專利名稱：成像設(shè)備和對(duì)焦位置檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像捕捉設(shè)備和該圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，該圖像捕捉設(shè)備被配置成檢測(cè)到對(duì)象的距離并且執(zhí)行拍攝鏡頭的焦點(diǎn)位置控制。
背景技術(shù)：
關(guān)于檢測(cè)到主對(duì)象的距離的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，存在對(duì)比法或相位差自動(dòng)聚焦(“AF”)方法。在單鏡頭反光照相機(jī)中頻繁地采用相位差A(yù)F方法，這是因?yàn)樗c對(duì)比法相比能夠以高速度和高精度執(zhí)行對(duì)焦位置檢測(cè)。常規(guī)單鏡頭反光照相機(jī)中所采用的相位差A(yù)F方法(例如，如在下文的專利文獻(xiàn)I中公開的)設(shè)置有獨(dú)立于固態(tài)圖像捕捉元件部署在左側(cè)和右側(cè)的兩個(gè)相位差檢測(cè)線傳感器，該固態(tài)圖像捕捉元件捕捉對(duì)象的圖像并且基于在第一線傳感器的檢測(cè)信息與第二線傳感器的檢測(cè)信息之間的相位差來檢測(cè)到主對(duì)象的距離。在專利文獻(xiàn)I中公開的相位差A(yù)F方法的問題在于，需要使用于在檢測(cè)相位差中使用的檢測(cè)線傳感器獨(dú)立于固態(tài)圖像捕捉元件，并且因此，組件成本和制造成本增加，并且此夕卜，設(shè)備的尺寸變得更大。因此，如下文專利文獻(xiàn)2中所公開的，已經(jīng)提出將相位差檢測(cè)像素安裝在固態(tài)圖像捕捉元件的光接收表面上。就捕捉對(duì)象的圖像的固態(tài)圖像捕捉元件而言，由于采用了利用相位差檢測(cè)像素形成的固態(tài)圖像捕捉元件，所以外部相位差檢測(cè)傳感器變得不必要，并且可實(shí)現(xiàn)成本降低。引用列表

專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP-A-2010-8443專利文獻(xiàn)2 JP-A-2010-9199
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，在專利文獻(xiàn)2中公開的常規(guī)技術(shù)的目標(biāo)在于單鏡頭反光照相機(jī)并且前提是安裝大型固態(tài)圖像捕捉元件。如在專利文獻(xiàn)2中公開的，通過使一對(duì)相鄰的像素中的每一個(gè)的光屏蔽膜孔徑很小并且將光屏蔽膜孔徑定位成朝在一側(cè)和另一側(cè)中的相位差檢測(cè)方向(通常左右)偏移，相位差檢測(cè)像素被配置為檢測(cè)相位差。即使使光屏蔽膜孔徑減小一點(diǎn)，大型(大面積)固態(tài)圖像捕捉元件(其中，每個(gè)像素具有大光接收面積)仍然能夠以高速度和高精度獲得相位差信息。然而，在每個(gè)像素的大光接收面積不大且其被安裝在例如緊湊型照相機(jī)中的固態(tài)圖像捕捉元件中，原始的光屏蔽膜孔徑是小的。因此，如果通過將光屏蔽膜孔徑設(shè)置成小的并且將光接收時(shí)間設(shè)置為短來以聞速度獲得相位差 目息，則發(fā)生問題，因?yàn)槿Q于對(duì)象的狀態(tài)，相位差/[目息的精度(也就是，對(duì)焦位置檢測(cè)的精度)降低。
本發(fā)明的目的是提供一種圖像捕捉設(shè)備和檢測(cè)該圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置的方法，即使當(dāng)采用小面積的固態(tài)圖像捕捉元件時(shí)，無論照相機(jī)的設(shè)置狀態(tài)如何，該圖像捕捉設(shè)備也能夠通過以高速度和高精度獲取相位差信息來計(jì)算對(duì)焦位置。問題的解決方案本發(fā)明的圖像捕捉設(shè)備和對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，該圖像捕捉設(shè)備包括:圖像捕捉元件，其中成對(duì)像素二維地布置在相位差檢測(cè)區(qū)域中，所述成對(duì)像素由光瞳分割的第一相位差檢測(cè)像素和第二相位差檢測(cè)像素配置，所述相位差檢測(cè)區(qū)域被設(shè)置在捕捉對(duì)象的圖像的光接收表面上；聚焦鏡頭，所述聚焦鏡頭被部署在所述圖像捕捉元件的光路的前端處并且在所述光接收表面上形成對(duì)焦在對(duì)象上的光學(xué)圖像；以及控制裝置，所述控制裝置計(jì)算在從所述第一相位差像素輸出的關(guān)于所述成對(duì)像素的一側(cè)布置方向的第一檢測(cè)信息的第一分布曲線與從所述第二相位差檢測(cè)像素輸出的關(guān)于所述一側(cè)布置方向的第二檢測(cè)信息的第二分布曲線之間的相位差，并且基于所述相位差驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并且將所述聚焦鏡頭控制到所述對(duì)焦位置，其中所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法包括:基于所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)來確定將所述相位差檢測(cè)區(qū)域在垂直于所述相位差的檢測(cè)方向的方向上被分割成的分割數(shù)目設(shè)置成第一分割數(shù)目η還是設(shè)置成大于η的第二分割數(shù)目m，通過對(duì)于通過將所述相位差檢測(cè)區(qū)域分割成所述η份或所述m份而形成的分割的區(qū)域中的每一個(gè)，計(jì)算所述第一檢測(cè)信息與所述第二檢測(cè)信息之間的相關(guān)性來為每個(gè)分割的區(qū)域計(jì)算相關(guān)運(yùn)算曲線，以及從通過在所述多個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線上進(jìn)行所需的計(jì)算處理而獲得的總評(píng)估曲線獲取散焦量，以驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并且將所述聚焦鏡頭控制到所述對(duì)焦位置。發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，即使當(dāng)使用了小固態(tài)圖像捕捉元件時(shí)，也可以獲得與具有高速度和高精度的單鏡頭反光照相 機(jī)的AF操作性能相當(dāng)?shù)腁F操作性能，無論將對(duì)對(duì)象進(jìn)行拍攝的照相機(jī)的設(shè)置狀態(tài)如何(例如，它是廣角側(cè)拍攝還是長(zhǎng)焦側(cè)拍攝，它是否是夜景模式，它是靜止圖像拍攝還是活動(dòng)圖像拍攝，以及記錄像素的數(shù)目是否是高清晰度)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備的功能框圖。圖2是設(shè)置在圖1中所示的固態(tài)圖像捕捉元件的光接收表面上的相位差檢測(cè)區(qū)域的解釋性視圖。圖3是在圖2的虛線方形框內(nèi)的表面的放大示意圖。圖4是用于描述通過提取僅圖3的相位差檢測(cè)像素而獲取的相位差量和相位差檢測(cè)像素所檢測(cè)到的信號(hào)的概念的視圖。圖5是每個(gè)分割的區(qū)域的評(píng)估曲線和總評(píng)估曲線的解釋性視圖。圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。
圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖14是圖示根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖15是圖示根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。圖16是圖示根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。

圖17是圖示根據(jù)本發(fā)明的第十二實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參照附圖作出本發(fā)明的實(shí)施例的描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字照相機(jī)的功能框圖。本發(fā)明的數(shù)字照相機(jī)10對(duì)對(duì)象的靜止圖像或活動(dòng)圖像進(jìn)行拍攝并且具有在照相機(jī)10的內(nèi)部對(duì)捕捉的圖像信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理的功能，其中該數(shù)字照相機(jī)包括:拍攝鏡頭20，該拍攝鏡頭20裝備有長(zhǎng)焦鏡頭和聚焦鏡頭；固態(tài)圖像捕捉元件21，該固態(tài)圖像捕捉元件21放置在拍攝鏡頭20的后面并且部署在拍攝鏡頭的圖像形成表面上；模擬信號(hào)處理單元22，該模擬信號(hào)處理單元22對(duì)于從固態(tài)圖像捕捉元件21的每個(gè)像素輸出的模擬圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行模擬處理，諸如例如，自動(dòng)增益控制(“AGC”)或相關(guān)雙采樣處理等；模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換單元23，該模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換單元23將從模擬信號(hào)處理單元22輸出的模擬圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)；驅(qū)動(dòng)單元24，該驅(qū)動(dòng)單元24響應(yīng)于來自下文描述的系統(tǒng)控制單元(“CPU”)29的命令，驅(qū)動(dòng)并且控制A/D轉(zhuǎn)換單元23、模擬信號(hào)處理單元22、固態(tài)圖像捕捉元件21、以及拍攝鏡頭20 ；以及閃光燈25，該閃光燈25響應(yīng)于來自CPU29的命令，發(fā)出光。本發(fā)明的數(shù)字照相機(jī)10進(jìn)一步包括:數(shù)字信號(hào)處理單元26，該數(shù)字信號(hào)處理單元26通過獲得從A/D轉(zhuǎn)換單元23輸出的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行例如插值處理或白平衡補(bǔ)償、RGB/YC轉(zhuǎn)換處理；壓縮/擴(kuò)展處理單元27，該壓縮/擴(kuò)展處理單元27將圖像數(shù)據(jù)壓縮或擴(kuò)展成JPEG格式等的圖像數(shù)據(jù)；顯示單元28，該顯示單元28顯示例如菜單和直通圖像(throughimage)或捕捉的圖像；系統(tǒng)控制單元(“CPU”)29，該系統(tǒng)控制單元29執(zhí)行整個(gè)數(shù)字照相機(jī)的綜合控制；內(nèi)部存儲(chǔ)器30，諸如例如幀存儲(chǔ)器；介質(zhì)接口(“I/F”)31，該介質(zhì)接口處理在存儲(chǔ)例如JPEG圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)32與介質(zhì)接口之間的接口 ；以及總線39，該總線39連接上文所描述的所有組件。另外，操作單元33連接到系統(tǒng)控制單元29，在該操作單元33中，執(zhí)行從用戶輸入的命令。用戶的命令輸入包括以下的輸入命令，例如由用戶確定的拍攝鏡頭的焦距(例如，它是廣角拍攝還是長(zhǎng)焦拍攝)、拍攝模式是否是臉部檢測(cè)模式、它是靜止圖像拍攝模式還是活動(dòng)圖像拍攝模式、它是否是夜景拍攝模式、它是否是活動(dòng)對(duì)象拍攝模式、記錄像素的數(shù)目、以及ISO靈敏度，而不是按下快門釋放按鈕。系統(tǒng)控制單元29對(duì)從固態(tài)圖像捕捉元件21輸出的活動(dòng)圖像狀態(tài)下的并且使用諸如如下所述的數(shù)字信號(hào)處理單元26的其附屬組件在數(shù)字信號(hào)處理單元26中被處理的捕捉的圖像數(shù)據(jù)(直通圖像)進(jìn)行解釋，以便計(jì)算評(píng)估曲線和檢測(cè)到主對(duì)象的距離。此外，系統(tǒng)控制單元29執(zhí)行被部署在固態(tài)圖像捕捉元件21的光路的前端處的拍攝鏡頭20的聚焦鏡頭的位置控制，并且通過驅(qū)動(dòng)單元24使得對(duì)焦在對(duì)象上的光學(xué)圖像形成在固態(tài)圖像捕捉元件21的光接收表面上。固態(tài)圖像捕捉元件21在本實(shí)施例中是CMOS型。雖然固態(tài)圖像捕捉元件21的輸出信號(hào)在模擬信號(hào)處理單元(AFE:模擬前端)22處被處理，但是AFE部(例如，進(jìn)行相關(guān)雙采樣處理或鉗位的電路、執(zhí)行增益控制的信號(hào)放大電路)通常被安裝為固態(tài)圖像捕捉元件芯片上的外圍電路。而且，諸如水平偏轉(zhuǎn)電路、豎直偏轉(zhuǎn)電路、噪聲降低電路、以及同步信號(hào)產(chǎn)生電路的其它電路作為外圍電路被形成在圍繞光接收部的固態(tài)圖像捕捉元件21的芯片上。在一些情況下，還形成圖1的A/D轉(zhuǎn)換單元23。此外，即使固態(tài)圖像捕捉元件21是CXD型，下述實(shí)施例實(shí)際上也是適用的。圖2是固態(tài)圖像捕捉元件21的光接收表面的解釋性視圖。在附圖中未圖示的多個(gè)像素(光接收元件:光二極管)被布置并且被形成在固態(tài)圖像捕捉元件21的光接收表面上的二維陣列中。在本實(shí)施例中，所述多個(gè)像素被布置并且被形成在方格網(wǎng)布置中。而且，像素布置并不限于方格網(wǎng)布置并且可以是所謂的蜂巢布置，在所謂的蜂巢布置中，偶數(shù)行的像素行被布置成相對(duì)于奇數(shù)行的像素行分別偏移1/2像素節(jié)距。矩形形狀的相位差檢測(cè)區(qū)域40被設(shè)置在光接收表面上的局部區(qū)域的位置處(在所圖示的示例中的中央位置處)。