專利名稱：圖像拾取裝置和聚焦控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有成像元件的圖像拾取(image pickup)裝置，該成像元件具有 實(shí)現(xiàn)光瞳劃分功能的第一像素組。
背景技術(shù)：
—些成像元件具有用于以相位差檢測(cè)系統(tǒng)(下文也稱為"相位差A(yù)F")進(jìn)行自聚 焦控制的專用像素(相位差A(yù)F像素)。 例如，日本公布專利申請(qǐng)No. 2008-147821公開(kāi)了一種具有成像元件的圖像拾取 裝置，該成像元件(下文也稱為具有相位差檢測(cè)功能的成像元件)具有多個(gè)用于相位差A(yù)F 的像素對(duì)，且其中相應(yīng)的遮光板的開(kāi)口中心相對(duì)于微透鏡的中心相互相對(duì)偏斜。這樣的圖 像拾取裝置被配置為通過(guò)允許相位差A(yù)F像素接收經(jīng)過(guò)攝影鏡頭出口光瞳(pupil)上的一 對(duì)部分區(qū)域的光通量而執(zhí)行距對(duì)象的距離。

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述專利文獻(xiàn)的圖像拾取裝置采用具有聲稱具有較小范圍的可容許距離測(cè) 量的相位差檢測(cè)功能成像元件。因此，如果開(kāi)始AF操作時(shí)散焦量大(明顯模糊的狀態(tài))，則 聚焦脫離可容許距離測(cè)量范圍并且相位差A(yù)F難以實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，將進(jìn)行驅(qū)動(dòng)鏡頭直 到聚焦鏡頭進(jìn)入可容許的距離測(cè)量范圍。但是，如果在遠(yuǎn)離焦點(diǎn)的相反方向驅(qū)動(dòng)鏡頭，則將 難以進(jìn)行快速AF操作(聚焦控制)。 因此，期望提供一種甚至當(dāng)具有相位差檢測(cè)功能的成像元件幾乎不能進(jìn)行相位差 AF時(shí)也可以執(zhí)行合適的聚焦控制的圖像拾取裝置。 本發(fā)明的第一實(shí)施例為一種圖像拾取裝置，其包括驅(qū)動(dòng)控制部分，控制將聚焦 鏡頭從攝影光學(xué)系統(tǒng)中的第一位置驅(qū)動(dòng)至第二位置；成像元件，具有通過(guò)接收源自對(duì)象經(jīng) 過(guò)在攝影光學(xué)系統(tǒng)中的出口光瞳上的以預(yù)定方向相互相對(duì)偏斜的一對(duì)部分區(qū)域的光通量 實(shí)現(xiàn)光瞳劃分功能的第一像素組，和沒(méi)有光瞳劃分功能的第二像素組；以及聚焦控制部分， 驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭朝向相位差檢測(cè)系統(tǒng)從第一像素組的像素信號(hào)聚焦檢測(cè)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn) (in-focus)位置。在該圖像拾取裝置中，控制聚焦的部分包括聚焦方向檢測(cè)部分，確定部 分，第一控制部分，和第二控制部分。這里，提供聚焦方向檢測(cè)部分，用于通過(guò)在第一信息 和第二信息之間進(jìn)行比較而檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，其中，基于當(dāng)聚焦鏡頭位于第一位置時(shí)從 第二像素組產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得第一信息，作為將被用于對(duì)比度檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)的聚 焦檢測(cè)信息，而基于當(dāng)聚焦鏡頭位于第二位置時(shí)第二像素組所產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得第二信 息，作為聚焦檢測(cè)信息。提供確定部分，用于根據(jù)第一像素組的像素信號(hào)是否滿足預(yù)定條件 而確定檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的可靠性。提供第一控制部分，用于當(dāng)確定部分確定第一像素組 的像素信號(hào)滿足預(yù)定條件并且可靠度高時(shí)朝向基于第一像素組的像素信號(hào)檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì) 準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭。提供第二控制部分，用于當(dāng)確定部分確定第一像素組的像素信號(hào)不 滿足預(yù)定條件并且可靠度低時(shí)朝向聚焦方向檢測(cè)部分所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭。 本發(fā)明的第二實(shí)施例為一種包括如下步驟的聚焦控制方法控制聚焦鏡頭從攝影 光學(xué)系統(tǒng)中的第一位置至第二位置的驅(qū)動(dòng)(驅(qū)動(dòng)控制步驟)；以及接收源自對(duì)象經(jīng)過(guò)在攝 影光學(xué)系統(tǒng)中的出口光瞳上的以預(yù)定方向相互相對(duì)偏斜的一對(duì)部分區(qū)域的光通量，然后驅(qū) 動(dòng)該聚焦鏡頭朝向相位差檢測(cè)系統(tǒng)從實(shí)現(xiàn)光瞳劃分功能的成像元件的第一像素組的像素 信號(hào)聚焦檢測(cè)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置(聚焦控制步驟)。在該方法中，聚焦控制步驟包括通 過(guò)在第一信息和第二信息之間進(jìn)行比較而檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的子步驟，其中，基于當(dāng)聚焦 鏡頭位于第一位置時(shí)從沒(méi)有光瞳劃分功能的成像元件的第二像素組產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得 第一信息，作為將被用于對(duì)比度檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)的聚焦檢測(cè)信息，而基于當(dāng)聚焦鏡頭 位于第二位置時(shí)第二像素組所產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得第二信息作為聚焦檢測(cè)信息(焦點(diǎn)對(duì) 準(zhǔn)方向檢測(cè)子步驟)；根據(jù)第一像素組的像素信號(hào)是否滿足預(yù)定條件確定檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位 置的可靠性(確定子步驟)；當(dāng)確定部分確定第一像素組的像素信號(hào)滿足預(yù)定條件并且可 靠度高時(shí)朝向基于第一像素組的像素信號(hào)檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭(第一控制 子步驟)；當(dāng)確定子步驟確定第一像素組的像素信號(hào)不滿足預(yù)定條件并且可靠度低時(shí)朝向 聚焦方向檢測(cè)子步驟所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭(第二控制子步驟)。
根據(jù)本發(fā)明的任意實(shí)施例，提供第一像素組，以便通過(guò)接收源自對(duì)象經(jīng)過(guò)在攝影 光學(xué)系統(tǒng)中的出口光瞳上的以預(yù)定方向相互相對(duì)偏斜的一對(duì)部分區(qū)域的光通量而實(shí)現(xiàn)光 瞳劃分功能。此外，還提供了沒(méi)有光瞳劃分功能的第二像素組。如果確定第一像素組的像 素信號(hào)滿足預(yù)定條件并且檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的可靠度高，則聚焦鏡頭被朝向相位差檢測(cè)系 統(tǒng)基于第一像素組的像素信號(hào)聚焦檢測(cè)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)。另一方面，如果確定 第一像素組的像素信號(hào)不滿足預(yù)定條件并且檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的可靠度低，則聚焦鏡頭被 沿著通過(guò)在第一信息和第二信息之間進(jìn)行比較而檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的方向驅(qū)動(dòng)，基于當(dāng) 聚焦鏡頭位于第一位置和第二位置的每個(gè)位置時(shí)第二像素組所產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得該第 二信息，作為用于以對(duì)比度檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)的聚焦檢測(cè)信息。因此，甚至當(dāng)具有相位差 檢測(cè)功能的成像元件幾乎不能進(jìn)行相位差A(yù)F時(shí)也可執(zhí)行合適的聚焦控制。


圖1為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像拾取裝置外部配置的視圖； 圖2為說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像拾取裝置外部配置的視圖； 圖3為圖像拾取裝置的縱向橫截面； 圖4為說(shuō)明圖像拾取裝置的電氣配置的框圖； 圖5為說(shuō)明成像元件配置的示意圖； 圖6為說(shuō)明成像元件配置的示意圖； 圖7為說(shuō)明成像元件配置的示意圖； 圖8為說(shuō)明成像元件上多個(gè)區(qū)域的示意圖； 圖9為說(shuō)明采用AF線的相位差A(yù)F的原理的示意圖； 圖10為概念地說(shuō)明靠近成像表面10mm時(shí)散焦(defocus)焦平面的情形的示意 圖； 圖11為概念地說(shuō)明靠近成像表面200iim時(shí)散焦焦平面的情形的示意5
