專利名稱：光傳感器和焦點檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于檢測焦點的光傳感器、焦點檢測裝置和攝 像設備。
背景技術：
當用相差焦點檢測裝置檢測相同距離處的被攝體的焦點 時，由于攝像光學系統(tǒng)的色差，焦點檢測結果按照波長而發(fā)生 偏差(散焦)。
對于這種焦點檢測結果發(fā)生偏差的焦點檢測裝置，例如，
曰本特公平l-45883號公報提出了 一種通過使用檢測光源的光 接收部來檢測并校正由于光源差異而引起的焦點檢測結果的偏 差的技術。在該焦點檢測裝置中，檢測與紅外區(qū)域?qū)男盘?以及其它波長區(qū)域的信號，算出散焦量，基于該散焦量校正散 焦。
日本專利第2555681號公報提出了 一種焦點檢測裝置，在該 焦點檢測裝置中，將用于檢測色溫的第一和第二光電二極管布 置成與同一芯片上的焦點檢測光電二極管陣列的基準部和參照 部鄰近。在該焦點才全測裝置中，光電二極管陣列和第一、第二 光電二極管接收幾乎相同的被攝體像。
日本特開2004-272238號公報公開了 一種焦點檢測裝置，在 該焦點檢測裝置中，對應多個光學系統(tǒng)設置多個焦點檢測感光 器，鄰近焦點檢測感光器地設置監(jiān)視感光器。
在曰本特公平l-45883號公報公開的技術中，獲得指示紅外 光的光電信號的感光器和獲得指示其它波長的光的光電信號的 感光器被設置在檢測從形成被攝體像的攝像光學系統(tǒng)接收的光
束的焦點的感光器附近。然而，該公報并未說明對于多個焦點
檢測視場，感光器的布置。日本專利第2555681號公報示教了鄰 接光電二極管陣列地布置用于檢測色溫的光電二極管，但并未 說明對于多個焦點檢測視場的布置。
在曰本特開2004-272238號公報公開的焦點檢測裝置中，對 每個焦點檢測感光器都設置監(jiān)視感光器。然而，隨著焦點檢測 裝置的測距視場數(shù)量的增加，焦點檢測感光器的數(shù)量增加，監(jiān) 視感光器的數(shù)量也成比例地增加。因此，傳感器電路和傳感器 的尺寸增大。
發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情形做出了本發(fā)明，以減少控制電路，減小光 傳感器的芯片面積，并且降低電力消耗。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過提供一種光傳感器來實現(xiàn)上 述目的，所述光傳感器包括第一焦點檢測傳感器和第二焦點 檢測傳感器，所述第一焦點檢測傳感器和所述第二焦點檢測傳 感器被構造成接收來自被攝體的光束，以從 一 對接收到的光學 像檢測出攝像光學系統(tǒng)的第 一 散焦量；第三焦,泉檢測傳感器和 第四焦點檢測傳感器，所述第三焦點檢測傳感器和所述第四焦 點檢測傳感器被構造成接收來自所述被攝體的光束，以從一對 接收到的光學像檢測出所述攝像光學系統(tǒng)的第二散焦量；以及 第一光檢測傳感器，其被構造成檢測所述光束的波長成分。所 述第一光檢測傳感器布置在所述第一焦點檢測傳感器和所述第 三焦點檢測傳感器之間或者布置在所述第二焦點檢測傳感器和 所述第四焦點斗企測傳感器之間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種焦點檢測裝置，其包括 光傳感器，其包括第一焦點檢測傳感器和第二焦點檢測傳感
器，所述第一焦點檢測傳感器和所述第二焦點檢測傳感器被構 造成接收來自被攝體的光束，以從一對接收到的光學像檢測出 攝像光學系統(tǒng)的第 一 散焦量；第三焦點檢測傳感器和第四焦,$、 檢測傳感器，所述第三焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳 感器被構造成接收來自所述被攝體的光束，以從一對接收到的
光學像檢測出所述攝像光學系統(tǒng)的第二散焦量；以及第 一 光檢
測傳感器和不同于所述第 一 光檢測傳感器的第二光檢測傳感 器，所述第一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器被構造成 檢測所述光束的波長成分，其中，所述第一光檢測傳感器布置 在所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦點檢測傳感器之間或 者布置在所述第二焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器 之間，其中，所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦點檢測傳 感器以及所述第二焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器 中的其間布置所述第二光檢測傳感器的焦點檢測傳感器不同于
其間布置所述第 一 光檢測傳感器的焦點檢測傳感器；和焦,泉檢 測單元，其被構造成從所述第一焦點檢測傳感器和所述第二焦 點檢測傳感器所接收到的一對光學像檢測出所述第一散焦量， 并且從所述第三焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器所 接收到的 一 對光學像檢測出所述第二散焦量。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像設備，其包括焦 點檢測裝置，其包括光傳感器，其包括第一焦點檢測傳感 器和第二焦點檢測傳感器，所述第一焦點檢測傳感器和所述第 二焦點檢測傳感器被構造成接收來自被攝體的光束，以從一對 接收到的光學像檢測出攝像光學系統(tǒng)的第 一 散焦量；第三焦,泉 檢測傳感器和第四焦點檢測傳感器，所述第三焦點檢測傳感器 和所述第四焦點檢測傳感器被構造成接收來自所述被攝體的光 束，以從一對接收到的光學像檢測出所述攝像光學系統(tǒng)的第二
散焦量；以及第一光檢測傳感器和不同于所述第一光檢測傳感
器的第二光檢測傳感器，所述第一光檢測傳感器和所述第二光 檢測傳感器被構造成檢測所述光束的波長成分，其中，所述第 一光檢測傳感器布置在所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦 點檢測傳感器之間或者布置在所述第二焦點檢測傳感器和所述 第四焦點檢測傳感器之間，其中，所述第一焦點檢測傳感器和 所述第三焦點檢測傳感器以及所述第二焦點檢測傳感器和所述 第四焦點檢測傳感器中的其間布置所述第二光檢測傳感器的焦 點檢測傳感器不同于其間布置所述第 一 光檢測傳感器的焦點檢
測傳感器；和焦點檢測單元，其被構造成從所述第一焦點檢測 傳感器和所述第二焦點檢測傳感器所接收到的 一 對光學像檢測 出所述第一散焦量，并且從所述第三焦點檢測傳感器和所述第 四焦點檢測傳感器所接收到的 一 對光學像檢測出所述第二散焦 量；和攝像單元，其被構造成接收基于所述焦點檢測裝置的輸 出經(jīng)過焦點調(diào)節(jié)的入射光。
從以下參照附圖對典型實施例的說明中，本發(fā)明的其它特 征和方面將變得明顯。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第 一典型實施例的攝像設備的示例 性構造的示意圖。
圖2A-2B是示出攝像設備的示例性電氣構造的方框圖。 圖3是示出第一典型實施例中的焦點檢測裝置的示例性構
造的分解透視圖。
圖4是示出焦點檢測裝置的示例性光學構造的說明圖。
圖5是示出設置在焦點檢測裝置中的傳感器的示例性構造
的示意圖。
圖6是示出設置在焦點檢測裝置中的示例性像重建透鏡
(image - reforming lens ) 的示意圖。
圖7是示出攝像設備的預定像平面、像重建透鏡、傳感器和
通過像重建透鏡形成在傳感器上的像之間的關系的說明圖。 圖8是圖5所示傳感器的某些周邊電路的示意圖。 圖9是示出設置在傳感器中的環(huán)境檢測感光器的特性的實
例的圖。
圖IO是示出環(huán)境檢測感光器的特性的另 一 實例的圖。 圖1 l是示出環(huán)境檢測感光器的特性的又一 實例的圖。 圖12是示出根據(jù)第二實施例的攝像設備的焦點檢測裝置中
設置的傳感器的構造的示意圖。
圖13是示出攝像設備的預定像平面、像重建透鏡、傳感器
和通過像重建透鏡形成在傳感器上的像之間的關系的說明圖。 圖14是示出設置在傳感器中的環(huán)境檢測感光器的特性的實
例的圖。
圖15是示出根據(jù)第三實施例的攝像設備的焦點檢測裝置中 設置的傳感器的構造的示意圖。
圖16是設置在焦點檢測裝置中的示例性像重建透鏡的示意圖。
圖17是示出攝像設備的預定像平面、像重建透鏡、傳感器 和通過像重建透鏡形成在傳感器上的像之間的關系的說明圖。