雖然僅一個(gè)相位差檢測(cè)區(qū)域40被設(shè)置在光接收表面上，但是多個(gè)相位差檢測(cè)區(qū)域可以被設(shè)置，使得在拍攝屏幕中的任何地方實(shí)現(xiàn)AF。可以將光接收表面的整個(gè)區(qū)域用作相位差檢測(cè)區(qū)域。本實(shí)施例的特征在于基于圖像捕捉設(shè)備10的設(shè)置狀態(tài)(由用戶輸入的命令的內(nèi)容)彼此切換如下兩種情況:如下所述通過在垂直于相位差檢測(cè)方向(左右方向，即，在本示例中X方向是相位差檢測(cè)方向)的方向(上下方向y)上將相位差檢測(cè)區(qū)域40分割成4份來檢測(cè)到對(duì)象的對(duì)焦位置的情況·；以及到對(duì)象的對(duì)焦位置被檢測(cè)為一個(gè)區(qū)域而不分割相位差檢測(cè)區(qū)域40的情況。而且，分割數(shù)目并不限于4，并且它可以是6、7并且可以被分割成任意數(shù)目。圖3是被圖示為相位差檢測(cè)區(qū)域40內(nèi)的圖2的虛線矩形形狀的框41的那部分的表面的放大示意圖。多個(gè)像素被布置為固態(tài)圖像捕捉元件21的光接收表面上的方格網(wǎng)布置，對(duì)于相位差檢測(cè)區(qū)域40而言，該方格網(wǎng)布置也是相同的。在示出的示例中，每個(gè)像素由R (紅)、G (綠)、或B (藍(lán))指示。R、G、和B分別指示堆疊在像素上的濾色器的顏色。雖然在本示例中例示了拜耳布置，但是濾色器的布置并不限于拜耳布置，并且它可以是另一個(gè)濾色器布置，諸如條紋布置。雖然在相位差檢測(cè)區(qū)域40內(nèi)的像素布置和濾色器布置與相位差檢測(cè)區(qū)域40之外的光接收表面的那些是相同的，但是在相位差檢測(cè)區(qū)域40內(nèi)彼此傾斜地相鄰的成對(duì)的像素分別由Ix和Iy指示。用于相位差檢測(cè)目的的成對(duì)像素被設(shè)置在相位差檢測(cè)區(qū)域40內(nèi)的離散且周期性位置(在示出的實(shí)施例中在檢查位置處)。而且，對(duì)在圖示的示例中的拜耳布置而言，濾色器布置具有相互傾斜地相鄰的相同顏色的像素。關(guān)于水平條紋布置，由于相同顏色的像素被布置在水平方向上，所以形成一對(duì)的兩個(gè)像素與寬同向地彼此相鄰。替代地，形成一對(duì)的兩個(gè)像素可以不被設(shè)置在水平條紋布置中的相同顏色的過濾器行中，而是可以彼此分離并且分別被設(shè)置在豎直方向上離彼此最近的相同顏色的過濾器行中。上述情況也適用于豎直條紋布置。在本實(shí)施例中，相位差檢測(cè)像素IX、Iy被安裝在安裝有G過濾器的像素上，該安裝有G過濾器的像素是R、G、和B當(dāng)中最多的并且在水平方向(X方向)上以八個(gè)像素的間隔且在豎直方向(y方向)上以八個(gè)像素的間隔被布置，并且此外，整體上將被定位在檢查位置處。因此，當(dāng)在相位差方向(水平方向)上被觀察時(shí)，相位差檢測(cè)像素Ix以4個(gè)像素的間隔被布置。圖4是示意性地圖示從圖3提取的僅相位差檢測(cè)像素lx、ly的視圖。關(guān)于形成成對(duì)像素的相位差檢測(cè)像素lx、ly，如在專利文獻(xiàn)2中，相位差檢測(cè)像素的光屏蔽孔徑2x、2y被形成為小于其它像素(相位差檢測(cè)像素之外的像素)。而且，像素Ix的光屏蔽孔徑2x在左方向上被偏心地設(shè)置，并且像素Iy的光屏蔽孔徑2y在右方向上被偏心地設(shè)置(相位差方向)。在圖4的下部處圖示的曲線X是繪制出在一個(gè)水平行中對(duì)齊的相位差檢測(cè)像素Ix的檢測(cè)信號(hào)量的圖形，并且曲線Y是繪制出與像素Ix形成對(duì)的相位差檢測(cè)像素Iy的檢測(cè)信號(hào)量的圖形。認(rèn)為成對(duì)像素Ix和Iy中的像素從相同的對(duì)象接收光，因?yàn)樗鼈兪窍噜彽南袼夭⑶冶舜朔浅＝Ｓ捎?這個(gè)原因，認(rèn)為曲線X和曲線Y成為相同的形式，并且左右方向(相位差方向)的偏差變成在光瞳分割的成對(duì)像素的一側(cè)的像素Ix處觀察到的圖像與在另一側(cè)的像素Iy處觀察的圖像之間的相位差量。通過執(zhí)行曲線X和曲線Y的相關(guān)運(yùn)算，可以計(jì)算相位差量(水平偏差量)，并且可以基于該相位差量來計(jì)算到對(duì)象的距離。關(guān)于計(jì)算曲線X和曲線Y的相關(guān)量的評(píng)估值的方法，可以采用已知的方法(例如，在專利文獻(xiàn)I中描述的方法或在專利文獻(xiàn)2中描述的方法)。例如，在形成曲線X的點(diǎn)X (i)中的每一個(gè)與在形成曲線Y的點(diǎn)Y (i+j)中的每一個(gè)之間的差的絕對(duì)值的積分值被設(shè)置為評(píng)估值，并且提供最大評(píng)估值的值j被設(shè)置為相位差量(水平偏差量)。然而，在每個(gè)像素的光接收面積小的情況下，每個(gè)信號(hào)量變得小并且噪音比增加，并且因此，即使執(zhí)行了相關(guān)運(yùn)算，也變得難以精確地檢測(cè)相位差。因此，如果為在豎直方向上的多個(gè)像素添加從在相同的水平位置上的像素Ix檢測(cè)到的信號(hào)，并且為在水平方向上的在圖2的相位差檢測(cè)區(qū)域40內(nèi)的多個(gè)像素添加從在相同的水平位置上的像素Iy檢測(cè)到的信號(hào)，則噪音的影響降低并且可以增強(qiáng)檢測(cè)精度(AF精度)。然而，增加用于像素添加的像素的數(shù)目并不總是好事。當(dāng)用于像素添加的像素的數(shù)目增加時(shí)，隨著用于像素添加的像素的數(shù)目增加，作為在相位差檢測(cè)區(qū)域40中的像素添加的目標(biāo)的相位差檢測(cè)像素的布置區(qū)域沿豎直方向(垂直的方向)延伸。關(guān)于對(duì)象的圖案，在相位差檢測(cè)區(qū)域40的上部處捕捉的圖案圖像、在中部處捕捉的圖案圖像、以及在下部處捕捉的圖案圖像通常相互不同。由于這個(gè)原因，如果相位差檢測(cè)區(qū)域40被設(shè)置為一個(gè)區(qū)域，并且基于對(duì)象在其像素上執(zhí)行像素添加，則可能存在如下情況:由于對(duì)象的圖案在像素添加之后在相位差檢測(cè)方向(水平方向)上被均衡，所以用于計(jì)算相位差的評(píng)估值減小。因此，在本實(shí)施例中，要針對(duì)哪個(gè)對(duì)象進(jìn)行拍攝作為圖像捕捉設(shè)備10的設(shè)置狀態(tài)被事先知道，并且對(duì)于需要高精度AF的對(duì)象，相位差檢測(cè)區(qū)域40被分割成四份，并且像素添加的范圍被限制于每個(gè)分割的區(qū)域的內(nèi)部，使得在分割的區(qū)域之外不執(zhí)行像素添加。也就是，通過對(duì)分割的區(qū)域1、I1、II1、IV中的每一個(gè)執(zhí)行像素添加而獲得分割的區(qū)域評(píng)估曲線(相關(guān)運(yùn)算曲線)，并且通過相加單獨(dú)的分割的區(qū)域評(píng)估曲線而獲得相位差檢測(cè)區(qū)域40的總體評(píng)估曲線(總評(píng)估曲線)。