圖12為概念地說(shuō)明靠近成像表面lOOiim時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖； 圖13為概念地說(shuō)明焦平面與成像表面重合時(shí)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的示意圖； 圖14為概念地說(shuō)明離開(kāi)成像表面lOOiim或更多時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖； 圖15為概念地說(shuō)明離開(kāi)成像表面200iim或更多時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖； 圖16為概念地說(shuō)明離開(kāi)成像表面lOmm或更多時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖； 圖17為說(shuō)明位移量和散焦量之間關(guān)系的示意圖； 圖18為說(shuō)明對(duì)比度AF原理的示意圖； 圖19為說(shuō)明圖像拾取裝置基本操作的流程圖； 圖20為說(shuō)明圖像拾取裝置基本操作的流程圖； 圖21為說(shuō)明利用對(duì)比度AF在焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向上的檢測(cè)操作的流程圖； 圖22為說(shuō)明利用對(duì)比度AF的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向的檢測(cè)的視圖； 圖23為說(shuō)明利用對(duì)比度AF的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向的檢測(cè)的視圖。
具體實(shí)施例方式[圖像拾取裝置的外部配置] 圖1和圖2為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的圖像拾取裝置1的外部配置的視圖。 這里，圖1為圖像拾取裝置1的前視圖，圖2為圖像拾取裝置2的后視圖。此外，圖3說(shuō)明 了圖像拾取裝置1的垂直橫截面視圖。 在該實(shí)施例中，例如圖像拾取裝置1可以為數(shù)碼SLR靜態(tài)照相機(jī)。圖像拾取裝置 1包括照相機(jī)身10和用作可移除地連至照相機(jī)身10的可互換鏡頭的攝影鏡頭2。
在圖1中，在照相機(jī)身1的前側(cè)，存在攝影鏡頭2連接其上的安裝部分301 ;設(shè)置 在安裝部分301橫向右側(cè)上的鏡頭置換按鈕302;以及從前左端部(X方向上的左側(cè))突出 以允許用戶單手(或雙手)緊握照相機(jī)身10的握持部分303。此外，照相機(jī)身IO具有左上 前部(Y方向的左上側(cè))上的模式設(shè)置轉(zhuǎn)盤305、右上前部上的控制值設(shè)置轉(zhuǎn)盤306、和握持 部分303上表面上的快門按鈕307。 在圖2中，在照相機(jī)身10的后表面上提供液晶顯示器(LCD)311、設(shè)置按鈕312、十 字鍵(cross-key)選擇器314、和按鈕315。設(shè)置按鈕312位于LCD 311的左側(cè)，十字鍵選 擇器314位于LCD 311的右側(cè)。按鈕315位于十字鍵選擇器314的中心。另外，在照相機(jī) 身10的后表面上還提供了電子取景器(EVF)316、眼罩(eye cup) 321、主開(kāi)關(guān)317、曝光修 正按鈕323、自動(dòng)曝光(AE)鎖定按鈕324、閃光燈318、和連接端部分319。 EVF 316相對(duì)于 LCD 311設(shè)置在上部。眼罩321形成在EVF 316周圍。主開(kāi)關(guān)317設(shè)置在EVF 316的左側(cè)。 曝光修正按鈕323和AE鎖定按鈕324設(shè)置在EVF 316的右側(cè)。閃光燈318和連接端部分 319位于EVF 316的上部。 安裝部分301具有多個(gè)電觸點(diǎn)，用于和附加的攝影鏡頭2、機(jī)械連接的連接裝置等 電連接。 鏡頭置換按鈕302為被按下以移除連至固定部分301的攝影鏡頭2的按鈕。握持 部分303為在拍攝操作期間用戶用來(lái)握持圖像拾取裝置1的部分，并具有指形輪廓以產(chǎn)生 更舒適體驗(yàn)。在握持部分303的內(nèi)部設(shè)立有電池存儲(chǔ)空間和卡存儲(chǔ)空間(未示出)。電池 容納腔被設(shè)計(jì)為容納用作照相機(jī)電源的電池69B(參見(jiàn)圖4)，而卡容納腔被設(shè)計(jì)為可移除地容納記錄介質(zhì)、存儲(chǔ)卡67 (參見(jiàn)圖4)以便將所拍攝圖像的圖像數(shù)據(jù)記錄在存儲(chǔ)卡67上。握持部分303可具有設(shè)置用于檢測(cè)用戶是否握住握持部分303的握持傳感器。
模式設(shè)置轉(zhuǎn)盤305和控制值設(shè)置轉(zhuǎn)盤306都由可在與照相機(jī)身10的頂面基本上平行的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的基本上盤形元件形成。模式設(shè)置轉(zhuǎn)盤305可操作以選擇在圖像拾取裝置1中所提供的其中一種模式或者功能，例如自動(dòng)曝光(AE)控制模式，自動(dòng)聚焦(AF)控制模式，各種拍攝模式(例如用于拍攝靜態(tài)圖像的靜態(tài)圖像拍攝模式和用于連續(xù)拍攝圖像的連續(xù)拍攝模式)，以及用于再現(xiàn)所記錄圖像的再現(xiàn)模式。另一方面，控制值設(shè)置轉(zhuǎn)盤306被安排用于為對(duì)在圖像拾取裝置1中提供的每種功能設(shè)置控制值。 快門按鈕307為可被部分按壓("半按")以及可進(jìn)一步被按壓("全按")的按壓開(kāi)關(guān)。在靜態(tài)圖像拍攝模式下，當(dāng)半按快門按鈕307時(shí)(Sl)，執(zhí)行在拍攝對(duì)象的靜態(tài)圖像之前的預(yù)拍攝操作(預(yù)拍攝操作包括設(shè)置曝光量控制值和聚焦調(diào)節(jié)或者聚焦)。然后，當(dāng)全按快門按鈕307時(shí)(S2)，執(zhí)行拍攝操作(對(duì)曝光成像元件101(參見(jiàn)圖3)的一系列操作，對(duì)曝光所獲得的圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的圖像處理，以及將所產(chǎn)生的圖像信號(hào)記錄在諸如存儲(chǔ)卡的記錄介質(zhì)上)。 LCD 311包括能夠顯示圖像的彩色液晶面板。LCD 311被配置為顯示成像元件IOI(參見(jiàn)圖3)所采集的圖像或者再現(xiàn)和顯示所記錄的圖像，并且還被配置為顯示用于設(shè)置在圖像拾取裝置1中所提供的功能或者模式的設(shè)置屏幕。替代LCD 311，可構(gòu)造為采用有機(jī)電致發(fā)光和等離子顯示器。設(shè)置按鈕312為可被操作以執(zhí)行在圖像拾取裝置1中所提供的功能的按鈕。設(shè)置按鈕312的實(shí)例包括用于設(shè)置在LCD 311上顯示的菜單屏幕上所選擇的項(xiàng)目的選擇設(shè)置開(kāi)關(guān)，選擇取消開(kāi)關(guān)，用于切換菜單屏幕上顯示的菜單顯示開(kāi)關(guān)，顯示開(kāi)/閉開(kāi)關(guān)，和顯示放大開(kāi)關(guān)。十字鍵選擇器314具有環(huán)形元件，該元件具有多個(gè)在周向上以固定間隔設(shè)置的按壓部件(在附圖中以三角形標(biāo)記的部分)。十字鍵選擇器314被構(gòu)造為按壓部件的按壓操作將被接觸點(diǎn)、與每個(gè)按壓部件對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)(未示出)所檢測(cè)。按鈕315位于十字鍵選擇器314的中心。十字鍵選擇器314和按鈕315可操作以輸入指令，例如，改變拍攝放大倍率以沿廣角(寬)方向或者攝遠(yuǎn)鏡頭(遠(yuǎn))方向移動(dòng)變焦鏡頭212的指令，設(shè)置用于一幀接一幀的使在LCD 311上再現(xiàn)的記錄圖像前進(jìn)的幀前進(jìn)特征的指令，以及設(shè)置拍攝條件的指令(例如光圈值、快門速度、和閃光燈的打開(kāi)和關(guān)閉)。
EVF 316例如包括可顯示圖像的彩色液晶面板(未示出)。EVF 316被配置為顯示成像元件101(參見(jiàn)圖3)所采集的圖像或者再現(xiàn)和顯示所記錄的圖像。在實(shí)際拍攝(用于圖像記錄的拍攝)之前，提供現(xiàn)場(chǎng)視野(預(yù)覽)顯示器，從而對(duì)象可以以基于由成像元件IOI所連續(xù)產(chǎn)生的圖像信號(hào)的電影形式出現(xiàn)于EVF 316上或者LCD 311上。這一點(diǎn)使得用戶可直觀地檢查將由成像元件101所實(shí)際拍攝的對(duì)象。主開(kāi)關(guān)317由可向左和右滑動(dòng)的兩接觸滑動(dòng)開(kāi)關(guān)形成。當(dāng)主開(kāi)關(guān)317被設(shè)置在圖2中的右部時(shí)，圖像拾取裝置1加電。當(dāng)主開(kāi)關(guān)317被設(shè)置在左部時(shí)，圖像拾取裝置1斷電。 閃光燈318被形成為彈出內(nèi)置式閃光燈?？梢圆捎眠B接端部分319將外部閃光燈等連至照相機(jī)身10。 眼罩321為基本上C形的具有遮光特性并能夠阻擋外部光進(jìn)入EVF 316的遮光元件。 曝光修正按鈕323為手工調(diào)節(jié)曝光量值(光圈值或者快門速度)的按鈕。AE鎖定按鈕324為固定該曝光量的按鈕。 攝影鏡頭2用作通過(guò)其接收來(lái)自對(duì)象的光(光學(xué)圖像)的鏡頭窗口，并且還用作用于引導(dǎo)對(duì)象光進(jìn)入在照相機(jī)身10中所提供的成像元件101中的攝影光學(xué)系統(tǒng)。可通過(guò)按壓上面描述的鏡頭置換按鈕302從照相機(jī)身10移除攝影鏡頭2。 攝影鏡頭2包括具有沿著光軸LT串聯(lián)安排的多個(gè)鏡頭的鏡頭組21 (參加圖3)。鏡頭組21包括被配置為執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)的聚焦鏡頭211 (參見(jiàn)圖4)，以及被配置為執(zhí)行可變放大的變焦鏡頭212(參見(jiàn)圖4)。沿著光軸LT(參見(jiàn)圖3)的方向驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211和縮放鏡頭212以便分別執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)和可變倍率。攝影鏡頭2還包括在一圓筒攝影鏡頭2的外周上的合適位置的操作環(huán)，以便可沿著該圓筒的外周表面旋轉(zhuǎn)。響應(yīng)于手工操作或者自動(dòng)操作，變焦鏡頭212根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向和操作環(huán)的旋轉(zhuǎn)量沿著光軸LT的方向移動(dòng)，并被設(shè)置為與變焦鏡頭212移動(dòng)到的位置相對(duì)應(yīng)的縮放倍率(zoom magnification)(拍攝倍率)。