圖18是示出攝像設備的預定像平面、像重建透鏡、傳感器 和通過像重建透鏡形成在傳感器上的像之間的關系的說明圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細說明本發(fā)明的多個實施例、特征和方面。 第一典型實施例
以下將說明本發(fā)明的第 一 典型實施例。
圖1是示出根據(jù)第 一 典型實施例的攝像系統(tǒng)的構造的示意 圖。參照圖l,攝像系統(tǒng)包括攝像設備IOO。攝像設備100包括以
下部件101至116。也就是說，攝像設備100包括形成取景光學系 統(tǒng)的正像光學系統(tǒng)IOI、目鏡102和取景器屏103。反射鏡104使 一部分成像光束朝取景光學系統(tǒng)101偏轉(zhuǎn)。反射鏡105使通過反 射鏡10 4的成像光束朝下述焦點檢測裝置偏轉(zhuǎn)。攝像元件10 6控 制攝像設備100的攝像操作。快門107給攝像元件106遮蔽光。內(nèi) 置閃光燈108容納在攝像設備100內(nèi)。
攝像元件106接收通過可互換鏡頭200的來自被攝體的光 束，并輸出與該光束對應的電信號。焦點檢測裝置109包括由多 個感光器(與下述線傳感器(line sensor)對應)形成的多個傳 感器(與下述傳感器對應)，并通過相差檢測方法檢測焦點。
更具體地，通過在可互換鏡頭200設置中的聚焦透鏡的出瞳 (exit pupil)的光束一皮分成兩部分，這兩部分一皮分割的光束分 別被一對線傳感器接收。然后，檢測從線傳感器輸出的與光量 對應的信號的差異，即，光束的沿分割方向的相對位置的差異， 從而獲得聚焦透鏡的散焦量。因此， 一旦焦點檢測傳感器儲存 散焦量，就可以獲得校正用的聚焦透鏡應移動量和移動方向。
測光裝置110測量攝像設備100的曝光。透鏡lll使來自被攝 體的光束聚焦到測光裝置110上。攝像控制電路(也稱作微處理 器)112控制攝像設備100。將以下將說明的外部閃光燈安裝到 配件插座113。為內(nèi)置閃光燈108設置菲涅耳透鏡(Fresnel lens ) 114。取景顯示器115插入并顯示關于設置在攝像設備100中的光 學取景器的信息。外部顯示器116顯示攝像設備100外部的各種 數(shù)據(jù)。
可互換鏡頭200用作攝像光學系統(tǒng)，其包括與攝像設備100 中的通信單元進行通信的鏡頭控制電路(也稱作微處理器)201、 進行攝像的透鏡(攝像光學系統(tǒng))202和調(diào)節(jié)光量的光圈 (aperture stop ) 203。透鏡202包括聚焦透鏡。
將鏡頭遮光罩300安裝到可互換鏡頭200上。鏡頭遮光罩300 包括儲存關于該鏡頭遮光罩300信息的遮光罩信息存儲電路 301。
用作照明單元的外部閃光燈400包括外部閃光燈控制電路 (也稱作微處理器)401、光發(fā)射器402、反射傘403、閃光板404、 安裝部405和紅外輔助光單元406。外部閃光燈控制電路401控制 外部閃光燈400。反射傘403將來自光發(fā)射器402的光束朝被攝體 側(cè)反射。閃光板404控制由反射傘403所反射的光束的分布。將 安裝部405安裝到攝像設備100的配件插座113上。紅外輔助光單 元406設置在外部閃光燈400內(nèi)。
圖2是示出設置在上述攝像系統(tǒng)中的攝像設備100 、可互換 鏡頭200、鏡頭遮光罩300和外部閃光燈400的電路構造的方框 圖。
如圖2所示，攝像設備100包括下列部件112、 2至4和6至15。 微處理器(攝像控制電路)112控制攝像設備100。電動機驅(qū)動 電路2驅(qū)動攝像設備100的可動部。測光單元3 (包含在圖l所示 的測光裝置110中)測量被攝體的亮度。焦點檢測單元4 (包含 在圖1所示的焦點檢測裝置109中)檢測可互換鏡頭200的焦點狀 態(tài)?？扉T控制電路6控制攝像設備100的曝光，其設置在圖l所示 的快門107中。
光圈控制電路7控制進入攝像設備100的光束，并且控制圖1 所示的光圏203。顯示單元8顯示攝像設備100的狀態(tài)，并且包括 圖1所示的取景顯示器115和外部顯示器116。閃光燈控制電路9
控制圖l所示的內(nèi)置閃光燈108。存儲電路IO儲存攝像設備IOO 的設定狀態(tài)。攝像電路ll進行攝像操作。通信電路12進行與除 安裝到攝像設備1 OO上的可互換鏡頭200之外的配件的通信。鏡 頭通信電路13進行與可互換鏡頭200的通信。開關14 ( SW1 )用 于開始攝像準備操作，開關15 (SW2)用于開始攝像操作。
在未安裝外部閃光燈400的狀態(tài)下，內(nèi)置閃光燈108不僅在 攝像操作過程中照亮被攝體，而且還用作焦點檢測過程中照亮 被才聶體的輔助光。
可互換鏡頭200包括下列組件201和22至29?！栋教幚砥?鏡 頭控制電路)201控制可互換鏡頭200。存儲電路22保持可互換 鏡頭200的設定值。鏡頭驅(qū)動電路23驅(qū)動可互換鏡頭200。鏡頭 位置檢測電路24檢測可互換鏡頭2 0 0的位置。鏡頭焦距檢測電路 25檢測可互換鏡頭200的設定焦距。光圏驅(qū)動電路26設置在圖1 所示的光圏203中，并驅(qū)動光圈203。配件檢測電路27檢測安裝 到可互換鏡頭2 0 0上的配件。配件檢測開關2 8用于檢測安裝到可 互換鏡頭200上的配件。鏡頭通信電路29進行與攝像設備1 OO和 安裝到可互換鏡頭200上的配件的通信。
在第 一典型實施例中，鏡頭通信電路29接收來自攝像設備 IOO的控制命令，并傳輸可互換鏡頭200中保持的形狀信息、關 于安裝到可互換鏡頭20 0上的配件的信息、以及鏡頭設定值。
用作配件的外部閃光燈400包含下列組件。樣史處理器(外部 閃光燈控制電路)401控制外部閃光燈400。通信電路42進行與 攝像設備100的通信。存儲電路43保持外部閃光燈400的設定值。 照射角度改變單元44根據(jù)安裝有外部閃光燈400的攝像設備100 的狀態(tài)和可互換鏡頭20 0的狀態(tài)改變閃光燈照射角度范圍。閃光 燈照射角度檢測單元4 5檢測設定的閃光燈照射范圍。光量監(jiān)控 單元46直接監(jiān)控從外部閃光燈400發(fā)出的光量。光量控制電路47
控制來自外部閃光燈400的光量。閃光燈充電電^各48為外部閃光 燈400充電。設定單元49設定外部閃光燈400的狀態(tài)。顯示單元 50顯示外部閃光燈400的設定狀態(tài)。紅外輔助光單元406設置在 外部閃光燈400中。
在第 一典型實施例中，通信電路42交換關于外部閃光燈400 的設定信,包-和控制信息。根據(jù)來自攝像設備10 0的命令從紅外輔 助光單元406發(fā)出紅外光。
鏡頭遮光罩300包括遮光罩通信電路60和儲存關于鏡頭遮 光罩3 0 0的信息的存儲電路61 。從存儲電路61中讀出的信息被輸 入至遮光罩通信電路60,以與鏡頭通信電路29進行通信。
圖3是示出設置在攝像設備100中的焦點檢測單元裝置109 的示例性構造的分解透視圖。
參照圖3，主體1120用于定位多種部件，并且具有用于定位 和固定的各種形狀。紅外截止濾光片1050相對于主體1120定位。 通過設置在遮光板1030中的遮光板定位固定部1031和設置在主 體1120中的遮光板定位固定部1123, 4吏遮光々反1030相對于主體 1120定位。遮光板1030安裝在主體1120中，并粘結固定到主體 1120。遮光板1030包括壁1032和1033,這些壁阻止除各焦點才企 測視場中的通過分場透鏡1020的有效光束之外的不需要的光束 進入其它焦點4企測 一見場中的感光器。在壁10 3 2和10 3 3之間i殳置 開口 1034，焦點檢測光束從該開口中穿過。在調(diào)整之后，通過 設置在主體1120中的分場透鏡固定部1124，將分場透鏡1020固 定地粘結到主體1120上。
通過一對視場掩模定位裝配軸和設置在主體1120中的一對 裝配孔使視場掩模(field mask) 1450相對于主體1120定位，該 對裝配孔即視場掩模定位裝配孔1125和視場掩模定位裝配槽 1126,以限制視場掩模1450在安裝面內(nèi)的平面運動。設置在視 場掩模1450中的 一對視場掩模固定彈性爪1012與設置在主體 1120中的一對視場掩模固定孔1127接合，從而將視場掩模1450 固定至主體1120。在視場掩模1450中設置視場掩模提升阻止部 1013,從而在將焦點檢測裝置109安裝在攝像設備100中之后， 即使視場掩模固定彈性爪1012與視場掩模固定孔1127脫離，也 能防止視場掩模1450從主體1120提升。
視場掩模提升阻止部1013還用于減小攝像設備100中的鏡 盒與焦點檢測裝置109之間的間隙。