圖5是圖示分割的區(qū)域中的每一個(gè)的分割的區(qū)域評(píng)估曲線(每個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線)1、I1、II1、IV和通過對(duì)四個(gè)分割的區(qū)域中的每一個(gè)的評(píng)估曲線上執(zhí)行運(yùn)算過程(其在本實(shí)施例中是“通過相加的總數(shù)”，但可以是相加平均處理或相乘)而獲得的總評(píng)估曲線(整個(gè)區(qū)域的評(píng)估曲線)V的圖形。分割的區(qū)域評(píng)估曲線I通過對(duì)圖4的曲線X和圖4的曲線Y上執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算而獲得，圖4的曲線X通過對(duì)于在豎直方向上(例如，圖3的符號(hào)45)的在分割的區(qū)域I內(nèi)的相位差檢測(cè)像素Ix的檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行像素添加而獲得，圖4的曲線Y通過對(duì)于在豎直方向上(例如，圖3的符號(hào)46)的在分割的區(qū)域I內(nèi)的相位差檢測(cè)像素Iy的檢測(cè)信號(hào)執(zhí)行像素添加而獲得。在該示例中，最大評(píng)估值作為最小值被獲得。同樣，分割的區(qū)域評(píng)估曲線II是從分割的區(qū)域II獲得的評(píng)估曲線，分割的區(qū)域評(píng)估曲線III是從分割的區(qū)域III獲得的評(píng)估曲線，并且分割的區(qū)域評(píng)估曲線IV是從分割的區(qū)域IV獲得的評(píng)估曲線。對(duì)于布置在相位差檢測(cè)區(qū)域40的豎直方向上的相位差檢測(cè)像素Ix的像素?cái)?shù)目而言，由于用以獲得四個(gè)分割的區(qū)域的四條評(píng)估曲線1、I1、II1、IV中的每一條的像素添加的像素的數(shù)目在分割的區(qū)域的數(shù)目上變?yōu)榇笾?，所以對(duì)象的圖案被均衡是不太可能的，并且精確地計(jì)算評(píng)估值成為可能。然后，通過求和四個(gè)分割的區(qū)域評(píng)估曲線1、I1、II1、IV來獲得總評(píng)估曲線V并且此外在該總評(píng)估曲線V中執(zhí)行子像素插值來計(jì)算用于將聚焦鏡頭調(diào)節(jié)至對(duì)焦位置的相位差量(散焦量)。因此，在維持對(duì)象的分割的區(qū)域中的每一個(gè)的評(píng)估值的同時(shí)，對(duì)噪音具有魯棒性的相位差的高度精確的計(jì)算的執(zhí)行成為可能。在圖5中，由于橫坐標(biāo)軸的一個(gè)單位是圖3的相位差檢測(cè)像素的像素間隔(由于它是以八個(gè)像素為間隔的檢查布 置，所以它變成4個(gè)像素的間隔)，所以，通過考慮例如總評(píng)估曲線V的最小值的位置和對(duì)于該最小值延伸至右側(cè)的曲線以及延伸至左側(cè)的曲線的每個(gè)斜率執(zhí)行子像素插值來計(jì)算提供最小真值(最大評(píng)估值)的位置，即相位差量。因此，通過圖3的一個(gè)像素單元來計(jì)算相位差量成為可能。如上文所描述的，通過將相位差檢測(cè)區(qū)域分割成多個(gè)區(qū)域并且為分割的區(qū)域中的每一個(gè)執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算來以高精度計(jì)算對(duì)焦位置成為可能。然而，由于相關(guān)運(yùn)算花費(fèi)時(shí)間，所以分割數(shù)目的增加充當(dāng)妨礙AF加速的因素。因此，在本實(shí)施例中，在可以確定即使通過基于圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)將相位差檢測(cè)區(qū)域40設(shè)置為一個(gè)區(qū)域而不對(duì)相位差檢測(cè)區(qū)域40進(jìn)行分割來執(zhí)行相位差檢測(cè)像素的像素添加，AF精度也很高的情況下，通過獲得最佳值來計(jì)算對(duì)焦位置。并且通過對(duì)于在豎直方向上在相位差檢測(cè)區(qū)域40內(nèi)的相位差檢測(cè)像素Ix和Iy執(zhí)行像素添加以及對(duì)于用于像素Ix的添加信號(hào)的圖4的曲線X和用于像素Iy的添加信號(hào)的圖4的曲線Y執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算來獲得最佳值。因此，促進(jìn)了 AF操作的加速。而且，當(dāng)從圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)得知要針對(duì)哪個(gè)對(duì)象進(jìn)行拍攝并且認(rèn)為可能期望分割相位差檢測(cè)區(qū)域40以增加AF精度時(shí)，通過圖5中描述的方法來計(jì)算對(duì)焦位置。圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的AF處理序列的流程圖，所述第一實(shí)施例是通過使用下級(jí)單元(例如，數(shù)字信號(hào)處理單元26)執(zhí)行的系統(tǒng)控制單元29。
當(dāng)AF操作開始，首先在步驟SI中確定焦距是否比某個(gè)值更短(步驟SI)。例如，當(dāng)用戶輸入長(zhǎng)焦側(cè)拍攝設(shè)置時(shí)，由于焦距變長(zhǎng)，所以接著是步驟S2，其中，相位差檢測(cè)區(qū)域40被分割成多個(gè)區(qū)域。在本示例中，它被分割成4個(gè)區(qū)域。然后，在下一個(gè)步驟S3中通過對(duì)分割的區(qū)域中的每一個(gè)執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算來計(jì)算分割的區(qū)域評(píng)估曲線1、I1、II1、IV，并且在下一個(gè)步驟S4中通過對(duì)分割的區(qū)域評(píng)估曲線1、I1、II1、IV求和來獲得總評(píng)估曲線V。然后，接著是步驟S7，其中，通過執(zhí)行子像素插值來為總評(píng)估曲線V獲得最佳評(píng)估值，并且計(jì)算提供最佳評(píng)估值的相位差量(散焦量)。然后，在下一個(gè)步驟S8中通過控制聚焦鏡頭的位置來執(zhí)行對(duì)焦控制，并且終止該處理。例如，當(dāng)用戶輸入廣角側(cè)拍攝設(shè)置時(shí)，由于作為步驟SI的確定的結(jié)果焦距是短的，所以在步驟SI后接著是步驟S5。在步驟S5將相位差檢測(cè)區(qū)域40作為不被分割的一個(gè)區(qū)域?qū)Υ?，并且在步驟S6中，對(duì)于在相位差檢測(cè)區(qū)域40中添加的相位差檢測(cè)像素Ix中獲得的圖4的曲線X和在相位差檢測(cè)像素Iy中獲得的曲線Y執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算。