制器230計算調焦透鏡停止位置和峰值位置之間的差。該位置差是從調焦透鏡101通過對比度評價值的峰值位置起直到獲得下ー對比度評價值並判斷為檢測到峰值、並且調焦透鏡101根據停止命令而實際停止為止的移動距離。即，該移動距離是圖5中的峰值位置501和停止位置507之間的差，並且是相對於峰值位置501的偏移量。然後，系統控制器230計算與該差(偏移量)相對應的散焦量。然後，在調焦透鏡101仍停止的情況下系統控制器230使該處理進入S406，從而使調焦透鏡101的驅動公差的影響最小。在S406中，系統控制器230經由鏡驅動機構213使快速返回鏡203移動至第一位置(鏡下降)，以使得由輔助鏡204所反射的光被引導至相位差AF傳感器205。然後，在S407中，系統控制器230使用相位差AF傳感器205和焦點檢測電路206來進行相位差AF(相對於聚焦位置的散焦量的檢測)。如上所述，此時調焦透鏡101仍停止在S405中所檢測到的(與圖5的停止位置507相對應的)停止位置處。因此，系統控制器230通過從焦點檢測電路206所獲得的散焦量中減去步驟S405中所計算出的與偏移量相對應的散焦量來計算校正值。系統控制器230將所計算出的校正值發送至鏡頭控制器108，並且鏡頭控制器108將該校正值存儲在存儲器109中。然後，該 校正值用於在將該攝像鏡頭100安裝至照相機200以供攝像時進行相位差AF。例如，在釋放開關SWl 233接通時開始的記錄圖像拍攝準備操作中的焦點檢測期間，將該校正值應用於相位差AF傳感器205和焦點檢測電路206所檢測到的散焦量。在這種情況下，釋放開關Sffl 233的接通狀態(半按下釋放開關的情況)與用以開始攝像準備操作的指示相對應。例如，當將攝像鏡頭100安裝至照相機200吋，系統控制器230獲得校正值並將該校正值存儲在其自身的非易失性存儲器中、或者存儲在EEPROM 223或非易失性存儲器224等中。然後，系統控制器230將該校正值應用於從焦點檢測電路206獲得的散焦量，並將校正後的散焦量供給至鏡頭控制器108。結果，可以對相位差AF的檢測結果進行校正並且可以提高焦點檢測精度。該結構使得可以縮減存儲器109的容量。此外，由於通常使用鏡頭類型識別信息進行曝光量調整或焦點檢測，因此不能縮減通信量，但如果將校正值存儲在照相機側上，則可以縮減鏡頭控制器108和系統控制器230之間的通信量。 可選地，系統控制器230可以不對散焦量進行校正，而是可以由鏡頭控制器108對從系統控制器230接收到的散焦量進行校正，並根據校正後的散焦量對調焦透鏡101進行驅動。如果提前將與鏡頭ID相關聯的校正值存儲在照相機200中，則可以根據安裝攝像鏡頭100時所獲得的鏡頭ID來指定校正值，而無需由攝像鏡頭100存儲這些校正值。如上所述，利用本實施例，當通過對比度評價驅動來檢測對比度評價值的峰值時，使調焦透鏡停止，並且在無需使調焦透鏡移動至峰值位置的情況下獲得散焦量。計算與峰值位置和透鏡停止位置之間的差相對應的散焦量，並且從所獲得的散焦量中減去前述散焦量，以計算散焦量的校正值。因此，可以使調焦透鏡移動至峰值位置時所產生的驅動公差對校正值的影響最小，因而可以提高利用相位差檢測法的自動調焦檢測的精度。變形例在上述實施例中，說明了照相機200是可更換鏡頭型的情況。然而，如上所述，本發明還可應用於具有一體型鏡頭的數位照相機。在製造時的調整期間所進行的校正值的設置方面或者在對透鏡的驅動公差的經年變化進行校正方面，本發明可以有效地應用於具有一體型鏡頭的數位照相機。此外，在上述實施例中，無論攝像鏡頭100的類型如何，一旦檢測到對比度評價值的峰值，則對比度評價驅動停止並且在調焦透鏡停止的位置處進行相位差檢測。