通過一對遮光板定位孔1111和設置在視場掩模1450中的一 對遮光板定位用形狀(未示出)定位遮光板1110。從而，遮光 板1110被夾在視場掩模1450和主體1120之間，并被固定至主體 1120。
通過設置在主體1120中的反射鏡定位固定部(未示出)定 位反射鏡1040，并且通過粘結將該反射鏡l040固定至主體1120。 在反射鏡1040的表面上設置遮光掩模1041。將遮光掩模1041的 形狀構造成為焦點檢測視場遮擋不需要的光束。當焦點檢測光 束朝向稍后說明的感光器彎曲時，遮光掩模1041阻擋從遮光板 1030和反射鏡1040之間通過的不需要的光束。遮光掩模1041基 本平行于與周邊焦點檢測視場對應的稍后說明的線傳感器的列 方向，在焦點檢測光束的分割方向上未設置遮光圖案。因此， 不會由圖案邊緣處的反射引起重影。
通過裝配軸1071和一對裝配孔即，設置在主體1120中的像 重建透鏡定位方孔1131和像重建透鏡定位槽1132來定位像重建 透鏡1070。通過粘結將像重建透鏡1070固定至主體1120。通過 與像重建透鏡1070的裝配軸1071對應設置的定位部1061使多孔 光圈1060相對于像重建透鏡1070定位。多孔光圏1060通過被夾 在透鏡1070和主體1120之間而被保持在主體1120上。
通過主體抵接形狀1101和傳感器支撐構件支撐形狀1151定
位傳感器支撐構件IIOO,使其根據(jù)傳感器支撐構件支撐形狀 1151的曲率R2和主體抵接形狀1101的曲率R1樞轉(zhuǎn)。這樣允許進 行相對于多個軸的傾斜調(diào)整。在進行如傳感器的傾斜調(diào)整等各 種調(diào)整之后，通過粘結將傳感器支撐構件1100固定至主體1120。
預先將傳感器1090固定粘結至傳感器保持器1080，以形成 保持在主體1120上的傳感器單元，在主體1120和該傳感器單元 之間布置有傳感器支撐構件IIOO,并且對傳感器1090進行各種 調(diào)整，例如傳感器1090的傾斜和位置調(diào)整。接著，通過粘結將 傳感器單元固定至傳感器支撐構件IIOO。傳感器保持器1080在 與傳感器支撐構件1100粘結的表面上具有溝，粘結劑由溝引導。
此外，值得注意的是，圖3所示的焦點檢測裝置109的構造 僅僅是示例性的，并不限于此。
以下將說明焦點檢測裝置109的光學關系。圖4示出焦點檢 測裝置109的光學構造。
在圖4中，僅示出了焦點檢測單元109的主要光學部件，即， 分場透鏡1020、像重建透鏡1070和傳感器1090。
分場透鏡1020包括多個透鏡元件。在第一典型實施例中， 分場透鏡1020包括三個透鏡元件1021、 1022和1023。
像重建透鏡1070包括多個像重建透鏡元件1072a至1072j。 各像重建透鏡元件在傳感器1090上重建在攝像設備100的預定 像平面上形成的被攝體視場(object field)的像(光學像)。在 圖4中，視場掩模開口 1451至1453在光接收區(qū)域中被投影成投影 像1401a至1405a和1401b至1405b。
圖5示出了設置在焦點檢測裝置109中的傳感器1090的構 造。圖6示出了設置在焦點檢測裝置109中的像重建透鏡1070的 構造。圖7示出了攝像設備100的預定像平面、像重建透鏡1070、
傳感器1090、以及通過像重建透鏡1070在傳感器1090上形成的 光學像之間的關系。
下面將參照圖5 、圖6和圖7說明焦點檢測裝置10 9中的成像關系。
圖7示意性地示出了布置在攝像設備100的預定像平面附近 的視場掩模1450、像重建透鏡1070和設置在傳感器1090中的傳 感器芯片1091。此外，在攝像設備100的預定像平面上示意性地 示出了傳感器芯片1091的反向投影像。
像重建透鏡1070包括像重建透鏡元件1072a至1072j。用作 焦點檢測傳感器的線傳感器1201a至1214a和1201b至1214b以及 用作光源檢測感光器(也稱作測光傳感器)的環(huán)境檢測感光器 1301a至1304a和1301b至1304b設置在傳感器芯片1091的同 一基 板上。環(huán)境檢測感光器1301a至1304a和1301b至1304b被布置成 關閉線傳感器1201a至1214a和1201b至1214b之間的間隙。
此外，環(huán)境檢測感光器1301a至1304a和1301b至1304b在線 傳感器的相關方向(線傳感器的列方向)上延伸得比其它方向 長。如圖7所示，將環(huán)境檢測感光器1301a至1304a和1301b至 l!304b布置成檢測與線傳感器1201a至1214a和1201b至1214b所 檢測的光學像幾乎相同的光學像。此外，將線傳感器1201a至 HMa和U01b至1214b以及環(huán)境檢測感光器1301a至1304a和 B01b至U(Mb布置成來自攝像光學系統(tǒng)的光學像中的靠近像 重建透鏡的光軸的光學像由線傳感器檢測，而距像重建透鏡的 光軸比線傳感器所檢測的光學像遠的光學像由環(huán)境檢測感光器 1301 a至1304a和1301 b至1304b檢測。這只要已知光源檢測感光 器的光譜靈敏度特性即可滿足。這意味著可以將光源檢測感光 器布置成比焦點檢測傳感器距光軸遠。
通過像重建透鏡元件1072a至1072h,在傳感器芯片1091上形成視場掩模1450的視場掩模開口 1451至1453的投影像1401a 至1405a和1401b至1405b。
附圖標記1501至1511表示當線傳感器1201a至1214a和 1201b至1214b通過像重建透鏡元件1072a至1072j被反向投影到 視場掩才莫1450上時所形成的反向投影像。附圖標記1521至1524 表示當環(huán)境檢測感光器1301a至1304a和1301b至1304b通過^f象重 建透鏡元件1072a至1072j被反向投影到視場掩模1450上時所形 成的反向投影像。
以下將說明線傳感器(焦點檢測傳感器)和環(huán)境檢測感光 器(測光傳感器)之間的關系。
將關注投影像1401a和1401b。投影像1401a是通過像重建透 鏡元件1072a將視場掩模開口 1451投影到傳感器芯片1091上所 形成的，投影像1401b是通過像重建透鏡元件1072b將視場掩模 開口 1451投影到傳感器芯片1091上所形成的。
設置在傳感器芯片1091上的環(huán)境檢測感光器1301a被線傳 感器1201a、 1202a和1203a所包圍，而這些線傳感器通過由4象重 建透鏡元件1072a在傳感器芯片1091上形成的投影像1401 a成 組。
設置在傳感器芯片1091上的環(huán)境檢測感光器1301b被線傳 感器1201b、 1202b和1203b所包圍，而這些線傳感器通過由像重 建透鏡元件10 7 2 b在傳感器芯片10 91上形成的投影像14 01 b成組。
在攝像設備100的預定像平面上，上述投影像1401a和1401b 限定由視場掩模開口 1451表示的同一區(qū)域，并且由通過攝像設 備10 0中的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成上述投影 像1401a和1401b。
為此，對應于線傳感器1201a和1201b、線傳感器1202a和1202b、以及線傳感器1203a和1203b,分別形成反向投影像1501 、 1502和1503。通過比較線傳感器所檢測的像，檢測出攝像設備 IOO的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。對應于環(huán)境^r測感光器1301a和1301b，形 成反向投影像1521。由于環(huán)境檢測感光器1301a和1301b具有不 同的光譜靈敏度特性，所以可通過比較環(huán)境檢測感光器1301a 和1301b的輸出來4企測檢測區(qū)域的環(huán)境特性。
由于環(huán)境檢測感光器1301a布置成鄰近線傳感器1201a、 1202a和1203a,并且環(huán)境4企測感光器1301 b布置成鄰近線傳感器 1201b、 1202b和1203b,所以環(huán)境才全測感光器1301a和1301b的檢 測結果可適用于(applied to)線傳感器1201a、 1202a和1203a 以及線傳感器1201b、 1202b和1203b的焦點;險測結果。
現(xiàn)在將說明投影像1402a和1402b 。通過像重建透鏡元件 1072c將視場掩模開口 1452投影到傳感器芯片1091上形成投影 像1402a,通過像重建透鏡元件1072d將視場掩模開口 1452投影 到傳感器芯片1091上形成投影像1402b。
設置在傳感器芯片10 91上的環(huán)境檢測感光器13 0 2 a被線傳 感器1204a、 1205a和1206a所包圍，而這些線傳感器通過由 <象重
建透鏡元件1072c在傳感器芯片1091上形成的投影像1402a成組。