并且然后，基于作為相關(guān)運(yùn)算的結(jié)果而獲得的總評(píng)估曲線來計(jì)算散焦量(步驟S7)，并且執(zhí)行聚焦鏡頭的對(duì)焦控制(步驟S8)。在利用不同的焦距對(duì)相同的對(duì)象進(jìn)行拍攝的情況下，具有短焦距的對(duì)象圖像具有許多高頻分量，并且具有長(zhǎng)焦距的對(duì)象圖像具有許多低頻分量。當(dāng)在AF精度的方面中被考慮時(shí)，由于當(dāng)許多高頻分量存在時(shí)相位差A(yù)F—般是高度可靠的，所以可以獲得足夠的精度而不分割區(qū)域。相反，當(dāng)許多低頻分量存在時(shí)，可以通過分割區(qū)域來提高AF精度。分割數(shù)目的增加充當(dāng)妨礙AF的加速的因素，因?yàn)閳?zhí)行相關(guān)運(yùn)算花費(fèi)時(shí)間。因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)在短焦距(其中，認(rèn)為AF精度本來是高的)中進(jìn)行拍攝時(shí)，避免了相位差檢測(cè)區(qū)域40的分割，并且僅當(dāng)在長(zhǎng)焦距中進(jìn)行拍攝時(shí)，對(duì)相位差檢測(cè)區(qū)域40進(jìn)行分割，以便促進(jìn)AF精度的提高 。因此，在本實(shí)施例中，甚至利用設(shè)置有小圖像捕捉元件的圖像捕捉設(shè)備，也可以獲得相當(dāng)于單鏡頭反光照相機(jī)的高速度AF和高精度AF的高速度AF和高精度AF0圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖6中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在本實(shí)施例中，在步驟SI中確定焦距。當(dāng)在長(zhǎng)焦距中拍攝時(shí)，接著是步驟S2a，在步驟S2a中，將區(qū)域分割數(shù)目設(shè)置為“4”。而且，當(dāng)在短焦距中拍攝時(shí)，接著是步驟S2b，在步驟S2b中，將區(qū)域分割數(shù)目設(shè)置為“2”。并且然后，接著是步驟S3、S4、S7、S8，并且終止該處理。在圖6的實(shí)施例中，雖然進(jìn)行了“分割區(qū)域”和“不分割區(qū)域”的情況分類，但是，不要求總是選擇不對(duì)區(qū)域進(jìn)行分割的分割數(shù)目“I”。通過如圖7的實(shí)施例中那樣減少區(qū)域切割數(shù)目，可以促進(jìn)相關(guān)運(yùn)算處理時(shí)間的縮短和AF操作的加速。圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖6中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在本實(shí)施例中，在步驟Sll中，確定圖像捕捉設(shè)備10是否被設(shè)置在臉部檢測(cè)模式中。在設(shè)備被設(shè)置在臉部檢測(cè)模式中的情況下，接著是步驟S2，在步驟S2中，對(duì)相位差檢測(cè)區(qū)域40進(jìn)行分割。然后，接著進(jìn)行下列處理步驟S6、S7、S8。
在設(shè)置了臉部檢測(cè)模式的情況下，可以確定主對(duì)象是人。由于人臉大體是低頻圖像，所以難以確定焦點(diǎn)位置。因此，接著進(jìn)行步驟S2以分割相位差檢測(cè)區(qū)域40，從而提高AF精度。在未設(shè)置臉部檢測(cè)模式的情況下，可以確定主對(duì)象是不同于人的對(duì)象。即使人被反映在該對(duì)象中，它也僅是背景的一部分，并且不需要聚焦在人上。因此，在步驟S5中將相位差檢測(cè)區(qū)域40作一個(gè)區(qū)域?qū)Υ?，并且促進(jìn)了 AF操作的加速。圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖7中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在本實(shí)施例中，在步驟Sll中，確定圖像捕捉設(shè)備10是否被設(shè)置在臉部檢測(cè)模式中。在設(shè)備被設(shè)置在臉部檢測(cè)模式中的情況下，接著執(zhí)行步驟S2a以將相位差檢測(cè)區(qū)域40分割成4份，并且然后接著執(zhí)行后續(xù)步驟S3、S4、S7、S8。在設(shè)備未被設(shè)置在臉部檢測(cè)模式中的情況下，接著執(zhí)行步驟S2b以將相位差檢測(cè)區(qū)域40分割成2份，并且然后接著執(zhí)行后續(xù)步驟S3、S4、S7、S8。以這種方式，如本實(shí)施例中圖8那樣，取決于設(shè)備是否像被設(shè)置在臉部檢測(cè)模式中來選擇AF精度的提高或AF操作的加速。圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖8中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在本實(shí)施例中，在步驟S12中，確定圖像捕捉設(shè)備10是否被設(shè)置在活動(dòng)圖像拍攝模式中。在設(shè)備被設(shè)置在靜止圖像拍攝模式中的情況下，相位差檢測(cè)區(qū)域40被分割成多個(gè)區(qū)域(步驟S2)，并且在設(shè)備被設(shè)置在活動(dòng)圖像拍攝模式中的情況下，通過將相位差檢測(cè)區(qū)域40設(shè)置成一個(gè)區(qū)域來促進(jìn)AF操作的加速(步驟S5)。通常，要求對(duì)焦高清晰度圖像用于靜止圖像，并且在活動(dòng)圖像中所要求的清晰度低于靜止圖像的清晰度。 因此，在靜止圖像拍攝模式中進(jìn)行區(qū)域分割以增加AF精度，并且優(yōu)選的是，在活動(dòng)圖像拍攝模式中不進(jìn)行用于AF操作的加速的區(qū)域分割。圖11是圖示根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖9中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在本實(shí)施例中，在步驟S12中，確定圖像捕捉設(shè)備10被設(shè)置在靜止圖像拍攝模式還是活動(dòng)圖像拍攝模式中。在設(shè)備被設(shè)置在靜止圖像拍攝模式中的情況下，相位差檢測(cè)區(qū)域40被分割成4份(步驟S2a)以提高AF精度。在設(shè)備被設(shè)置在活動(dòng)圖像拍攝模式中的情況下，相位差檢測(cè)區(qū)域被分割成2份(步驟S2b)以通過減少分割數(shù)目來促進(jìn)AF操作的加速。圖12是圖示根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖8中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在本實(shí)施例中，在步驟S13中，確定圖像捕捉設(shè)備1 0是否被設(shè)置在夜景拍攝模式中。在設(shè)備被設(shè)置在夜景拍攝模式中的情況下，執(zhí)行步驟S2，并且在設(shè)備未被設(shè)置在夜景拍攝模式中的情況下，執(zhí)行步驟S5。