成像元件101被安排在和當(dāng)攝影鏡頭2被連至照相機(jī)身10上時(shí)組成攝影鏡頭2的鏡頭組21的光軸LT垂直的方向上。成像元件101可以為互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)彩色區(qū)域傳感器(CMOS成像元件)，其中例如多個(gè)具有光電二極管的像素被兩維地按照矩陣安排，并且各個(gè)像素配備有具有不同光譜特征的紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)顏色過(guò)濾器。成像元件(成像傳感器)101產(chǎn)生關(guān)于通過(guò)攝影鏡頭(攝影光學(xué)系統(tǒng))2形成的對(duì)象光學(xué)圖像的紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)顏色成份的模擬電信號(hào)(圖像信號(hào))，并且將其作為R、G和B彩色圖像信號(hào)輸出。將在后文描述該成像元件101的配置細(xì)節(jié)。
成像元件101被保持在可在垂直于光軸L的平面上沿兩個(gè)空間方向移動(dòng)的成像元件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)200上?？扉T單元40沿光軸方向被設(shè)置在成像元件101之前?？扉T單元40包括上下移動(dòng)的簾(未示出)并被形成為配置用于執(zhí)行沿光軸L指向成像元件101的對(duì)象光的光路開(kāi)啟操作以及光路阻擋操作的機(jī)械焦平面快門。如果成像元件101為可被完全電子地快門操作(shutter)的成像元件，則可省略快門單元40。
[圖像拾取裝置的電氣配置] 圖4為說(shuō)明整個(gè)圖像拾取裝置1的電氣配置的框圖。在圖4中，與圖1至3中所示出的元件相同或者類似的元件被分配了相同的附圖標(biāo)記。為描述方便，將首先描述攝影鏡頭2的電氣配置。 除了形成如上所述的攝影光學(xué)系統(tǒng)的鏡頭組21以外，攝影鏡頭2還包括鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24、鏡頭位置檢測(cè)單元25、鏡頭控制單元26、和光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)27。
在鏡頭組21中，被配置用于調(diào)節(jié)入射至照相機(jī)身10中的成像元件101上的光量的聚焦鏡頭211、變焦鏡頭212和光圈23被保持在圓筒內(nèi)光軸LT的方向上(參見(jiàn)圖3)。因此，在成像元件101上接收和形成對(duì)象的光學(xué)圖像。執(zhí)行聚焦操作，使得照相機(jī)身10中的AF致動(dòng)器71M沿光軸LT方向驅(qū)動(dòng)鏡頭組21。 鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24例如包括螺旋面(helicoid)和使該螺旋面旋轉(zhuǎn)的齒輪(未示出)。響應(yīng)于經(jīng)耦合器74從AF致動(dòng)器71M接收的驅(qū)動(dòng)力，鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24沿與光軸LT平行的方向驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211或任何其它合適的元件。分別根據(jù)AF致動(dòng)器71M的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度確定聚焦鏡頭211的移動(dòng)方向和移動(dòng)量。 鏡頭位置檢測(cè)單元25包括編碼器板和編碼器刷。編碼器板具有多個(gè)在鏡頭組21的可移動(dòng)范圍內(nèi)沿光軸LT的方向預(yù)定間距(pitch)上定義的編碼圖(code pattern)。編
8碼器刷沿著圓筒22和編碼器板可滑動(dòng)接觸地移動(dòng)。鏡頭位置檢測(cè)單元25被配置用于在聚焦控制期間檢測(cè)鏡頭組21的移動(dòng)量。鏡頭位置檢測(cè)單元25所檢測(cè)的鏡頭位置例如作為脈沖數(shù)輸出。 鏡頭控制單元26例如包括具有內(nèi)置式存儲(chǔ)器(未示出)的微型電腦，該存儲(chǔ)器例如是存儲(chǔ)控制程序的只讀存儲(chǔ)器(ROM)或者存儲(chǔ)關(guān)于狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)的閃速存儲(chǔ)器。鏡頭控制單元26具有執(zhí)行通過(guò)連接器(co皿ector)Ec與照相機(jī)身10的主控制單元62之間的通信的通信功能。例如，鏡頭組21的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)如焦距、出口光瞳位置、光圈值、焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)距離，以及環(huán)境光量可被傳送至主控制單元62。而且，例如可從主控制單元62接收關(guān)于聚焦鏡頭211的驅(qū)動(dòng)量的數(shù)據(jù)。此外，在拍攝時(shí)，關(guān)于攝影鏡頭2的焦距信息、聚焦鏡頭211的位置、光圈值等等的數(shù)據(jù)可被傳送至主控制單元62。 光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)27被配置用于響應(yīng)于通過(guò)耦合器(coupler) 75從光圈驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器73M接收的驅(qū)動(dòng)力改變光圈23的光圈直徑。 接下來(lái)，將描述照相機(jī)身10的電氣配置。除了上述的元件之外，照相機(jī)身IO例如包括成像元件101和快門單元40、模擬前端(AFE) 5、圖像處理單元61、圖像存儲(chǔ)器614、主控制單元62、閃光電路63、操作單元64、視頻隨機(jī)存儲(chǔ)器(VRAMs)65(65a和65b)、卡接口(I/F) 66、存儲(chǔ)卡67、通信I/F 68、電源電路69、電池69B、聚焦驅(qū)動(dòng)控制單元71A、AF致動(dòng)器71M、快門驅(qū)動(dòng)控制單元72A、快門驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器72M、光圈驅(qū)動(dòng)控制單元73A、和光圈驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器73M。 如上所述，成像元件101由CMOS傳感器制成。下面描述的時(shí)序控制電路51控制成像操作，例如成像元件101的曝光操作的開(kāi)始(以及結(jié)束)、成像元件101中所包括的單獨(dú)像素的輸出選擇、和像素信號(hào)的讀取。 AFE 5被配置用于向成像元件101提供時(shí)序信號(hào)以便執(zhí)行預(yù)定操作，并對(duì)從成像元件101輸出的圖像信號(hào)( 一組和CMOS區(qū)域傳感器的單獨(dú)像素所接收的光束對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào))進(jìn)行預(yù)定的信號(hào)處理以便將其轉(zhuǎn)化為為數(shù)字信號(hào)，這些數(shù)字信號(hào)然后被輸出至圖像處理單元61。 AFE 5包括時(shí)序控制電路51、信號(hào)處理單元52、和模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換單元53。
時(shí)序控制電路51在從主控制單元62輸出的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生預(yù)定的定時(shí)脈沖(例如垂直掃描脈沖9 Vn、水平掃描脈沖(p Vm、和用于產(chǎn)生重置信號(hào)(p Vr的脈沖)，并將其輸出至成像元件101以便控制成像元件101的成像操作。通過(guò)將預(yù)定的定時(shí)脈沖輸出至信號(hào)處理單元52和A/D轉(zhuǎn)換單元53，信號(hào)處理單元52和A/D轉(zhuǎn)換單元53的操作得到控制。 信號(hào)處理單元52被配置用于對(duì)從成像元件101輸出的模擬圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的模擬信號(hào)處理。信號(hào)處理單元52包括相關(guān)雙采樣(CDS)電路、放大來(lái)自成像元件101的電荷信號(hào)的自動(dòng)增益控制(AGC)電路、和箝位電路。 在信號(hào)處理單元52的AGC電路中，將來(lái)自通常設(shè)置在將在后文進(jìn)行描述的像素線Ln上的相應(yīng)像素(G像素llgb、R像素llr、和B像素llb)的電荷信號(hào)(像素信號(hào))以增益(放大系數(shù))a進(jìn)行放大。此外，將來(lái)自沿將在后文進(jìn)行描述的AF線Lf的各個(gè)像素的電荷信號(hào)以增益P (P > a)進(jìn)行放大。在接收通過(guò)攝影鏡頭2的出口光瞳部分的光通量的相位差A(yù)F的像素中，其靈敏度與攝影的常規(guī)像素相比將下降。因此，有必要以高于常規(guī)的增益放大信號(hào)以便保證合適的輸出水平。
A/D轉(zhuǎn)換單元53被配置用于基于從時(shí)序控制電路51輸出的定時(shí)脈沖將從信號(hào)處理單元52輸出的模擬R、G和B圖像信號(hào)轉(zhuǎn)化為具有多個(gè)比特(例如，12比特)的數(shù)字圖像信號(hào)。圖像處理單元61被配置用于對(duì)從AFE 5輸出的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的信號(hào)處理以便產(chǎn)生圖像文件。圖像處理單元61包括黑色電平校正電路611、白平衡控制電路612、和伽馬校正電路613。被取入圖像處理單元61中的圖像數(shù)據(jù)與成像元件101的讀出同步地被一次寫入圖像存儲(chǔ)器614。隨后，在圖像處理單元61的每個(gè)塊中，訪問(wèn)并且然后處理寫入該圖像存儲(chǔ)器614中的圖像數(shù)據(jù)。 黑色電平校正電路611被配置用于將A/D轉(zhuǎn)換單元53所獲得的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字R、G和B圖像信號(hào)的黑色電平校正為基準(zhǔn)黑色電平。 白平衡控制電路612被配置用于基于根據(jù)光源的基準(zhǔn)白色進(jìn)行紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)顏色組份的數(shù)字信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換(白平衡(WB)調(diào)節(jié))。SP，基于從主控制單元62提供的WB調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，白平衡控制電路612從亮度或者色度數(shù)據(jù)指定估計(jì)為拍攝對(duì)象白色部分的一部分。然后白平衡控制電路612確定指定部分中的R、G和B顏色組份的平均值(mean)，以及G/R比率和G/B比率。