設置在傳感器芯片1091上的環(huán)境檢測感光器1302b被線傳 感器1204b、 1205b和1206b所包圍，而這些線傳感器通過由像重
建透鏡元件1072d在傳感器芯片1091上形成的投影像1402b成組。
在攝像設備10 0的預定像平面上，上述投影像14 02 a和14 02b 限定由視場掩模開口 1452表示的同一區(qū)域，并且由通過攝像設 備10 0中的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成上述投影 像1402a和1402b。
為此，對應于線傳感器1204a和1204b、線傳感器1205a和 1205b、以及線傳感器1206a和1206b,分別形成反向投影像1504、 1505和1506。通過比較線傳感器所檢測的像，檢測出攝像設備 IOO的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。對應于環(huán)境^r測感光器1302a和1302b,形 成反向投影像1522。由于環(huán)境檢測感光器1302a和1302b具有不 同的光譜靈敏度特性，所以可通過比較環(huán)境檢測感光器1302a 和1302b的輸出來檢測檢測區(qū)域的環(huán)境特性。
由于環(huán)境一全測感光器1302a布置成鄰近線傳感器1204a、 1205a和1206a,并且環(huán)境檢測感光器1302b布置成鄰近線傳感器 1204b、 1205b牙口1206b，戶斤以玉不境才全領'J感光器1302a禾口 1302b的才全 測結果可適用于線傳感器1204a、 1205a和1206a以及線傳感器 1204b、 1205b和1206b的焦點檢測結果。
現(xiàn)在將關注投影像14 0 3 a和14 0 3 b 。通過像重建透鏡元件 1072e投影視場掩模開口 1453形成投影像1403a，通過像重建透 鏡元件1072f投影;現(xiàn)場掩模開口 1453形成投影像1403b。
在線傳感器1207a、 1208a和1209a之間設置環(huán)境檢測感光器 1303a和1304a,這些線傳感器通過由像重建透鏡元件1072e在傳 感器芯片1091上形成的投影像1403a成組。在第一典型實施例 中，環(huán)境才企測感光器1303a設置在線傳感器1207a和1208a之間， 環(huán)境檢測感光器1304a設置在線傳感器1208a和1209a之間。
在線傳感器1207b、 1208b和1209b之間設置環(huán)境檢測感光器 1303b和1304b，這些線傳感器通過由像重建透鏡元件1072f在傳 感器芯片1091上形成的投影像1403b成組。
在攝像設備10 0的預定像平面上，上述投影像14 0 3 a和14 0 3 b 限定由視場掩模開口 1453表示的同一區(qū)域，并且由通過攝像設 備10 0中的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成上述投影 像1403a和1403b。
為此，對應于線傳感器1207a和1207b、線傳感器1208a和 1208b、以及線傳感器1209a和1209b,分別形成反向投影像1507、 1508和1509。通過比較線傳感器所檢測的像，檢測出攝像設備 1 OO的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。反向投影像1508位于攝像設備1 OO的攝像 光軸上，線傳感器1208a和1208b檢測攝像光軸上的焦點調(diào)節(jié)狀 態(tài)。
對應于環(huán)境纟僉測感光器1303a和1303b、以及1304a和1304b， 分別形成反向投影像1523和1524。由于環(huán)境檢測感光器1303a 和1303b、 1304a和1304b具有不同的光譜靈敏度特性，因此可通 過比較環(huán)境斗企測感光器1303a和1303b、 1304a和1304b的輸出來 檢測;險測區(qū)域的環(huán)境特性。
在投影像1403a和1403b各自的區(qū)域中設置兩個環(huán)境4企測感 光器。兩個環(huán)境檢測感光器13 0 3 a和13 0 4 a的檢測結果的組合以 及環(huán)境檢測感光器13 0 3 b和13 0 4 b的檢測結果的組合，可適用于 線傳感器1207a、 1208a和1209a以及線傳感器1207b、 1208b和 1209b的焦點檢測結果。此外，每個環(huán)境檢測感光器的檢測結果 可適用于鄰近的線傳感器的焦點檢測結果。
現(xiàn)在將關注投影像1404a和1404b 。通過像重建透鏡元件 1072g投影視場掩模開口 1453形成投影像1404a,通過像重建透 鏡元件1072h投影視場掩模開口 1453形成投影像1404b。
通過像重建透鏡元件1072g在傳感器芯片1091上形成的投 影像1404a僅由線傳感器1210a和1211a檢測。通過像重建透鏡元 件1072h在傳感器芯片1091上形成的投影像1404b僅由線傳感器 1210b和1211b檢測。
在攝像設備100的預定像平面上，上述投影像1404a和1404b 限定由視場掩模開口 1453表示的同 一區(qū)域，并且由通過攝像設 備10 0中的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成上述投影
像1404a和1404b。
為此，對應于線傳感器1210a和1211a、線傳感器1210b和 1211b,分別形成反向投影像1510和1511。通過比較線傳感器所 檢測的像，檢測出攝像設備100的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
在第一典型實施例中，當在投影像1404a和1404b的區(qū)域中 未設置環(huán)境檢測感光器時，在攝像設備100的預定像平面上，投 影l(fā)象1404a和1404b限定與上述才殳影Y象1403a和1403b相同的區(qū) 域，并且由通過攝像設備100的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的 光束形成投影像1404a和1404b。因此，如圖7所示，反向投影像 1510和1511與反向投影像1508、 1523和1524重疊。
因此，環(huán)境檢測感光器1303a和1304a、環(huán)境檢測感光器 1303b和1304b的4僉測結果可適用于線傳感器1210a和1211a以及 線傳感器1210b和1211b的焦點;險測。
現(xiàn)在將關注投影像1405a和1405b。通過像重建透鏡元件 1072i投影視場掩模開口 1453形成投影像1405a,通過像重建透 鏡元件1072j投影視場掩模開口 1453形成投影像1405b。
通過像重建透鏡元件1072i在傳感器芯片1091上形成的投 影像1405a僅由線傳感器1212a、 1213a和1214a沖企測。通過像重 建透鏡元件1072j在傳感器芯片1091上形成的投影像1405b僅由 線傳感器1212b、 1213b和1214b4全測。
在攝像設備100的預定像平面上，上述投影像1405a和1405b 限定由視場掩才莫開口 1453表示的同 一 區(qū)域，并且由通過攝像設 備100中的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成上述投影 像1405a和1405b。
為此，對應于線傳感器1212a和1212b、線傳感器1213a和 1213b、以及線傳感器1214a和1214b,分別形成反向投影像1509、 1508和1507。通過比較線傳感器檢測的像，檢測出攝像設備IOO
的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
在第一典型實施例中，當在投影像1405a和1405b的區(qū)域中 未設置環(huán)境檢測感光器時，在攝像設備100的預定像平面上，投 影像1405a和1405b限定與上述投影-像1403a和1403b相同的區(qū) 域。投影像1405a和1405b由通過攝像設備中的攝像系統(tǒng)的不同 出瞳區(qū)域的光束形成。
更具體地，投影像1405a和1405b與投影像1403a和1403b的 焦點檢測用基線長不同。