關(guān)于夜景，由于通常對(duì)象一般是黑暗的，所以難以獲得AF精度。由于這個(gè)原因，在設(shè)備被設(shè)置在夜景拍攝模式中的情況下，執(zhí)行步驟S2以分割相位差檢測(cè)區(qū)域，從而有助于AF操作的加速。 圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖8中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在本實(shí)施例中，在步驟S14中，確定圖像捕捉設(shè)備10是否被設(shè)置在活動(dòng)對(duì)象拍攝模式中。在設(shè)備被設(shè)置在活動(dòng)對(duì)象拍攝模式中的情況下，執(zhí)行步驟S5，并且在設(shè)備未被設(shè)置在活動(dòng)對(duì)象拍攝模式中的情況下，執(zhí)行步驟S2。在拍攝該活動(dòng)對(duì)象的情況下，即，在拍攝活動(dòng)目標(biāo)的情況下，可以計(jì)算AF速度。因此，在活動(dòng)對(duì)象拍攝模式中，接著是步驟S5，其中在認(rèn)真查看AF速度而不分割區(qū)域的情況下在相位差A(yù)F中檢測(cè)對(duì)焦位置。圖14和圖15分別是圖示本發(fā)明的第九和第十實(shí)施例的AF處理序列的流程圖。對(duì)與圖8和圖9中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在這些實(shí)施例中，在步驟S15中，確定記錄像素的數(shù)目的設(shè)置是否大于某個(gè)數(shù)目。AF (自動(dòng)聚焦)所需的精度取決于像素的節(jié)距。隨著存儲(chǔ)像素的數(shù)目的增加，AF所需的精度增加。因此，在存儲(chǔ)像素的數(shù)目大的情況下，執(zhí)行步驟S2 (或圖15的步驟S2a)以增加區(qū)域分割數(shù)目，并且在存儲(chǔ)像素的數(shù)目小的情況下，執(zhí)行圖14的步驟S5(或圖15的步驟S2b)以減少區(qū)域分 割數(shù)目。圖16和圖17分別是圖示本發(fā)明的第十一和第十二實(shí)施例的處理序列的流程圖。對(duì)與圖8和圖9中的處理步驟相同的處理步驟分配相同的步驟編號(hào)，并且將省略這些處理步驟的詳細(xì)的描述。在上文描述的實(shí)施例中，在步驟S16中，確定在圖像捕捉設(shè)備10中設(shè)置的ISO靈敏度是否高于某個(gè)靈敏度。隨著ISO靈敏度的下降，噪音變得更少，并且AF所需的精度變得更高。因此，在ISO靈敏度低的情況下，執(zhí)行圖16的步驟S2 (或圖17的步驟S2a)以增加區(qū)域分割數(shù)目。而且，在ISO靈敏度高的情況下，執(zhí)行圖16的步驟S5 (或圖17的步驟S2b)以減少區(qū)域分割數(shù)目。如上文所描述的，在上文描述的實(shí)施例中的每一個(gè)中，基于諸如圖像捕捉設(shè)備10的拍攝模式的設(shè)置信息等來確定對(duì)象是否需要AF精度以及對(duì)象是否需要高速度AF，并且然后確定相位差檢測(cè)區(qū)域的分割數(shù)目。因此，可以通過根據(jù)對(duì)象圖像使用適當(dāng)?shù)膮^(qū)域分割數(shù)目來進(jìn)行相位差A(yù)F處理，并且甚至利用安裝有小圖像捕捉元件的圖像捕捉設(shè)備，也可以獲得相當(dāng)于單鏡頭反光照相機(jī)的高速度AF和高精度AF的高速度AF和高精度AF。而且，雖然已經(jīng)使用圖6至圖12單獨(dú)描述了實(shí)施例中的每一個(gè)，但是明顯的是，可以組合多個(gè)實(shí)施例。例如，關(guān)于夜景拍攝模式，已經(jīng)描述的是，在設(shè)備未被設(shè)置在夜景拍攝模式中的情況下，不分割區(qū)域。然而，在設(shè)備未被設(shè)置在夜景拍攝模式中的情況下，確定設(shè)備是否被設(shè)置在另一個(gè)拍攝模式中，并且當(dāng)設(shè)備被設(shè)置在另一個(gè)拍攝模式中時(shí)，確定是否需要高速AF或確定是否需要高精度AF，使得可以切換區(qū)域分割的存在/不存在或區(qū)域分割數(shù)目。此外，在上文描述的實(shí)施例中的每一個(gè)中，雖然照相機(jī)側(cè)已經(jīng)基于諸如拍攝模式等的設(shè)置信息來自動(dòng)地確定對(duì)象是否需要高速度AF，但是它可以被配置成使得高速度AF/高精度AF可以由用戶設(shè)置和輸入，并且區(qū)域分割數(shù)目可以由用戶指定和輸入。此外，雖然在上文描述的實(shí)施例中，已經(jīng)通過使用其中由于光瞳分割的像素對(duì)形成相位差檢測(cè)像素并且被部署成在相對(duì)的方向上偏移，光線屏蔽孔徑被形成為小的示例做出了本描述，但是通過光瞳分割來形成相位差檢測(cè)像素的方法并不限于此。例如，可以通過安裝微型鏡頭到成對(duì)像素上來對(duì)該成對(duì)像素進(jìn)行光瞳分割。
此外，雖然在上文描述的實(shí)施例中已經(jīng)通過相加所有的分割的區(qū)域評(píng)估曲線獲得了總評(píng)估曲線，但是不必將所有分割的區(qū)域評(píng)估曲線作為將被相加的對(duì)象(通過運(yùn)算處理來處理的對(duì)象)，而是可以對(duì)于不可靠或具有在很大程度上與其它分割的區(qū)域評(píng)估曲線的最小值的位置不同的最小值的位置的分割的區(qū)域評(píng)估曲線之外的分割的區(qū)域評(píng)估曲線，執(zhí)行相加并且計(jì)算多個(gè)區(qū)域的相關(guān)的運(yùn)算曲線，可以進(jìn)一步促進(jìn)AF精度的提聞。此外，雖然在上文描述的實(shí)施例已經(jīng)圍繞其中檢測(cè)相位差的成對(duì)像素被安裝在離散的、周期性的位置上的示例做出了本描述，但是所述成對(duì)像素不一定安裝在離散的、周期性的位置并且可以在隨機(jī)位置上(即使安裝在相同行中的相位差檢測(cè)像素是在隨機(jī)位置處，也可計(jì)算曲線X、Y)。而且，所有像素可以被設(shè)置為相位差檢測(cè)像素。