該平均值、G/R比率、和G/B比率被用作進(jìn)行電平校正的R和B校正增益。 伽馬校正電路613被配置用于校正WB調(diào)節(jié)后的圖像數(shù)據(jù)的灰度特性。具體地，伽馬校正電路613采用提前對(duì)每種顏色組份設(shè)置的伽馬校正表格對(duì)圖像數(shù)據(jù)的電平進(jìn)行非線性轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行偏移量調(diào)節(jié)。 圖像存儲(chǔ)器614為在拍攝模式下臨時(shí)存儲(chǔ)從圖像處理單元61輸出的圖像數(shù)據(jù)、以及被主控制單元62用作對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定處理的工作區(qū)域的存儲(chǔ)器。在再現(xiàn)模式下，圖像存儲(chǔ)器614臨時(shí)存儲(chǔ)從存儲(chǔ)卡67讀取的圖像數(shù)據(jù)。 主控制單元62例如包括具有內(nèi)置式存儲(chǔ)單元(例如存儲(chǔ)控制程序的ROM或者臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃速存儲(chǔ)器)的微型電腦，并被配置用于控制圖像拾取裝置1的單獨(dú)部件的操作。 此夕卜，當(dāng)執(zhí)行手抖(hand-shake)校正模式時(shí)主控制單元62基于抖動(dòng)檢測(cè)傳感器(未示出)的抖動(dòng)檢測(cè)信號(hào)確定抖動(dòng)方向和抖動(dòng)量。基于所確定的抖動(dòng)方向和抖動(dòng)量，主控制單元62產(chǎn)生并向圖像元件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)200輸出抖動(dòng)校正控制信號(hào)。然后，成像元件101被成像元件驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)200驅(qū)動(dòng)并且沿抵消手抖動(dòng)的方向移動(dòng)。 在閃光拍攝模式下，閃光電路63被配置用于將從閃光單元318或者連接至連接端
部分319的外部閃光燈發(fā)出的光量控制到由主控制單元62所指定的光量。 操作單元64包括上述的模式設(shè)置轉(zhuǎn)盤305、控制值設(shè)置轉(zhuǎn)盤306、快門按鈕307、設(shè)
置按鈕312、十字鍵選擇器314、按鈕315、和主開(kāi)關(guān)317，并且被配置用于向主控制單元62
輸入操作信息。 VRAM 65a和65b為具有分別對(duì)應(yīng)于LCD 311和EVF 316的像素?cái)?shù)的圖像信號(hào)存儲(chǔ)容量的緩沖存儲(chǔ)器，并且被分別設(shè)置在主控制單元62和LCD 311之間以及主控制單元62和EVF 316之間。卡I/F 66為允許在存儲(chǔ)卡67和主控制單元62之間發(fā)送和接收信號(hào)的接口。存儲(chǔ)卡67為其上存儲(chǔ)主控制單元62所產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)。通信I/F 68為配置用于允許將圖像數(shù)據(jù)和其它合適數(shù)據(jù)發(fā)送至個(gè)人電腦或者任何其它合適的外部設(shè)備的接口。
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電源電路69例如由恒定電壓電路形成并且用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)整個(gè)圖像拾取裝置1的電壓，該整個(gè)圖像拾取裝置包括控制單元(例如主控制單元62)、成像元件101和各種其它驅(qū)動(dòng)單元。在從主控制單元62提供至電源電路69的控制信號(hào)的控制下對(duì)成像元件101供電(energize)。電池69B包括主電池(例如堿性電池)和輔助電池(例如鎳氫可充電電池)，并用作對(duì)整個(gè)圖像拾取裝置1供電的電源。 聚焦驅(qū)動(dòng)控制單元71A被配置用于基于從主控制單元62提供的AF控制信號(hào)產(chǎn)生
用于AF致動(dòng)器71M的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，致動(dòng)器71M被用于向焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置移動(dòng)聚焦鏡頭211。
AF致動(dòng)器71M包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)并通過(guò)耦合器74為攝影鏡頭2的鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24提供鏡頭
驅(qū)動(dòng)力。AF致動(dòng)器71M可被安裝在可互換攝影鏡頭2中而不是在照相機(jī)身10中。 快門驅(qū)動(dòng)控制單元72A被配置用于基于從主控制單元62提供的控制信號(hào)產(chǎn)生用
于快門驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器72M的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。快門驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器72M是驅(qū)動(dòng)快門單元40打開(kāi)和
關(guān)閉的致動(dòng)器。 光圈驅(qū)動(dòng)控制單元73A被配置用于基于從主控制單元62提供的控制信號(hào)產(chǎn)生用于光圈驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器73M的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。光圈驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器73M通過(guò)耦合器75對(duì)光圈驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)27施加驅(qū)動(dòng)力。 照相機(jī)身10還包括相位差A(yù)F計(jì)算電路76和對(duì)比度AF計(jì)算電路77，兩者基于從黑色電平校正電路611輸出的黑色電平校正圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行用于自聚焦(AF)控制的計(jì)算。
下面，將詳細(xì)描述圖像拾取裝置1的AF操作，以及采用相位差A(yù)F計(jì)算電路76和對(duì)比度AF計(jì)算電路77的成像元件101的配置。
[成像元件101的配置和圖像拾取裝置1的AF操作] 圖像拾取裝置1被配置用于執(zhí)行相位差A(yù)F，其中經(jīng)出口光瞳不同部分透過(guò)的透過(guò)光束被成像元件101接收?，F(xiàn)在將描述成像元件101的配置和采用成像元件101的相位差A(yù)F的原理。 圖5和圖6為說(shuō)明成像元件101的配置的視圖。 成像元件101被配置用于通過(guò)在成像表面101f的中心所指定的AF區(qū)域(聚焦檢測(cè)區(qū)域)Ef(Efa)中以相位差檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行的聚焦檢測(cè)執(zhí)行距離測(cè)量(參見(jiàn)圖5)。
具體地，如表示AF區(qū)域Efa的外側(cè)和內(nèi)側(cè)上的像素的圖7所示，AF線Lf (陰影部分)被水平形成于成像元件101上并具有執(zhí)行相位差A(yù)F的光瞳劃分功能(下面將描述其細(xì)節(jié))。可在定義為包含相應(yīng)AF線Lf的部分區(qū)間的區(qū)域的Af區(qū)域Efa中執(zhí)行相對(duì)于對(duì)象的距離測(cè)量。 往回參考圖6，將詳細(xì)描述AF區(qū)域Ef。 AF區(qū)域Ef包括沒(méi)有光瞳劃分功能并由被設(shè)置為紅色(G)、綠色(G)、和藍(lán)色(B)顏色過(guò)濾器布置在光電二極管上的R像素111、G像素112和B像素113構(gòu)建的一組常規(guī)像素(第二像素組)(下文，將簡(jiǎn)單地將該像素稱為"常規(guī)像素")。此外，AF區(qū)域Ef包括用于執(zhí)行相位差A(yù)F的像素對(duì)組llf，并具有后面描述的遮光板12a和12b(陰影部分)(下文，簡(jiǎn)稱為"AF像素對(duì)")。 AF區(qū)域Ef包括其中G像素112和R像素111在水平方向上交替設(shè)置的Gr線Ll，以及其中B像素113和G像素112在水平方向上交替設(shè)置的Gb線L2。 Gr線Ll和Gb線L2都分別形成常規(guī)像素110的水平線(常規(guī)像素線)。Gr線Ll和Gb線L2交替設(shè)置在垂直方向上以形成Bayer布置。 另外，在AF區(qū)域Ef中，Af線(聚焦檢測(cè)像素行)Lf形成為使得AF像素對(duì)llf以行水平設(shè)置。AF線Lf在垂直方向上相互相鄰并在垂直方向上周期性形成，使得如圖7所示10條常規(guī)像素線Ln被AF線Lf夾在中間。 在本實(shí)施例的圖像拾取裝置1中，除了 AF區(qū)域Efa以外，每個(gè)都具有一組Af像素對(duì)llf以及一組常規(guī)像素110的八個(gè)Af區(qū)域Efb可另外被構(gòu)造在AF區(qū)域Efa的周圍(參見(jiàn)圖8)。因此，當(dāng)在成像表面101f上例如限定9個(gè)AF區(qū)域(聚焦檢測(cè)區(qū)域)Ef時(shí)，將對(duì)一個(gè)由主控制單元62自動(dòng)選擇的AF區(qū)域Ef執(zhí)行通過(guò)相位差A(yù)F所進(jìn)行的聚焦控制。這里，可通過(guò)用戶在例如顯示于LCD 311上的設(shè)置屏幕上的輸入指定其中如圖5所示存在一個(gè)AF區(qū)域的AF模式(下文也稱作"單個(gè)區(qū)域")和另一個(gè)其中如圖8所示出存在九個(gè)AF區(qū)域Ef的另一個(gè)AF模式(下文也稱作"多個(gè)區(qū)域")。
接下來(lái)，將詳細(xì)描述采用AF線的相位差A(yù)F原理。