為此，環(huán)境檢測感光器1303a和1303b以及環(huán)境檢測感光器 1304a和1304b的檢測結果，可適用于線傳感器1212a和1212b、 線傳感器1213a和1213b以及線傳感器1214a和1214b的焦點檢測 結果。如圖7所示，投影像1405a和1405b的基線長比投影像1403a 和1403b的大。環(huán)境一企測感光器1303a和1303b以及環(huán)境檢測感光 器1304a和1304b可設置在具有較大基線長的投影像1405a和 1405b的區(qū)域，代替設置在具有較小基線長的投影像1403a和 1403b的區(qū)域。然而，這僅可適用于亮透鏡(bright lens )。
圖8示出了用于圖5所示傳感器的一些周邊電路。參照圖8， 用作線傳感器驅(qū)動電路的周邊電路1601 a、 1602a和1603a分別附 加到投影像1401a所成組的線傳感器1201a、 1202a和1203a。例 如，各周邊電路均包括像素放大器、存儲器和存儲控制電路。
周邊電路1601a、 1602a和1603a分別布置在線傳感器1201a、 1202a和1203a的與環(huán)境檢測感光器1301a相反的一側(cè)，并從線傳 感器的附近延伸到投影像1401 a的外側(cè)。
該布置增大了布置在線傳感器1201a、 1202a和1203a當中的 環(huán)境#r測感光器13 01 a的面積。
由于用于投影像1401b、 1402a和1402b的周邊電路的布置與 用于投影像1401a的布置相同，所以在圖8中沒有示出。
用作線傳感器驅(qū)動電^各的周邊電路1607b、 1608b和1609b 分別附加到投影像1403b所成組的線傳感器1207b、 1208b和 1209b。
周邊電路1607b布置在線傳感器1207b的與環(huán)境檢測感光器 1303b相反的 一側(cè)，并從線傳感器1207b的附近延伸到投影像 1403b的外側(cè)。周邊電路1609b布置在線傳感器1209b的與環(huán)境檢 測感光器1304b相反的 一 側(cè)，并從線傳感器1209b的附近延伸到 投影像1403b的外側(cè)。周邊電路1608b的最小部分布置在線傳感 器1208b附近。
該布置增大了設置在線傳感器1207b、 1208b和1209b之間的 環(huán)境測感光器1303b和1304b的面積。
由于以與用于投影像1403b的周邊電路相同的方式布置用 于投影像14 0 3 a的周邊電路，所以在圖8中沒有示出用于投影像 1403a的周邊電^各。
用作線傳感器驅(qū)動電i 各的周邊電^各1610a和1611a分別附加 到投影像1404a所成組的線傳感器121 Oa和1211 a。
由于在投影像1404a中未設置環(huán)境檢測感光器，所以周邊電 路1610a和1611a布置在線傳感器1210a和1211a附近。
由于以與用于投影像1404a的周邊電路相同的方式布置用 于投影像1404b的周邊電路，所以在圖8中沒有示出用于投影像 1404b的周邊電路。
用作線傳感器驅(qū)動電路的周邊電路1612a、 1613a和1614a 分別附加到投影像1405a所成組的線傳感器1212a 、 1213a和 1214a。
由于在投影像1405a中未設置環(huán)境檢測感光器，周邊電路 1612a、 1613a和1614a布置在線傳感器1212a、 1213a和1214a附近。
由于以與用于投影像1405a的周邊電路相同的方式布置用 于投影像1405b的周邊電路，所以在圖8中沒有示出用于投影像 1405b的周邊電路。
在第一典型實施例中，各環(huán)境檢測感光器布置在線傳感器 之間，并且在預定像平面上，對于各檢測區(qū)域設置一對環(huán)境檢 測感光器。因此，對于14對線傳感器僅設置4對環(huán)境檢測感光器。
為此，當與對于每個線傳感器均設置環(huán)境檢測感光器的情 況相比，可增大環(huán)境纟企測感光器的面積，并且可減少用于環(huán)境 檢測感光器的驅(qū)動電路的數(shù)量。這減小了驅(qū)動功率，并減小了 傳感器芯片的面積。
圖9、圖IO和圖ll示出了第一典型實施例中設置在傳感器芯 片1091上的環(huán)境檢測感光器(測光傳感器)的特性的例子。圖9、 圖IO和圖ll均示出了作為傳感器特性實例的兩種不同的光鐠靈 敏度特性。
在圖9中，特性l代表在可見光區(qū)域具有光譜靈敏度的第一 傳感器的特性，特性2代表在紅外區(qū)域具有光譜靈敏度的第二傳 感器的特性。由于具有這樣的特性，環(huán)境檢測感光器可測量具 有不同波長范圍的光束。
當僅從圖9中的第一傳感器和第二傳感器中的一個獲得輸 出時，僅包含與從中獲得輸出的傳感器的光谞靈敏度特性對應 的光束。由第一傳感器和第二傳感器的輸出之比，可推測被攝 體視場的環(huán)境中所包含的可見光成分和紅外光成分之比。
在圖IO中，特性l代表從可見光區(qū)域到紅外區(qū)域具有光謙靈
敏度的第 一 傳感器的特性，特性2代表在紅外區(qū)域具有光譜靈敏 度的第二傳感器的特性。
在圖10中，當僅從第一傳感器獲得輸出時，不包含紅外光 成分。當?shù)谝粋鞲衅骱偷诙鞲衅鞯妮敵鱿嗤瑫r，僅包含紅外
光成分。由第一傳感器和第二傳感器的輸出之比，可推測被攝 體視場的環(huán)境中所包含的可見光成分和紅外光成分之比。
在圖1 1中，特性1代表從可見光區(qū)域到紅外區(qū)域具有光譜靈 敏度的第 一 傳感器的特性，特性2代表在可見光區(qū)域具有光譜靈 敏度的第二傳感器的特性。
在圖ll中，當?shù)谝粋鞲衅骱偷诙鞲衅鞯妮敵鱿嗤瑫r，不 包含紅外光成分。當僅從第一傳感器獲得輸出時，僅包含紅外 光成分。由第一傳感器和第二傳感器的輸出之比，可推測被攝 體視場的環(huán)境中所包含的可見光成分和紅外光成分之比。
在可見光區(qū)域具有光譜靈敏度的傳感器中，當光語靈敏度 被設定為與攝像元件的光譜靈敏度相等時，可檢測出光源相對 于攝像元件的特性差異。
環(huán)境檢測感光器對1301a和1301b檢測攝像設備100的預定 像平面上的幾乎相同的區(qū)域。這也適用于環(huán)境檢測感光器對 1302a和1302b、 1303a和1303b、以及1304a和1304b。
為此，與圖9、圖IO和圖11所示的特性1和特性2 —樣，環(huán)境 檢測感光器1301a至1304a和環(huán)境4企測感光器1301b至1304b設置 有不同的光譜靈敏度特性，并且比較感光器的輸出。因此，可 檢測被攝體視場的環(huán)境。通過向感光器附加濾光器可使環(huán)境檢 測感光器具有特定的光譜靈敏度特性。或者，可通過采用光譜 靈敏度特性在傳感器深度方向上不同的傳感器來提取特定的波 長。當僅向傳感器對中的一個傳感器附加濾光器時，傳感器對 可具有不同的特定特性。
值得注意的是，圖9、圖IO和圖ll所示的特性只是示例性的， 傳感器特性不限于此。
如上所述，為多個焦點檢測傳感器布置少量的光源檢測感 光器。這樣可增大每個光源檢測感光器的面積，并可改進光源檢測的低亮度界限。
在傳感器芯片1091中，在焦點檢測傳感器附近設置多個光 源感光器，以應付在成像屏中設置不同光源(例如，太陽光和 熒光)的情況。當光源檢測感光器布置在焦點檢測傳感器附近 時，它們可^t妄收幾乎相同的光束。因此，可4企測焦點4企測傳感 器所接收的光束的光源。換句話說，該布置允許多個焦點檢測 傳感器共用光源檢測感光器。因此，可增大光源檢測感光器的 面積。
第二典型實施例
以下將說明本發(fā)明的第二典型實施例。省略了與第一典型 實施例中的部件相同的部件的說明。
圖12示出了設置在根據(jù)第二典型實施例的焦點檢測裝置 10 9中的傳感器10 9 0的示例性構造。
圖13示出了攝像設備的預定像平面、像重建透鏡1070、傳 感器1090、以及通過像重建透鏡1070在傳感器1090上形成的像 之間的關系。
以下將參照圖6、圖12和圖13說明焦點4企測裝置109的成像 關系。
在圖13中，線傳感器1201a至1212a和1201b至1212b、環(huán)境 檢測感光器1301a至1304a和1301b至1304b、以及通過像重建透 鏡元件1072a至1072h形成的投影Y象1401a至1404a和1401b至 1404b與圖5中所示的相同。因此，省略其說明。
以下將關注投影像1405a和1405b。投影像1405a是通過像重 建透鏡元件1072i投影視場掩模開口 1453所形成的，而投影像 1405b是通過像重建透鏡元件1072j投影視場掩模開口 1453所形 成的。
環(huán)境檢測感光器1303c和1304c布置在線傳感器1212a、
1213a和1214a之間，這些線傳感器通過由像重建透鏡元件1072i 在傳感器芯片1091上投影的投影像1405a成組。在第二典型實施 例中，環(huán)境檢測感光器1303c布置在線傳感器1212a和1213a之 間，而環(huán)境檢測感光器1304c布置在線傳感器1213a和1214a之間。