上述實(shí)施例的圖像捕捉設(shè)備和對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，該圖像捕捉設(shè)備包括:圖像捕捉元件，其中成對(duì)像素二維地布置在相位差檢測(cè)區(qū)域中，所述成對(duì)像素由光瞳分割的第一相位差檢測(cè)像素和第二相位差檢測(cè)像素配置，所述相位差檢測(cè)區(qū)域被設(shè)置在捕捉對(duì)象的圖像的光接收表面上；聚焦鏡頭，所述聚焦鏡頭被部署在所述圖像捕捉元件的光路的前端處并且在所述光接收表面上形成對(duì)焦在對(duì)象上的光學(xué)圖像；以及控制裝置，所述控制裝置計(jì)算在從所述第一相位差檢測(cè)像素輸出的關(guān)于所述成對(duì)像素的一側(cè)布置方向的第一檢測(cè)信息的第一分布曲線與從所述第二相位差檢測(cè)像素輸出的關(guān)于所述一側(cè)布置方向的第二檢測(cè)信息的第二分布曲線之間的相位差，并且基于所述相位差驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并且將所述聚焦鏡頭控制到所述對(duì)焦位置，其中所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法包括:基于所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)來確定將所述相位差檢測(cè)區(qū)域在垂直于所述相位差的檢測(cè)方向的方向上被分割成的分割數(shù)目設(shè)置成第一分割數(shù)目η還是設(shè)置成大于η的第二分割數(shù)目m，通過計(jì)算在通過將所述相位差檢測(cè)區(qū)域分割成所述η份或所述m份而形成的分割的區(qū)域中的每一個(gè)的所述第一檢測(cè)信息與所述第二檢測(cè)信息之間的相關(guān)性來為每個(gè)分割的區(qū)域計(jì)算相關(guān)運(yùn)算曲線，以及從通過對(duì)于所述多個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線進(jìn)行所需的計(jì)算處理而獲得的總評(píng)估曲線獲取散焦量以驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并且將所述聚焦鏡頭控制到所述對(duì)焦位置。并且，所述圖像捕 捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，所述第一分割數(shù)目η包括1，并且當(dāng)η=1時(shí)，所述分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線被設(shè)置為所述多個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線。并且，實(shí)施例的所述圖像捕捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，基于焦距來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)所述焦距小于臨界值時(shí)，選擇第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)所述焦距大于所述臨界值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。并且，實(shí)施例的所述圖像捕捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，基于是否設(shè)置臉部檢測(cè)模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置所述臉部檢測(cè)模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)未設(shè)置所述臉部檢測(cè)模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m0并且，實(shí)施例的所述圖像捕捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，基于是否設(shè)置靜止圖像拍攝模式或是否設(shè)置活動(dòng)圖像拍攝模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置所述活動(dòng)圖像拍攝模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)設(shè)置所述靜止圖像拍攝模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
并且，實(shí)施例的所述圖像捕捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，基于是否設(shè)置夜景模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)未設(shè)置所述夜景模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)設(shè)置所述夜景模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。并且，實(shí)施例的所述圖像捕捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，基于是否設(shè)置活動(dòng)對(duì)象拍攝模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置所述活動(dòng)對(duì)象拍攝模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)未設(shè)置所述活動(dòng)對(duì)象拍攝模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。并且，實(shí)施例的所述圖像捕捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，基于所設(shè)置的記錄像素的設(shè)置數(shù)目來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)存儲(chǔ)像素的數(shù)目小于某個(gè)值時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)記錄像素的數(shù)目大于該值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。并且，實(shí)施例的所述圖像捕捉設(shè)備和所述對(duì)焦位置檢測(cè)方法的特征在于，根據(jù)設(shè)置的拍攝靈敏度來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)所述拍攝靈敏度大于某個(gè)值時(shí)，選擇所述第一分割數(shù) 目n，并且當(dāng)所述拍攝靈敏度小于該值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m0根據(jù)上文描述的實(shí)施例，由于照相機(jī)側(cè)基于照相機(jī)的設(shè)置狀態(tài)來確定哪個(gè)對(duì)象將被拍攝以便確定是否以高速度AF拍攝或以高精度AF進(jìn)行拍攝，所以甚至利用小圖像捕捉元件，也可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于單鏡頭反光照相機(jī)的高速度AF和高精度AF的高速度AF和高精度AF0工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明的對(duì)焦位置檢測(cè)方法當(dāng)被應(yīng)用于例如數(shù)字照相機(jī)尤其是緊湊型數(shù)字照相機(jī)、安裝有照相機(jī)的便攜式電話、安裝有照相機(jī)的電子設(shè)備、以及用于內(nèi)窺鏡的圖像捕捉元件時(shí)是有用的，因?yàn)榭梢垣@得高速度和高精度AF性能，而無論對(duì)象的狀態(tài)。本申請(qǐng)是基于2010年11月30日提交的日本專利申請(qǐng)N0.2010-267934并且該日本專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過弓I用整體并入本文。附圖標(biāo)記清單lx、ly:相位差檢測(cè)像素2x、2y:相位差檢測(cè)像素的孔徑10:圖像捕捉設(shè)備20:拍攝鏡頭21:固態(tài)圖像捕捉元件24:驅(qū)動(dòng)單元26:數(shù)字信號(hào)處理單元29:系統(tǒng)控制單元40:相位差檢測(cè)區(qū)域I，II，III，IV:分割的區(qū)域