圖9為說(shuō)明采用AF線Lf的相位差A(yù)F的原理的視圖。 具有遮光板12a和12b的兩組或者多組像素11a和lib被水平設(shè)置在AF線上，使得遮光板12a的開(kāi)口 OP和遮光板12b的開(kāi)口 OP形成為相互鏡向?qū)ΨQ。開(kāi)口 OP負(fù)責(zé)將來(lái)自可互換鏡頭2的出口光瞳右側(cè)部分Qa的光通量Ta和來(lái)自可互換鏡頭2的出口光瞳的左側(cè)部分Qb的光通量Tb分開(kāi)。換言之，像素11a具有其中狹縫狀(slit-sh即ed)開(kāi)口 OP相對(duì)于直接在板12a下面的光電轉(zhuǎn)換部分(光電二極管)PD偏向右側(cè)的遮光板12a (后文，這樣的像素也被稱為"第一AF像素")。而且，像素lib具有其中狹縫狀開(kāi)口 OP相對(duì)于直接在板12b下面的光電轉(zhuǎn)換部分(光電二極管)PD偏向左側(cè)的遮光板12b (后文，這樣的像素也被稱為"第二AF像素")。像素lla和像素llb被交替設(shè)置在AF線Lf上(參見(jiàn)圖6)。因此，第一 AF像素11a的光電轉(zhuǎn)換部分PD接收來(lái)自出口光瞳的右側(cè)部分Qa、經(jīng)過(guò)微透鏡ML和遮光板12a的開(kāi)口 OP的光通量Ta。而且，第二AF像素lib的光電轉(zhuǎn)換部分PF接收來(lái)自出口光瞳的左側(cè)部分Qb、經(jīng)過(guò)微透鏡ML和遮光板12b的開(kāi)口 OP的光通量Tb。換言之，允許由第一 AF像素11a和第二 AF像素lib組成的AF像素對(duì)接收源自對(duì)象、經(jīng)過(guò)水平設(shè)置在可互換鏡頭2的出口光瞳相對(duì)(o卯osite)側(cè)上的右側(cè)和左側(cè)部分( 一對(duì)部分區(qū)域)Qa和Qb的光通量Ta和Tb。因此，可通過(guò)由一組這樣的AF像素對(duì)llf (第一像素組)組成的AF線LF實(shí)現(xiàn)光瞳劃分功能。 下文，第一AF像素11a的像素輸出被稱為"A型像素輸出"，第二 AF像素lib的像素輸出被稱為"B型像素輸出"?，F(xiàn)在將例如參考圖10至16描述從其中一條AF線Lf上的AF像素對(duì)llf的像素安排獲得的A型像素輸出和B型像素輸出之間的關(guān)系。
圖10為概念地說(shuō)明靠近成像元件101的成像表面101f 10mm或更多時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖。圖ll為概念地說(shuō)明靠近成像表面101f lOOym時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖。圖12為概念地說(shuō)明靠近成像表面101f 200iim時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖。此外，圖13為概念地說(shuō)明焦平面與成像表面101f重合時(shí)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的示意圖。另外，圖14為概念地說(shuō)明離開(kāi)成像表面101f lOOiim時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖。圖15為概念地說(shuō)明離開(kāi)成像表面lOlf 200iim時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖。圖16為概念地說(shuō)明離開(kāi)成像表面101f lOmm或更多時(shí)散焦焦平面的情形的示意圖。 參考圖IO至16，如可從"A型"曲線Gal至Ga7所表示的A型圖像序列與"B型"
12曲線Gbl至Gb7所表示的B型圖像序列之間的比較看出，散焦量越大，在成像元件101的水平方向上的A型圖像序列和B型圖像序列之間所產(chǎn)生的位移(shift)量(偏差量)也越大。
S卩，例如可通過(guò)如圖17中的曲線Gc的線性函數(shù)表示上述位移量和相距成像元件101的成像表面101f散焦焦平面的量(散焦量)之間的關(guān)系。在工廠試驗(yàn)等期間可提前獲得曲線Gc的傾角。 因此，上述位移量通過(guò)相位差A(yù)F計(jì)算電路76基于成像元件101的AF線Lf的輸出計(jì)算，而散焦量則然后基于圖17中的曲線Gc計(jì)算。當(dāng)對(duì)聚焦鏡頭211給出與計(jì)算的散焦量相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)量時(shí)可執(zhí)行AF操作。即，主控制單元62被配置用于基于由AF像素對(duì)11 f的組構(gòu)成的AF線Lf的像素信號(hào)朝向相位差檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。因此，可能快速執(zhí)行相位差A(yù)F所進(jìn)行的聚焦控制。 現(xiàn)在，當(dāng)一般地考慮數(shù)碼相機(jī)的視野深度(d印th of field)時(shí)，優(yōu)選通過(guò)聚焦精度比相位差A(yù)F更高的對(duì)比度檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)(對(duì)比度AF)執(zhí)行最終聚焦操作。然后，也在該實(shí)施例的圖像拾取裝置1中，采用對(duì)比度AF以便高精度聚焦。下面將描述該對(duì)比度AF的原理。 圖像拾取裝置1中的對(duì)比度AF讀取如上所述的AF區(qū)域Ef中的G像素112像素組，然后計(jì)算該AF區(qū)域Ef的對(duì)比度評(píng)估值(AF評(píng)估值)。這樣的對(duì)比度評(píng)估值(下文，簡(jiǎn)單稱為"對(duì)比度")例如被計(jì)算為AF區(qū)域中相鄰G像素112之間差的絕對(duì)值的和。
這里，如果每次聚焦鏡頭211沿確定方向移動(dòng)時(shí)都計(jì)算該對(duì)比度，則可獲得對(duì)比度的相應(yīng)值與聚焦鏡頭2相應(yīng)位置的關(guān)系，即如圖18所示該對(duì)比度單調(diào)增加至峰值Qk然后從峰值Qk單調(diào)下降。聚焦鏡頭211被配置用于移動(dòng)直到其超過(guò)焦點(diǎn)或者對(duì)比度的峰值Qk。 隨后，如圖18所示，當(dāng)獲得峰值Qk、Dn-l、Dn和Dn+l附近的對(duì)比度值以及聚焦鏡頭相應(yīng)的位置Pn-l、Pn、和Pn+l時(shí)，可采用由下面的方程(1)所給出的二次插值法近似確定聚焦鏡頭211的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置Pf :
[方程l]
「 ， n, —1(尸"+ 12—尸"2) + ￡>"(尸"一12—尸"+ 12) + "" + 1(尸"2—尸"一l2) ,，、
=-v-^-^-^-^-…(1 )
2(d"-icp" + i —尸")+ d"cp" — i一尸"+ i) + Z)" + icp" — p" —l)} 在上述對(duì)比度AF中，對(duì)比度AF計(jì)算電路77確定AF區(qū)域Ef中的對(duì)比度，然后聚焦驅(qū)動(dòng)控制單元71A將聚焦鏡頭211移動(dòng)至由上述方程(1)所確定的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。因此，可高聚焦精度地執(zhí)行自聚焦控制(AF控制)。 因此，根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的圖像拾取裝置1能夠通過(guò)執(zhí)行其中高聚焦精度的對(duì)比度AF與可如上所述高速檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的相位差A(yù)F —起使用的混合AF而高精度地進(jìn)行快速AF控制。具體地，聚焦鏡頭211被快速移動(dòng)至相位差A(yù)F所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置附近，而在焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置附近通過(guò)對(duì)比度AF執(zhí)行最終的聚焦控制。 對(duì)比度AF不僅負(fù)責(zé)通過(guò)上述爬山(hill-climbing)AF驅(qū)動(dòng)鏡頭至聚焦位置，而且負(fù)責(zé)通過(guò)在不同鏡頭位置所獲得的對(duì)比度之間進(jìn)行比較來(lái)決定鏡頭在哪個(gè)方向聚焦于焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置(焦點(diǎn))方向上。換言之，其決定鏡頭聚焦于對(duì)象的短距離側(cè)(下文，簡(jiǎn)單稱為"近側(cè)")還是長(zhǎng)距離側(cè)(下文，檢測(cè)稱為"遠(yuǎn)側(cè)")。 另一方面，對(duì)基于成像元件101中AF線Lf的輸出的相位差A(yù)F而言，通常認(rèn)為可
13測(cè)量范圍可比常規(guī)AF傳感器的相位差A(yù)F的短。例如，如圖IO或者圖16所示，在大的散焦量狀態(tài)下對(duì)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的檢測(cè)可能不比常規(guī)更容易。 因此，如果在AF區(qū)域Ef中不容易執(zhí)行以AF線Lf進(jìn)行的距離測(cè)量，則通過(guò)如上所述的對(duì)比度AF來(lái)檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的方向(焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向)，并且然后沿該焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向移動(dòng)聚焦鏡頭211。隨后，當(dāng)聚焦鏡頭211進(jìn)入AF線Lf的距離測(cè)量可容許范圍內(nèi)時(shí)，進(jìn)行由聯(lián)合相位差A(yù)F的混合AF所進(jìn)行的聚焦控制。 這里，以下面的方程(2)作為評(píng)估函數(shù)以確定是否可允許AF線Lf所進(jìn)行的距離測(cè)量，或者相位差A(yù)F的可靠性是高還是低。具體地，當(dāng)由下述方程(2)獲得的計(jì)算值(輸出值)J高于先前通過(guò)工廠試驗(yàn)等等定義的閾值Jth時(shí)其是可靠的，而當(dāng)計(jì)算值J不比閾值Jth高時(shí)其是不可靠的。
[方程2]_/ = 2]
《
(2)
圖19和20為說(shuō)明圖像拾取裝置1基本操作的流程圖。通過(guò)主控制單元62進(jìn)行 在方程2中，n表示AF區(qū)域Ef中AF線Lf上的AF像素對(duì)llf的總數(shù)，Xi表示第"i"個(gè)AF像素對(duì)1 lf距AF線Lf左側(cè)的位置，并且Yi表示位置Xi上的AF像素對(duì)llf的像
素輸出。 可通過(guò)確定由AF像素對(duì)llf的組(第一像素組)組成的AF線Lf所產(chǎn)生的像素信號(hào)是否滿足預(yù)定條件，來(lái)簡(jiǎn)單執(zhí)行相位差A(yù)F對(duì)裝配好的(in-fit)位置的檢測(cè)的可靠性。具體地，是確定通過(guò)向上述方程(2)輸入來(lái)自AF線Lf的像素信號(hào)所產(chǎn)生的輸出值J是否滿足其比閾值Jth高的條件。 因此，可以簡(jiǎn)單地評(píng)估相位差A(yù)F的可靠性。 下文，將具體在下面描述與相位差A(yù)F的可靠性評(píng)價(jià)相關(guān)聯(lián)的圖像拾取裝置1的聚