環(huán)境一企測感光器1303d和1304d布置在線傳感器1212b、 1213b和1214b之間，這些線傳感器通過由像重建透4竟元件1072j 在傳感器芯片1091上投影的投影像1405b成組。
在攝像設備的預定像平面上，投影像1405a和1405b限定由 視場掩模開口 1453表示的同一區(qū)域，并且由通過攝像設備中的 攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成投影像1405a和 1405b。
為此，對應于線傳感器1212a和1212b、線傳感器1213a和 1213b、線傳感器1214a和1214b,分別形成反向投影像1507、 1508 和1509。通過比較線傳感器檢測的像，檢測出攝像設備的焦點 調(diào)節(jié)狀態(tài)。
對應于環(huán)境纟全測感光器1303c和1303d、環(huán)境檢測感光器 1304c和1304d，分別形成反向投影像1523和1524。由于環(huán)境檢 測感光器1303c和1303d、環(huán)境檢測感光器1304c和1304d具有不 同的光譜靈敏度特性，可通過比較環(huán)境檢測感光器的輸出來檢 測出檢測區(qū)域的環(huán)境特性。
在投影像1405a和1405b的每個中設置兩個環(huán)境測感光 器。兩個環(huán)境檢測感光器13 0 3 c和13 04 c的檢測結果的組合以及 環(huán)境檢測感光器1303d和1304d的檢測結果的組合，可適用于線 傳感器1212a和1212b、線傳感器1213a和1213b、以及線傳感器 1214a和1214b的焦點檢測結果?；蛘?，各環(huán)境檢測感光器的檢 測結果可適用于鄰近的線傳感器的焦點檢測結果。 在攝像設備的預定像平面上，投影像1405a和1405b是與投 影像1403a和1403b幾乎相同的區(qū)域。設置在投影像中的環(huán)境檢 測感光器1303a至1303d和1304a至1304d布置在攝像設備的預定 像平面上的幾乎相同的區(qū)域。
為此，環(huán)境檢測感光器1303a至1303d和環(huán)境檢測感光器 1304a至1304d設置有不同的光譜靈敏度特性。從具有四種不同 光譜靈敏度特性的環(huán)境檢測感光器的輸出所獲得的檢測結果可 適用于線傳感器1207a和1207b、線傳感器1208a和1208b、線傳 感器1209a和1209b、線傳感器1212a和1212b、線傳感器1213a 和1213b、以及線傳感器1214a和1214b的焦點一企測結果。
圖14示出了設置在傳感器芯片1091上的環(huán)境檢測感光器的 特性的實例。特別地，圖14示出了作為傳感器特性實例的四種 不同光譜敏感度特性。
在圖14中，特性l代表在可見藍光區(qū)域具有光譜靈敏度的第 一傳感器的特性。特性2代表在可見綠光區(qū)域具有光譜靈敏度的 第二傳感器的特性。特性3代表在可見紅光區(qū)域具有光語靈敏度 的第三傳感器的特性。特性4代表在紅外區(qū)域具有光譜靈敏度的 第四傳感器的特性。
當僅從第一傳感器至第四傳感器中的任一個獲得輸出時， 僅包含與具有輸出的傳感器相對應的成分。當僅從第一傳感器 至第三傳感器中獲得輸出時，僅包含可見光成分。由第一傳感 器至第三傳感器的輸出之比可獲得詳細的特性。
在第二典型實施例中，環(huán)境檢測感光器對1301a和1301b檢 測攝像設備的預定像平面上的幾乎相同的區(qū)域。這也適用于環(huán) 境檢測感光器對1302a和1302b、 1303a和1303b、 1304a和1304b、 1303c和1303d、以及1304c和1304d。
為此，環(huán)境檢測感光器1301a、 1302a、 1303a、 1304a和環(huán)
境檢測感光器1301b、 1302b、 1303b、 1304b設置有與圖9、圖10 和圖11所示的特性1和特性2 —樣的不同的光譜靈敏度特性，比 較感光器的輸出，從而可檢測出被攝體視場的環(huán)境。
此外，四個環(huán)境#全測感光器1303a至1303d檢測攝像設備的 預定像平面上的幾乎相同的區(qū)域，而四個環(huán)境才全測感光器1304a 至1304d也檢測預定像平面上的幾乎相同的區(qū)域。
為此，環(huán)境#r測感光器1303a至1303d和環(huán)境測感光器 1304a至1304d設置有與圖14所示的特性l至特性4一樣的不同的 光譜靈敏度特性，比較感光器的輸出，從而檢測出被攝體視場 的環(huán)境。
圖14所示的特性只是示例性的，傳感器特性不限于此。 如上所述，各環(huán)境檢測感光器設置在由像重建透鏡元件所
成組的焦點檢測感光器之間。這可增大環(huán)境檢測感光器的面積，
并且可改進環(huán)境檢測感光器的低亮度界限。 第三典型實施例
以下將說明本發(fā)明的第三典型實施例。省略與第 一 典型實 施例中的部件相同的部件的說明。
圖15示出了設置在根據(jù)第三典型實施例的焦點檢測裝置 109中的傳感器1090的構造。
圖16示出了設置在焦點檢測裝置109中的像重建透鏡1070 的構造。
圖17和圖18示出了根據(jù)該實施例的攝像設備的預定像平 面、像重建透4竟1070、傳感器1090、以及通過1象重建透《免1070 在傳感器1090上形成的像之間的關系。
以下將參照圖15、圖16、圖17和圖18說明焦點檢測裝置109 的成像關系。
圖17和圖18示意性地示出了布置在攝像設備的預定像平面 附近的視場掩模1450、像重建透鏡1070、設置在傳感器1090中 的傳感器芯片1091、以及形成在預定像平面上的傳感器芯片 1091的反向投影像1500。
像重建透鏡1070包括像重建透鏡元件1072a至1072t。傳感 器芯片1091包括線傳感器1201a至1222a和1201b至1222b、以及 環(huán)境檢測感光器1301a至1304a和1301b至1304b。
通過像重建透鏡元件1072a至1072t在傳感器芯片1091上形 成視場掩模開口 1451至1453的投影像140la至1409a和1401b至 1409b。
通過^象重建透4竟元件1072a至1072t將線傳感器1201a至 1222a和1201b至1222b反向投影到視場掩模1450上，來形成反向 投影像1501至1519。通過像重建透鏡元件1072a至1072t將環(huán)境 檢測感光器1301a至1304a和1301b至1304b反向投影到視場掩模 1450上，來形成反向投影4象1521至1524。
在圖17和圖18中，線傳感器1201a至1211a和1201b至1211b、 環(huán)境檢測感光器1301a至1304a和1301b至1304b、以及通過像重 建透鏡元件1072a至1072h形成的投影像1401a至1404a和1401b 至1404b與圖5中的相同。因此，省略其說明。
現(xiàn)在將說明投影像1406a和1406b。投影像1406a是通過像重 建透鏡元件1072k投影視場掩模開口 1453所形成的，而投影像 1406b是通過像重建透鏡元件1072m投影視場掩模開口 1453所 形成的。
通過像重建透鏡元件1072k在傳感器芯片1091上投影的投 影像1406a僅由線傳感器1215a檢測。通過像重建透鏡元件 1072m在傳感器芯片1091上投影的投影像1406b僅由線傳感器 1215b檢測。
投影像1406a和1406b限定在攝像設備的預定像平面上的由
視場掩模1453表示的同 一區(qū)域，并由通過攝像設備的攝像光學
系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成投影像1406a和1406b。
為此，通過反向投影線傳感器1215a和1215b形成反向投影 像1512。通過比較線傳感器1215a和1215b所檢測的像來檢測出 攝像設備的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
在第三典型實施例中，當在投影像1406a和1406b的區(qū)域中 未設置環(huán)境檢測感光器時，在攝像設備的預定像平面上，投影 像1406a和1406b限定與上述投影像1403a和1403b相同的區(qū)域。 投影像1406a和1406b由通過攝像設備的攝像光學系統(tǒng)的不同出 瞳區(qū)域的光束形成。
為此，環(huán)境4企測感光器1303a和1303b、 1304a和1304b的才企 測結果可適用于線傳感器1215a和1215b的焦點;險測。
下面將關注投影像1407a和1407b。投影〗象1407a是通過像重 建透鏡元件1072n投影視場掩模開口 1453所形成的，而投影像 1407b是通過像重建透鏡元件1072p投影纟見場掩;f莫開口 1453所形 成的。