然而，可以根據攝像鏡頭的類型或特性來改變相位差檢測的調焦透鏡位置。例如，在驅動公差大的透鏡的情況下，認為驅動公差的影響將隨著驅動的進行而累積。關於用作調焦透鏡的驅動源的致動器的類型，由超聲波馬達所驅動的透鏡的加速和減速性能優良，並且在許多情況下不存在齒輪，因而驅動公差相對小。作為對比，由DC馬達所驅動的透鏡的加速和減速性能劣於超聲波馬達的加速和減速性能，並且在傳動系統中通常存在齒輪。如果加速和減速性能差，則在期望聚焦位置處停止將更加困難，因而驅動公差將變大。此外，如果傳動系統中存在齒輪，則輪齒的間隙導致驅動公差變大。因此，當安裝有由超聲波馬達所驅動的攝像鏡頭時，可以通過在利用對比度評價驅動已檢測到峰值之後將調焦透鏡驅動至該峰值位置來檢測散焦量。因而，進行該操作使得可以在計算出校正值之後顯示聚焦圖像。是否由超聲波馬達來驅動所安裝的攝像鏡頭可以包括在性能信息中，或者可以提前將超聲波驅動型鏡頭的ID存儲在照相機200中，並且可以通過與攝像鏡頭ID比較來進 行判斷。此外，與是否利用超聲波馬達來進行驅動無關，可以提前登記被識別為驅動公差充分小的鏡頭型號。可選地，可以進行如下配置當驅動公差本身包含在鏡頭信息中時，如果攝像鏡頭的驅動公差低於閾值，則通過使透鏡移動至峰值位置來檢測散焦量。此外，可以根據所謂的調焦靈敏度校正值的大小來改變相位差檢測用的調焦透鏡位置，其中該調焦靈敏度校正值用於對調焦變化量與透鏡的物理移動量的對應關係進行校正。例如，當調焦靈敏度校正值大時，儘管透鏡在光軸方向上僅物理偏移了微小量，但調焦變化量相對大。因此，透鏡驅動系統的公差的影響變大，並且調焦控制劣化。相反，當調焦靈敏度校正值小時，如果透鏡在光軸方向上僅物理偏移了微小量，則調焦變化量相對小。因此，透鏡驅動系統的公差的影響變小，並且調焦控制良好。調焦靈敏度校正值是隨著各鏡頭設計而改變的值，並且通常根據焦距和焦點位置而改變。因此，在調焦靈敏度校正值變為至少特定值的焦距或焦點位置處，在通過對比度評價驅動已檢測到峰值之後，可以使調焦透鏡移動至峰值位置並且檢測到散焦量。因而，進行該操作使得可以在計算出校正值之後顯示聚焦圖像。其它實施例還可以通過讀出並執行記錄在存儲器裝置上的程序以進行上述實施例的功能的系統或設備的計算機(或者CPU或MPU等裝置)和通過下面的方法來實現本發明的各方面，其中，系統或設備的計算機通過例如讀出並執行記錄在存儲器裝置上的程序以進行上述實施例的功能來進行上述方法的各步驟。由於該原因，例如經由網絡或者通過用作存儲器裝置的各種類型的記錄介質(例如，計算機可讀介質)將該程序提供給計算機。儘管已經參考典型實施例說明了本發明，但是應該理解，本發明不限於所公開的典型實施例。所附權利要求書的範圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結構和功倉^:。
權利要求
1.ー種焦點檢測設備，包括 焦點檢測部件，用於利用相位差檢測方法檢測攝像鏡頭的散焦量； 驅動控制部件，用於控制所述攝像鏡頭的調焦透鏡的驅動； 評價值獲得部件，用於獲得所拍攝圖像的對比度評價值；以及 控制部件， 其中，所述控制部件用幹 利用所述驅動控制部件來使所述調焦透鏡在ー個方向上移動； 基於所述評價值獲得部件針對在所述調焦透鏡的不同位置處拍攝到的所拍攝圖像所獲得的對比度評價值，判斷所述調焦透鏡的位置是否通過了所述對比度評價值最大的峰值位置； 如果判斷為所述調焦透鏡的位置通過了所述峰值位置，則使所述調焦透鏡的移動停止並且獲得所述調焦透鏡的停止位置； 使用所述評價值獲得部件所獲得的對比度評價值以及所述調焦透鏡的相應位置來確定所述峰值位置； 在不便所述調焦透鏡相對於所述停止位置移動的情況下，利用所述焦點檢測部件來檢測所述散焦量；以及 通過從所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量中減去與所確定的峰值位置和所述停止位置之間的差相對應的散焦量來計算針對所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量的校正值。