焦控制。
該操作。 首先，通過(guò)主開(kāi)關(guān)317對(duì)圖像拾取裝置1加電以啟動(dòng)成像元件101。隨后，半按快門按鈕307以開(kāi)啟AF操作，然后確定AF模式是否為設(shè)置單個(gè)區(qū)域(參見(jiàn)圖5)的模式(步驟ST1)。這里，如果AF模式為設(shè)置單個(gè)區(qū)域的模式，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST2。如果AF模式為設(shè)置多個(gè)區(qū)域(參見(jiàn)圖8)的模式，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟STll。 在步驟ST2，在單個(gè)區(qū)域中評(píng)估相位差A(yù)F的可靠性。具體地，在圖5所示出的成像表面101f的中心上的AF區(qū)域Efa中，采用上述方程(2)確定以AF線Lf進(jìn)行距離測(cè)量是否可能。 在步驟ST3，基于步驟ST2的可靠性評(píng)估結(jié)果，確定相位差A(yù)F的可靠性是否低。這里，如果相位差A(yù)F的可靠性低，或者通過(guò)上述方程(2)獲得的計(jì)算值J處于不高于閾值Jth的數(shù)值范圍內(nèi)，則該過(guò)程繼續(xù)道步驟ST4。另一方面，如果相位差A(yù)F的可靠性高，或者通過(guò)上述方程(2)獲得的計(jì)算值J處于不高于閾值Jth的數(shù)值范圍之外，則該過(guò)程繼續(xù)道步驟ST9。 S卩，在步驟ST3，如果基于從由一組AF像素對(duì)llf組成的AF線Lf所產(chǎn)生的像素信
14號(hào)相位差A(yù)F確定相位差A(yù)F具有高可靠性，則朝向?qū)⒃诤竺婷枋龅牟襟EST9中基于像素信 號(hào)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。另一方面，在步驟ST3，如果基于從AF線Lf 所產(chǎn)生的像素信號(hào)確定相位差A(yù)F具有低可靠性，則朝向?qū)⒃诤竺婷枋龅牟襟EST4和ST6中 通過(guò)對(duì)比度AF所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。 在步驟ST4，檢測(cè)在單個(gè)區(qū)域中以對(duì)比度AF聚焦的方向。具體地，在圖5所示出的 成像表面101f中心上的AF區(qū)域Efa中，將該對(duì)比度與如上所述在聚焦鏡頭211的不同位 置所獲得的另一個(gè)對(duì)比度相比較。因此，檢測(cè)聚焦鏡頭211的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向(下面將描述 其細(xì)節(jié))。 在步驟ST5，確定在步驟ST4是否檢測(cè)出焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向。這里，如果確定了焦點(diǎn)對(duì) 準(zhǔn)方向，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST6。如果沒(méi)有檢測(cè)出，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟STIO。在步驟 ST6， AF致動(dòng)器71M沿著在步驟ST4所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。
在步驟ST7，和步驟ST2—樣，評(píng)估單個(gè)區(qū)域中的相位差A(yù)F或者圖5中所示出的 AF區(qū)域Efa的可靠性。這里，確定在聚焦鏡頭211沿對(duì)比度AF所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向移動(dòng) 期間相位差A(yù)F的可靠性。通過(guò)這種方式，即使鏡頭被對(duì)比度AF驅(qū)動(dòng)，也可能通過(guò)觀測(cè)相位 差A(yù)F的可靠性而在獲得高可靠性時(shí)快速切換至混合AF。 在步驟ST8，基于在步驟ST7中的可靠性評(píng)估結(jié)果確定相位差A(yù)F的可靠性高或者 低。這里，如果相位差A(yù)F的可靠性高，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST9。如果其可靠性低，則該過(guò) 程返回到步驟ST6。 在步驟ST9，采用上述的混合AF進(jìn)行聚焦控制。換言之，如果在步驟ST8或者后續(xù) 步驟ST19或者ST29中確定相位差A(yù)F的可靠性高，則以混合AF的相位差A(yù)F驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭 211而不是以對(duì)比度AF驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。因此，即使在起動(dòng)AF時(shí)成像元件101相位差A(yù)F 困難，也可通過(guò)快速移動(dòng)至混合AF進(jìn)行合適的聚焦控制。 在步驟ST10，確定低對(duì)比度的對(duì)象處于在AF區(qū)域Ef中所捕獲的低對(duì)比度狀態(tài)，然 后放棄AF操作并然后將聚焦鏡頭211驅(qū)動(dòng)至非限制的位置(位置"①")。
在步驟ST11，對(duì)全體多個(gè)區(qū)域評(píng)估相位差A(yù)F的可靠性。具體地，上述方程(2)被 用于確定是否可能在圖8所示出的成像表面101f的全部九個(gè)AF區(qū)域中以AF線Lf進(jìn)行距 在步驟ST12中，基于步驟STll中的可靠性評(píng)估結(jié)果確定相位差A(yù)F是否在所有的 AF區(qū)域Ef中具有低可靠度。這里，如果相位差A(yù)F的可靠性在所有AF區(qū)域Ef中低，或者 通過(guò)上述方程(2)所獲得的計(jì)算值J不比閾值Jth高，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST13。另一方 面，如果相位差A(yù)F的可靠性在所有AF區(qū)域Ef中高，或者通過(guò)上述方程(2)所獲得的計(jì)算 值J比閾值Jth高，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST20。 即，在步驟ST12，如果基于從由一組AF像素對(duì)llf組成的AF線Lf所產(chǎn)生的像素 信號(hào)確定相位差A(yù)F具有高可靠度，則向在如上所述的步驟ST9中基于像素信號(hào)所檢測(cè)的焦 點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。另一方面，在步驟ST12中，如果基于從AF線Lf所產(chǎn)生的像 素信號(hào)確定相位差A(yù)F具有低可靠度，則向在如后文所述的步驟ST13、ST17、和ST22中對(duì)比 度AF所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。 在步驟ST13，檢測(cè)在全體多個(gè)區(qū)域中以對(duì)比度AF聚焦的方向。具體地，在圖8所 示出的所有九個(gè)成像表面101f的AF區(qū)域Ef中，將該對(duì)比度與如上所述在聚焦鏡頭211的不同位置獲得的另一個(gè)對(duì)比度相比較。這樣，檢測(cè)聚焦鏡頭211的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向(將在后 面描述其細(xì)節(jié))。 在步驟ST14，確定是否存在在步驟ST13檢測(cè)到焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向的任何AF區(qū)域Ef。 這里，如果存在檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向的任何AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST15。如果不存 在檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向的任何AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟STIO。 在步驟ST15，在在步驟ST13檢測(cè)到焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向的AF區(qū)域Ef中，確定是否存在 在焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向上近側(cè)所檢測(cè)的AF區(qū)域Ef 。這里，如果存在在焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向上近側(cè)所檢測(cè) 的AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST16。如果不存在近側(cè)的AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到 步驟ST21。 在步驟ST16中，所有的在焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向上近側(cè)所檢測(cè)的AF區(qū)域Ef都被選為依靠 其評(píng)估相位差A(yù)F的可靠性的目標(biāo)。 在步驟ST17中，AF致動(dòng)器71M將聚焦鏡頭211驅(qū)動(dòng)至近側(cè)。 在步驟ST18中，執(zhí)行在步驟ST16中所選擇的所有AF區(qū)域Ef中的相位差A(yù)F的可 靠性評(píng)估。這里，在這種情況下，在所有選擇的AF區(qū)域Ef中確定在聚焦鏡頭211沿對(duì)比度 AF所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向移動(dòng)期間相位對(duì)比度AF的可靠性。 在步驟ST19，基于在步驟ST18中的可靠性評(píng)估結(jié)果確定是否存在任何其中相位 差A(yù)F具有高可靠性的AF區(qū)域Ef 。這里，如果存在可靠性高的AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到 步驟ST20。如果不存在可靠性高的AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST17。