通過像重建透鏡元件1072n在傳感器芯片1091上投影的投 影像1407a僅由線傳感器1216a檢測。通過^象重建透鏡元件1072p 在傳感器芯片1091上投影的投影像1407b僅由線傳感器1216b檢測。
在攝像設備的預定像平面上，投影像14 0 7 a和14 0 7 b限定由 視場掩模開口 1453表示的同一區(qū)域，并由通過攝像設備的攝像 光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成投影像1407a和1407b。
為此，對應于線傳感器1216a和1216b形成反向投影像1513。 通過比較線傳感器1216a和1216b所檢測的像來檢測出攝像設備 的焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
在第三典型實施例中，當在投影像1407a和1407b的區(qū)域中
未設置環(huán)境檢測感光器時，在攝像設備的預定像平面上，投影
像1407a和1407b限定與上述投影像1403a和1403b相同的區(qū)域。 投影像1407a和1407b由通過攝像設備的攝像光學系統(tǒng)的不同出 瞳區(qū)域的光束形成。
為此，環(huán)境^r測感光器1303a和1303b、 1304a和1304b的牙企 測結果可適用于線傳感器1216a和1216b的焦點檢測。
下面將關注投影像1408a和1408b。投影像1408a是通過像重 建透鏡元件1072q投影視場掩模開口 1451所形成的，而投影像 1408b是通過像重建透鏡元件1072r投影視場掩模開口 145l所形 成的。
通過像重建透鏡元件1072q在傳感器芯片1091上投影的投 影像1408a僅由線傳感器1217a、 1218a和1219a才全測。通過像重 建透鏡元件1072r在傳感器芯片1091上投影的投影像1408b僅由 線傳感器1217b、 1218b和1219b一企測。
在攝像設備的預定像平面上，投影像1408a和1408b限定由 視場掩模開口 1451表示的同一區(qū)域，并由通過攝像設備的攝像 光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成投影4象1408a和1408b。
為此，對應于線傳感器1217a和1217b、線傳感器1218a和 1218b、線傳感器1219a和1219b分別形成反向投影像1514、 1515 和1516。通過比較線傳感器1217a和1217b、線傳感器1218a和 1218b、線傳感器1219a和1219b所檢測的像來檢測出攝像設備的 焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
在第三典型實施例中，當在投影像1408a和1408b的區(qū)域中 未設置環(huán)境檢測感光器時，在攝像設備的預定像平面上，投影 像1408a和1408b是與上述投影像1401a和1401b相同的區(qū)域。投 影像1408a和1408b由通過攝像設備的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳 區(qū)域的光束形成。
為此，環(huán)境檢測感光器1301a和1301b的檢測結果可適用于 線傳感器1217a和1217b、線傳感器1218a和1218b 、線傳感器 1219a和1219b的焦點4企測。
現(xiàn)在將關注投影像1409a和1409b。投影像1409a是通過像重 建透鏡元件1072s投影視場掩模開口 1452所形成的，而投影像 1409b是通過像重建透鏡元件1072t投影視場掩模開口 1452所形 成的。
通過像重建透鏡元件1072s在傳感器芯片1091上投影的投 影像1409a僅由線傳感器1220a、 1221a和1222a4企測。通過像重 建透鏡元件1072t在傳感器芯片1091上投影的投影像1409b僅由 線傳感器1220b、 1221b和1222b檢測。
在攝像設備的預定像平面上，投影像1409a和1409b限定由 視場掩模開口 1452表示的同一區(qū)域，并由通過攝像設備的攝像 光學系統(tǒng)的不同出瞳區(qū)域的光束形成投影像1409a和1409b。
為此，對應于線傳感器1220a和1220b、線傳感器1221a和 1221b、線傳感器1222a和1222b分別形成反向投影像1517、 1518 和1519。通過比較線傳感器1220a和1220b、線傳感器1221a和 1221 b 、線傳感器1222a和1222b所檢測的像來檢測出攝像設備的 焦點調(diào)節(jié)狀態(tài)。
在第三典型實施例中，當在投影像1409a和1409b的區(qū)域中 未設置環(huán)境檢測感光器時，在攝像設備的預定像平面上，投影 像1409a和1409b是與上述投影像1402a和1402b相同的區(qū)域。投 影像14 0 9 a和14 0 9b由通過攝像設備的攝像光學系統(tǒng)的不同出瞳 區(qū)域的光束形成。
為此，環(huán)境檢測感光器1302a和1302b的檢測結果可適用于 線傳感器1220a和1220b、線傳感器1221a和1221b 、線傳感器 1222a和1222b的焦點檢測。
在第三典型實施例中，可類似于第一典型實施例，采用圖9、 圖IO和圖ll中所示的特性。
如上所述，相對于多個焦點檢測傳感器適當?shù)囟ㄎ簧倭抗?源檢測感光器。這樣可增大每個光源檢測感光器的面積。面積 的增大可改進光源檢測的低亮度界限。而且，由于用作光源檢
測感光器的環(huán)境檢測感光器1301a至1304a、 1301b至1304b布置
在焦點檢測區(qū)域附近，因此可精確校正焦,*、;險測。
在上述典型實施例中，焦點檢測傳感器和環(huán)境檢測感光器 設置在同 一傳感器芯片上。即使當焦點檢測傳感器和環(huán)境檢測 感光器設置在不同的傳感器中時，上述實施例中說明的布置也 能夠在使光源檢測感光器的面積增大的同時，使光源和焦點檢 測有效率地進行。此外，在上述典型實施例中，用作測光傳感 器的環(huán)境檢測感光器成對設置?？赏ㄟ^比較環(huán)境檢測感光器對 的輸出來檢測出檢測區(qū)域的環(huán)境特性?；蛘?，可用一個測光傳 感器檢測所接收光的多個波長成分，從而檢測出檢測區(qū)域的環(huán) 境特性。在這種情況下，當通過在焦點檢測傳感器之間放置測 光傳感器從而增大測光傳感器的面積時，光源和焦,泉檢測也可 有效率地進行。
雖然參照典型實施例說明了本發(fā)明，但應理解本發(fā)明不限 于所公開的典型實施例。所附權利要求書的范圍與最廣解釋一 致，以覆蓋所有變型、等同結構和功能。
權利要求
1.一種光傳感器，其包括第一焦點檢測傳感器和第二焦點檢測傳感器，所述第一焦點檢測傳感器和所述第二焦點檢測傳感器被構造成接收來自被攝體的光束，以從一對接收到的光學像檢測出攝像光學系統(tǒng)的第一散焦量；第三焦點檢測傳感器和第四焦點檢測傳感器，所述第三焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器被構造成接收來自所述被攝體的光束，以從一對接收到的光學像檢測出所述攝像光學系統(tǒng)的第二散焦量；以及第一光檢測傳感器，其被構造成檢測所述光束的波長成分，其中，所述第一光檢測傳感器布置在所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦點檢測傳感器之間或者布置在所述第二焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器之間。
2. 根據(jù)權利要求l所述的光傳感器，其特征在于，還包括 不同于所述第 一 光檢測傳感器的第二光檢測傳感器，其中，所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦點檢測傳感 器以及所述第二焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器中 的其間布置所述第二光檢測傳感器的焦,泉檢測傳感器不同于其 間布置所述第 一 光檢測傳感器的焦點檢測傳感器。
3. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器的輸出用于校正所述 第一散焦量和所述第二散焦量。
4. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器中的至少一方設置有 具有預定的光語靈敏度特性的濾光器。
5. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器中的一方的光語靈敏度特性在紅外光區(qū)域具有比另 一方光檢測傳感器高的光譜靈敏度。
6. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器檢測通過與所述第一 焦點檢測傳感器至所述第四焦點檢測傳感器同 一場透鏡的光學像。
7. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器檢測與所述第一焦點 檢測傳感器至所述第四焦點檢測傳感器所檢測的光學像幾乎相 同的光學像。
8. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一焦點檢測傳感器至所述第四焦點檢測傳感器檢測靠近所述攝 像光學系統(tǒng)的光軸的光學像，所述第 一 光檢測傳感器和所述第 二光檢測傳感器檢測遠離所述攝像光學系統(tǒng)的光軸的光學像。
9. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，還包括 一對第五焦點檢測傳感器和第六焦點檢測傳感器，所述第五焦 點檢測傳感器和所述第六焦點檢測傳感器被構造成以不同的基 線長檢測由所述攝像光學系統(tǒng)在預定像平面上形成的光學像的 與所述第一焦點檢測傳感器和所述第二焦點檢測傳感器的相同 的區(qū)域，其中，所述第一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器布 置成檢測具有所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦點檢測傳 感器或所述第五焦點檢測傳感器和所述第六焦點檢測傳感器的 基線長的光學像。
10. 根據(jù)權利要求9所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器的基線長比所述第五 焦,泉檢測傳感器和所述第六焦點檢測傳感器的基線長短。
11. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器的光接收部的面積t匕 所述第一焦點檢測傳感器至所述第四焦點檢測傳感器的光接收 部的面積大。
12. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器布置成關閉所述第一 焦點檢測傳感器至所述第四焦點檢測傳感器之間的間隙。
13. 根據(jù)權利要求9所述的光傳感器，其特征在于，還包括 第七焦點檢測傳感器和第八焦點檢測傳感器，所述第七焦點檢 測傳感器和所述第八焦點檢測傳感器被構造成接收來自所述被 攝體的光束，以從 一對接收到的像檢測出所述攝像光學系統(tǒng)的 第三散焦量，其中，所述第一焦點檢測傳感器至所述第四焦點檢測傳感 器中的至少 一 個以及所述第七焦點檢測傳感器和所述第八焦,*、 檢測傳感器中的至少一個布置成使其形成在預定像平面上的光 學像相互重疊。
14. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一光檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器沿所述第 一 焦點檢觀'J 傳感器至所述第四焦點檢測傳感器的光接收部的相關方向延伸。
15. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，用于所 述第一焦點檢測傳感器至所述第四焦點;險測傳感器的周邊電路 中的至少一個布置在該焦點檢測傳感器的與鄰近的所述第一光 檢測傳感器或所述第二光檢測傳感器相反的 一 側(cè)。
16. 根據(jù)權利要求15所述的光傳感器，其特征在于，所述 周邊電路布置在通過所述攝像光學系統(tǒng)重建光學像而形成的投 影像的外側(cè)。
17. 根據(jù)權利要求15所述的光傳感器，其特征在于，設置 在同一光接收區(qū)域中的用于所述第一焦點檢測傳感器至所述第 四焦點檢測傳感器的周邊電路中的至少一個布置在該焦點檢測 傳感器的與所述第一光檢測傳感器相反的一側(cè)。
18. 根據(jù)權利要求17所述的光傳感器，其特征在于，所述 周邊電路中的所述至少一個包括像素放大器和存儲器中的至少 一方。
19. 根據(jù)權利要求2所述的光傳感器，其特征在于，所述第 一焦點檢測傳感器至所述第四焦點檢測傳感器以及所述第一光 檢測傳感器和所述第二光檢測傳感器設置在同 一基板上。
20. —種焦點檢測裝置，其包括 光傳感器，其包括第 一 焦點檢測傳感器和第二焦點檢測傳感器，所述第 一焦點檢測傳感器和所述第二焦,泉檢觀'H專感器被構造成接 收來自被攝體的光束，以從一對接收到的光學像檢測出攝 像光學系統(tǒng)的第 一散焦量；第三焦點檢測傳感器和第四焦點檢測傳感器，所述第 三焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器被構造成接 收來自所述被攝體的光束，以從一對接收到的光學像檢測 出所述攝像光學系統(tǒng)的第二散焦量；以及第 一 光檢測傳感器和不同于所述第 一 光檢測傳感器的 第二光檢測傳感器，所述第一光檢測傳感器和所述第二光 檢測傳感器被構造成檢測所述光束的波長成分，其中，所述第一光檢測傳感器布置在所述第一焦點檢 測傳感器和所述第三焦點檢測傳感器之間或者布置在所述 第二焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器之間，其中，所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦點檢測傳感器以及所述第二焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測 傳感器中的其間布置所述第二光檢測傳感器的焦,泉檢測傳 感器不同于其間布置所述第一光檢測傳感器的焦點檢測傳感器；和焦點檢測單元，其被構造成從所述第 一 焦,g檢測傳感器和所述第二焦點檢觀'H專感器所接收到的 一 對光學像檢測出所述第 一散焦量，并且從所述第三焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢 測傳感器所接收到的 一 對光學像檢測出所述第二散焦量。 21. —種攝像設備，其包括 焦點檢測裝置，其包括 光傳感器，其包括第 一 焦點檢測傳感器和第二焦點檢測傳感器，所 述第一焦點檢測傳感器和所述第二焦點檢測傳感器被 構造成接收來自被攝體的光束，以從 一 對接收到的光 學像檢測出攝像光學系統(tǒng)的第 一 散焦量；第三焦點檢測傳感器和第四焦點檢測傳感器，所 述第三焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳感器被 構造成接收來自所述被攝體的光束，以從一對接收到 的光學像檢測出所述攝像光學系統(tǒng)的第二散焦量；以 及第 一 光檢測傳感器和不同于所述第 一 光檢測傳感 器的第二光檢測傳感器，所述第一光檢測傳感器和所 述第二光檢測傳感器被構造成檢測所述光束的波長成 分，其中，所述第一光檢測傳感器布置在所述第一焦 點檢測傳感器和所述第三焦點檢測傳感器之間或者布 置在所述第二焦點檢測傳感器和所述第四焦點檢測傳 感器之間，其中，所述第一焦點檢測傳感器和所述第三焦點 檢測傳感器以及所述第二焦點檢測傳感器和所述第四 焦,泉檢測傳感器中的其間布置所述第二光檢測傳感器 的焦點檢測傳感器不同于其間布置所述第 一 光檢測傳 感器的焦點檢測傳感器；和焦點檢測單元，其被構造成從所述第 一 焦點檢測傳感 器和所述第二焦點檢測傳感器所接收到的一對光學像檢測 出所述第 一 散焦量，并且從所述第三焦點檢測傳感器和所 述第四焦點檢測傳感器所接收到的 一 對光學像檢測出所述第二散焦量；和攝像單元，其被構造成接收基于所述焦,泉檢測裝置的輸出 經(jīng)過焦點調(diào)節(jié)的入射光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光傳感器和焦點檢測裝置。優(yōu)化了多點測距中的自動聚焦的焦點檢測傳感器的布置和焦點檢測區(qū)域的光檢測傳感器的布置。此外，減小了芯片面積和電力消耗。光檢測傳感器以布置在焦點檢測傳感器之間的方式設置在傳感器芯片上，其中，該焦點檢測傳感器也設置在同一傳感器芯片上。
文檔編號G02B7/28GK101183167SQ20071018712
公開日2008年5月21日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權日2006年11月16日
發(fā)明者中川和幸 申請人:佳能株式會社