2.ー種攝像設備，包括 根據權利要求I所述的焦點檢測設備；以及 圖像傳感器，用於拍攝所述所拍攝圖像， 其中，所述攝像鏡頭是能夠更換的。
3.根據權利要求2所述的攝像設備，其特徵在於，還包括存儲部件，所述存儲部件用於存儲驅動公差小的攝像鏡頭的鏡頭識別信息， 其中，所述控制部件用幹 如果所安裝的所述攝像鏡頭的識別信息被存儲在所述存儲部件中，則確定所述峰值位置，然後通過使用所述驅動控制部件使所述調焦透鏡從所述停止位置移動至所確定的峰值位置、利用所述焦點檢測部件檢測所述散焦量；以及 通過從利用使所述調焦透鏡移動至所確定的峰值位置所檢測到的散焦量中減去與所述峰值位置和所述停止位置之間的差相對應的散焦量，計算針對所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量的校正值。
4.根據權利要求2或3所述的攝像設備，其特徵在於，所述控制部件用於 響應於開始記錄用圖像的拍攝準備的指示，利用所述焦點檢測部件檢測所述散焦量； 使用所述校正值對所述散焦量進行校正；以及 以基於校正後的散焦量的調焦透鏡位置作為聚焦位置，利用所述驅動控制部件使所述調焦透鏡移動。
5.根據權利要求2或3所述的攝像設備，其特徵在於，所述驅動控制部件是針對所述攝像鏡頭所設置的。
6.ー種焦點檢測設備的控制方法，所述焦點檢測設備包括 焦點檢測部件，用於利用相位差檢測方法檢測攝像鏡頭的散焦量； 驅動控制部件，用於控制所述攝像鏡頭的調焦透鏡的驅動；以及 評價值獲得部件，用於獲得所拍攝圖像的對比度評價值， 所述控制方法包括以下步驟 利用所述驅動控制部件來使所述調焦透鏡在ー個方向上移動； 基於所述評價值獲得部件針對在所述調焦透鏡的不同位置處拍攝到的所拍攝圖像所獲得的對比度評價值，判斷所述調焦透鏡的位置是否通過了所述對比度評價值最大的峰值位置； 如果判斷為所述調焦透鏡的位置通過了所述峰值位置，則使所述調焦透鏡的移動停止並且獲得所述調焦透鏡的停止位置； 使用所述評價值獲得部件所獲得的對比度評價值以及所述調焦透鏡的相應位置來確定所述峰值位置； 在不便所述調焦透鏡相對於所述停止位置移動的情況下，利用所述焦點檢測部件來檢測所述散焦量；以及 通過從所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量中減去與所確定的峰值位置和所述停止位置之間的差相對應的散焦量來計算針對所述焦點檢測部件所檢測到的散焦量的校正值。
全文摘要
本發明涉及一種焦點檢測裝置及其控制方法以及攝像設備。利用對比度評價方法來搜索聚焦位置，一旦檢測到調焦透鏡已通過該聚焦位置則使調焦透鏡停止，並且求出該停止位置處的散焦量。從該散焦量中減去與聚焦位置和停止位置之間的差相對應的散焦量以計算針對該散焦量的校正值。結果，在能夠利用相位差檢測方法和對比度評價方法進行自動焦點檢測的焦點檢測設備以及用於該設備的方法中，可以精確地獲得針對利用該相位差檢測方法所得到的焦點檢測結果的校正值。
文檔編號H04N5/232GK102694974SQ20121008281
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月26日 優先權日2011年3月24日
發明者瓦田昌大 申請人:佳能株式會社