在步驟ST20，在其中相位差A(yù)F可靠性高度AF區(qū)域Ef之中在最近側(cè)的AF區(qū)域Ef ， 被選為將在上述步驟ST9中用于混合AF的AF區(qū)域Ef 。因此，由步驟ST9中的混合AF驅(qū)動(dòng) 聚焦鏡頭211，使得聚焦鏡頭211可移動(dòng)至基于在九個(gè)AF區(qū)域(聚焦檢測(cè)區(qū)域)Ef中的一 個(gè)其中對(duì)象(聚焦目標(biāo))位于距離圖像拾取裝置l最近的位置的AF區(qū)域Ef中的AF線Lf 所發(fā)出的像素信號(hào)檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置。因此，可能優(yōu)先近側(cè)地通過(guò)相位差A(yù)F進(jìn)行合適的 聚焦控制。 在步驟ST21，所有的沿焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向在遠(yuǎn)側(cè)檢測(cè)的AF區(qū)域Ef都被選為依靠其評(píng) 估相位差A(yù)F的可靠性的目標(biāo)。 在步驟ST22，聚焦鏡頭211被AF致動(dòng)器71M驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)側(cè)。 在步驟ST23，進(jìn)行在步驟ST21中選擇的所有AF區(qū)域Ef中的相位差A(yù)F的可靠性 評(píng)估。 在步驟ST24，基于在步驟ST23中的可靠性評(píng)估結(jié)果確定是否存在任何其中相位 差A(yù)F具有高可靠性的AF區(qū)域Ef 。這里，如果存在可靠性高的AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到 步驟ST20。如果不存在可靠性高的AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST22。
下文將參考附圖21在下面描述在步驟ST4和ST13的每個(gè)步驟執(zhí)行的操作，或者 在焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向上以對(duì)比度AF進(jìn)行的檢測(cè)操作。 圖21為說(shuō)明以對(duì)比度AF沿焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向進(jìn)行的檢測(cè)操作的流程圖。
在步驟ST31，在所有AF區(qū)域Ef中通過(guò)計(jì)算獲得對(duì)比度。這里，如果AF模式為設(shè) 置單個(gè)區(qū)域的模式，則在圖5所示出的一個(gè)AF區(qū)域Ef中計(jì)算對(duì)比度的評(píng)估值。如果AF模 式為設(shè)置多個(gè)區(qū)域的模式(參見(jiàn)圖8)，則在所有九個(gè)AF區(qū)域Ef中計(jì)算對(duì)比度的評(píng)估值。 所計(jì)算的對(duì)比度被記錄在主控制單元62的存儲(chǔ)器中。
在步驟S32中，由鏡頭位置檢測(cè)單元25所檢測(cè)的聚焦鏡頭211當(dāng)前的位置Lp被 記錄在主控制單元62的存儲(chǔ)器中，然后初始化聚焦鏡頭211的驅(qū)動(dòng)。聚焦鏡頭211的驅(qū)動(dòng) 采用優(yōu)先進(jìn)行近側(cè)的驅(qū)動(dòng)控制，并且鏡頭被驅(qū)動(dòng)至近側(cè)。 在步驟ST33中，確定聚焦鏡頭211能否被驅(qū)動(dòng)至近側(cè)。換言之，如果聚焦鏡頭211 被鏡頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24設(shè)置在近側(cè)的驅(qū)動(dòng)限制位置(機(jī)械端)并因此聚焦鏡頭211不移動(dòng)至 近側(cè)，則確定聚焦鏡頭211是否位于該位置。這里，如果鏡頭可被驅(qū)動(dòng)至近側(cè)，則該過(guò)程繼 續(xù)到步驟ST34。如果鏡頭未被驅(qū)動(dòng)，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST39。 在步驟ST34，通過(guò)采用AF致動(dòng)器71M，向近側(cè)稍微地移動(dòng)聚焦鏡頭211先前由工 廠試驗(yàn)等等所定義的鏡頭驅(qū)動(dòng)的量(下文，也稱為"最小驅(qū)動(dòng)")。換言之，聚焦驅(qū)動(dòng)控制單 元71A控制聚焦鏡頭211從第一位置到第二位置的最小驅(qū)動(dòng)。 在步驟ST35中，正如步驟ST31—樣，計(jì)算并獲得整個(gè)AF區(qū)域Ef的對(duì)比度。所獲 得的對(duì)比度被記錄在主控制單元62的存儲(chǔ)器中。在步驟ST36中，在步驟ST35中對(duì)所獲得的整個(gè)AF區(qū)域Ef的對(duì)比度進(jìn)行噪音確 定。具體地，如果通過(guò)下面的方程(3)獲得的計(jì)算值C低于先前通過(guò)工廠試驗(yàn)等等定義的 閾值Cth，則確定很少有噪音。如果其不低于閾值Cth，則確定存在許多噪音。
C = |C1_C2|. . . (3) 在方程(3)中，Cl表示在聚焦鏡頭211的最小驅(qū)動(dòng)之前獲得的對(duì)比度，C2表示在 最小驅(qū)動(dòng)之后獲得的對(duì)比度。 在步驟ST37，確定是否存在任何在步驟ST36的噪音確定中很少具有噪音的AF區(qū) 域Ef。這里，如果存在很少具有噪音的AF區(qū)域，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST38。如果不存在很 少具有噪音的AF區(qū)域Ef ，則該過(guò)程返回到步驟ST33。 在步驟ST38，采用很少具有噪音的AF區(qū)域Ef執(zhí)行以對(duì)比度AF所進(jìn)行的焦點(diǎn)對(duì) 準(zhǔn)方向的檢測(cè)。在焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向的檢測(cè)中，如果在聚焦鏡頭211的最小驅(qū)動(dòng)之前在鏡頭位 置Pa所獲得的對(duì)比度Cl小于當(dāng)聚焦鏡頭211被驅(qū)動(dòng)至近側(cè)時(shí)在最小驅(qū)動(dòng)之后的鏡頭位置 Pb所獲得的對(duì)比度C2，則確定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置位于近側(cè)。另一方面，如果最小驅(qū)動(dòng)之前在鏡 頭位置Pa所獲得的對(duì)比度Cl大于在最小驅(qū)動(dòng)之后的鏡頭位置Pb所獲得的對(duì)比度C2，則確 定焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置位于遠(yuǎn)側(cè)。 換言之，當(dāng)聚焦鏡頭211位于最小驅(qū)動(dòng)前的第一位置Pa時(shí)獲得對(duì)比度(第一信 息)Cl，當(dāng)聚焦鏡頭211位于最小驅(qū)動(dòng)后的第二位置Pb時(shí)通過(guò)步驟ST35(或者步驟ST31) 中的操作基于從常規(guī)像素110組(第二像素組)產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得對(duì)比度(第二信息) C2。其后，在步驟ST38，可通過(guò)在對(duì)比度C1和C2之間進(jìn)行對(duì)比而檢測(cè)聚焦鏡頭211的焦點(diǎn) 對(duì)準(zhǔn)位置的方向。 在步驟ST39，聚焦鏡頭211被驅(qū)動(dòng)至在步驟ST32中記錄在主控制單元62的存儲(chǔ) 器中的鏡頭位置Lp。 在步驟ST40 ，確定聚焦鏡頭211是否可被驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)側(cè)。換言之，聚焦鏡頭211被鏡 頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)24定位在遠(yuǎn)側(cè)的驅(qū)動(dòng)限制位置(機(jī)械端)，因此聚焦鏡頭211不移動(dòng)至近側(cè)。 確定聚焦鏡頭211是否位于該位置。這里，如果鏡頭可被驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)側(cè)，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟 ST41。如果鏡頭幾乎不被驅(qū)動(dòng)至遠(yuǎn)側(cè)，則該過(guò)程繼續(xù)到步驟ST46。 在步驟ST41，利用AF致動(dòng)器71M和先前由工廠試驗(yàn)等等定義的鏡頭量一樣的量地驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211至遠(yuǎn)側(cè)。 步驟ST42至ST45分別執(zhí)行和上述步驟ST35至ST38相同的操作。 在步驟ST46 ，確定具有低對(duì)比度的對(duì)象處于在AF區(qū)域Ef所采集的低對(duì)比度狀態(tài)。 上述圖像拾取裝置1的操作能夠基于從AF線Lf輸出的像素采用上述方程(2)評(píng)
估相位差A(yù)F的可靠性。如果該可靠性高，則執(zhí)行具有相位差A(yù)F的混合AF。另一方面，如果
該可靠性低，則沿著對(duì)比度AF所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭211。因此，甚至當(dāng)難以
進(jìn)行成像元件(具有相位差檢測(cè)功能的成像元件)101的相位差A(yù)F時(shí)也可進(jìn)行合適的聚焦控制。〈更改的實(shí)施例〉 在上述實(shí)施例中評(píng)估相位差A(yù)F的可靠性時(shí)，可不以上述方程(2)為評(píng)估方程?？?選擇地，可采用任何可確定是否允許以AF線Lf進(jìn)行距離測(cè)量的函數(shù)代替方程(2)。
在上述實(shí)施例的成像設(shè)備中，如圖7所示，不必要將10條常規(guī)像素線Ln置于在垂 直方向上相互緊接著的AF線Lf之間。作為替換，不超過(guò)九條的常規(guī)像素線Ln或者ll條 或更多的常規(guī)像素線Ln可夾在AF線Lf之間。 上述實(shí)施例中的第一AF像素lla和第二AF像素lib可分別具有顏色過(guò)濾器。顏 色過(guò)濾器可造成靈敏度下降，同時(shí)允許用戶獲得攝影顏色像素?cái)?shù)據(jù)。 就根據(jù)上述實(shí)施例的圖像拾取裝置而言，攝影鏡頭2可不可拆卸地連至照相機(jī)身 10。作為替換，攝影鏡頭2可被設(shè)置在照相機(jī)身10上。 可不采用本實(shí)施例中的對(duì)比度的評(píng)估值、對(duì)AF區(qū)域Ef中相鄰G像素llg之間差 的絕對(duì)值的和的計(jì)算。作為替換，可計(jì)算該差的平方絕對(duì)值的和。 本申請(qǐng)包括與2008年12月15日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng)
JP2008-318180中所公開(kāi)的主題相關(guān)的主題，其整體內(nèi)容參考在此并入。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素可進(jìn)行各種更改、組合、次組
合和變更只要其屬于附加權(quán)利要求或者其等價(jià)物的范圍。
權(quán)利要求
一種圖像拾取裝置，包括驅(qū)動(dòng)控制裝置，控制將聚焦鏡頭從攝影光學(xué)系統(tǒng)中的第一位置驅(qū)動(dòng)至第二位置；成像元件，具有通過(guò)接收源自對(duì)象經(jīng)過(guò)在所述攝影光學(xué)系統(tǒng)中的出口光瞳上的以預(yù)定方向相互相對(duì)偏斜的一對(duì)部分區(qū)域的光通量實(shí)現(xiàn)光瞳劃分功能的第一像素組，和沒(méi)有所述光瞳劃分功能的第二像素組；以及聚焦控制裝置，驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭朝向由相位差檢測(cè)系統(tǒng)基于所述第一像素組的像素信號(hào)聚焦檢測(cè)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，其中，所述聚焦控制裝置包括聚焦方向檢測(cè)裝置，用于通過(guò)在第一信息和第二信息之間進(jìn)行比較而檢測(cè)所述焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，其中，基于當(dāng)所述聚焦鏡頭位于所述第一位置時(shí)從所述第二像素組產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得所述第一信息，作為將被用于對(duì)比度檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)的聚焦檢測(cè)信息，并且基于當(dāng)所述聚焦鏡頭位于所述第二位置時(shí)所述第二像素組所產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得所述第二信息，作為所述聚焦檢測(cè)信息；確定裝置，用于根據(jù)所述第一像素組的所述像素信號(hào)是否滿足預(yù)定條件而確定所述檢測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的可靠性；第一控制裝置，用于當(dāng)所述確定裝置確定所述第一像素組的所述像素信號(hào)滿足預(yù)定條件并且所述可靠度高時(shí)朝向基于所述第一像素組的所述像素信號(hào)檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭；和第二控制裝置，用于當(dāng)所述確定裝置確定所述第一像素組的所述像素信號(hào)不滿足所述預(yù)定條件并且所述可靠度低時(shí)朝向所述聚焦方向檢測(cè)裝置所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的圖像拾取裝置，其中，在所述成像元件的成像表面上限定多個(gè)具有所述第一像素組的聚焦檢測(cè)區(qū)域， 所述聚焦控制裝置包括朝向基于來(lái)自所述多個(gè)聚焦檢測(cè)區(qū)域中允許聚焦對(duì)象與所述圖像拾取裝置最接近的聚焦檢測(cè)區(qū)域中的第一像素組的像素信號(hào)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭的裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的圖像拾取裝置，其中，所述確定裝置包括用于在所述第二控制裝置驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭期間確定所述可靠性 的可靠性確定裝置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的圖像拾取裝置，其中，當(dāng)所述可靠性確定裝置確定所述可靠性高時(shí)，所述聚焦控制裝置通過(guò)所述第一控制裝 置驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭而不是通過(guò)所述第二控制裝置驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭。
5. —種聚焦控制方法，包括如下步驟控制驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭從攝影光學(xué)系統(tǒng)的第一位置至第二位置(驅(qū)動(dòng)控制步驟)；以及 接收源自對(duì)象經(jīng)過(guò)在所述攝影光學(xué)系統(tǒng)中的出口光瞳上的以預(yù)定方向相互相對(duì)偏斜 的一對(duì)部分區(qū)域的光通量，然后驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭朝向由相位差檢測(cè)系統(tǒng)從實(shí)現(xiàn)光瞳劃分 功能的成像元件的第一像素組的像素信號(hào)聚焦檢測(cè)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置(聚焦控制步 驟)，其中，所述聚焦控制步驟包括如下子步驟通過(guò)在第一信息和第二信息之間進(jìn)行比較而檢測(cè)所述焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，其中，基于當(dāng)所 述聚焦鏡頭位于所述第一位置時(shí)從沒(méi)有所述光瞳劃分功能的所述成像元件的所述第二像 素組產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得所述第一信息，作為將被用于對(duì)比度檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)的聚焦 檢測(cè)信息，并且基于當(dāng)所述聚焦鏡頭位于所述第二位置時(shí)所述第二像素組所產(chǎn)生的像素信 號(hào)獲得所述第二信息，作為所述聚焦檢測(cè)信息(焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)方向檢測(cè)子步驟)；根據(jù)所述第一像素組的所述像素信號(hào)是否滿足預(yù)定條件，確定檢測(cè)所述焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置 的可靠性(確定子步驟)；當(dāng)所述確定自步驟確定所述第一像素組的所述像素信號(hào)滿足所述預(yù)定條件并且所述 可靠度高時(shí)，朝向基于所述第一像素組的所述像素信號(hào)檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)所述聚焦 鏡頭(第一控制子步驟)；當(dāng)所述確定子步驟確定所述第一像素組的所述像素信號(hào)不滿足所述預(yù)定條件并且所 述可靠度低時(shí)，朝向所述聚焦方向檢測(cè)子步驟所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭 (第二控制子步驟)。
6. —種圖像拾取裝置，包括驅(qū)動(dòng)控制部分，控制聚焦鏡頭從攝影光學(xué)系統(tǒng)中的第一位置至第二位置的驅(qū)動(dòng)；成像元件，具有通過(guò)接收源自對(duì)象經(jīng)過(guò)在所述攝影光學(xué)系統(tǒng)中的出口光瞳上的以預(yù)定 方向相互相對(duì)偏斜的一對(duì)部分區(qū)域的光通量實(shí)現(xiàn)光瞳劃分功能的第一像素組，和沒(méi)有所述 光瞳劃分功能的第二像素組；以及聚焦控制部分，驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭朝向相位差檢測(cè)系統(tǒng)從所述第一像素組的像素信號(hào) 聚焦檢測(cè)所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置，其中，所述控制聚焦部分包括聚焦方向檢測(cè)部分，用于通過(guò)在第一信息和第二信息之間進(jìn)行比較而檢測(cè)所述焦點(diǎn)對(duì) 準(zhǔn)位置，其中，基于當(dāng)所述聚焦鏡頭位于所述第一位置時(shí)從所述第二像素組產(chǎn)生的像素信 號(hào)獲得所述第一信息，作為將被用于對(duì)比度檢測(cè)系統(tǒng)的聚焦檢測(cè)的聚焦檢測(cè)信息，并且基 于當(dāng)所述聚焦鏡頭位于所述第二位置時(shí)所述第二像素組所產(chǎn)生的像素信號(hào)獲得所述第二 信息，作為所述聚焦檢測(cè)信息；確定部分，用于根據(jù)所述第一像素組的所述像素信號(hào)是否滿足預(yù)定條件而確定所述檢 測(cè)焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置的可靠性；第一控制部分，用于當(dāng)所述確定裝置確定所述第一像素組的所述像素信號(hào)滿足預(yù)定條 件并且所述可靠度高時(shí)朝向基于所述第一像素組的所述像素信號(hào)檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū) 動(dòng)所述聚焦鏡頭；禾口第二控制部分，用于當(dāng)所述確定部分確定所述第一像素組的所述像素信號(hào)不滿足所述 預(yù)定條件并且所述可靠度低時(shí)朝向所述聚焦方向檢測(cè)部分所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)所 述聚焦鏡頭。
全文摘要
一種圖像拾取裝置包括成像元件，該成像元件具有實(shí)現(xiàn)光瞳劃分功能的一組AF像素對(duì)和沒(méi)有光瞳劃分功能的一組常規(guī)像素。該圖像拾取裝置基于從AF像素對(duì)組所產(chǎn)生的像素信號(hào)執(zhí)行聚焦控制以當(dāng)基于像素信號(hào)確定相位差A(yù)F的可靠性高時(shí)向相位差A(yù)F所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭。該圖像拾取裝置基于從常規(guī)像素組所產(chǎn)生的像素信號(hào)執(zhí)行聚焦控制以當(dāng)基于像素信號(hào)確定相位差A(yù)F的可靠性低時(shí)向相位差A(yù)F所檢測(cè)的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)位置驅(qū)動(dòng)聚焦鏡頭。
文檔編號(hào)H04N5/232GK101750847SQ20091026146
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者小野利一, 藤井真一 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社