權(quán)利要求
1.一種圖像捕捉設(shè)備，包括: 圖像捕捉元件，其中成對(duì)像素二維地布置在相位差檢測(cè)區(qū)域中，所述成對(duì)像素的每一個(gè)由光瞳分割的第一相位差檢測(cè)像素和第二相位差檢測(cè)像素來配置，所述相位差檢測(cè)區(qū)域被設(shè)置在捕捉對(duì)象的圖像的光接收表面上； 聚焦鏡頭，所述聚焦鏡頭被部署在所述圖像捕捉元件的光路的前端處并且在所述光接收表面上形成對(duì)焦在所述對(duì)象上的光學(xué)圖像；以及 控制裝置，所述控制裝置計(jì)算在從所述第一相位差檢測(cè)像素輸出的關(guān)于所述成對(duì)像素的一側(cè)布置方向的第一檢測(cè)信息的第一分布曲線與從所述第二相位差檢測(cè)像素輸出的關(guān)于所述一側(cè)布置方向的第二檢測(cè)信息的第二分布曲線之間的相位差，并且基于所述相位差驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并將所述聚焦鏡頭控制到對(duì)焦位置，其中所述控制裝置包括: 裝置，用于基于所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)來確定將所述相位差檢測(cè)區(qū)域在垂直于所述相位差的檢測(cè)方向的方向上被分割成的分割數(shù)目設(shè)置成第一分割數(shù)目η還是大于η的第二分割數(shù)目m， 裝置，用于通過對(duì)于通過將所述相位差檢測(cè)區(qū)域分割成所述η份或所述m份而形成的分割的區(qū)域中的每一個(gè)，計(jì)算所述第一檢測(cè)信息與所述第二檢測(cè)信息之間的相關(guān)性，來為每個(gè)分割的區(qū)域計(jì)算相關(guān)運(yùn)算曲線，以及 裝置，用于從通過對(duì)于所述多個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線進(jìn)行所需的計(jì)算處理而獲得的總評(píng)估曲線獲取散焦量，以驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并且將所述聚焦鏡頭控制到所述對(duì)焦位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像捕捉設(shè)備，其中所述第一分割數(shù)目η包括1，并且當(dāng)η=1時(shí)，所述分割的區(qū)域的相 關(guān)運(yùn)算曲線被設(shè)置為所述多個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中基于焦距來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)所述焦距小于臨界值時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)所述焦距大于所述臨界值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中基于是否設(shè)置了臉部檢測(cè)模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置了所述臉部檢測(cè)模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)未設(shè)置所述臉部檢測(cè)模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中基于設(shè)置了靜止圖像拍攝模式還是設(shè)置了活動(dòng)圖像拍攝模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置了所述活動(dòng)圖像拍攝模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)設(shè)置了所述靜止圖像拍攝模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中基于是否設(shè)置了夜景模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)未設(shè)置所述夜景模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)設(shè)置了所述夜景模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中基于是否設(shè)置了活動(dòng)對(duì)象拍攝模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置了所述活動(dòng)對(duì)象拍攝模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)未設(shè)置所述活動(dòng)對(duì)象拍攝模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中基于所設(shè)置的記錄像素的設(shè)置數(shù)目來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)所述記錄像素的數(shù)目小于某個(gè)值時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)所述記錄像素的數(shù)目大于該值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像捕捉設(shè)備，其中基于所設(shè)置的拍攝靈敏度來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)所述拍攝靈敏度大于某個(gè)值時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)所述拍攝靈敏度小于該值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
10.一種圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，所述圖像捕捉設(shè)備包括圖像捕捉元件，其中成對(duì)像素二維地布置在相位差檢測(cè)區(qū)域中，所述成對(duì)像素由光瞳分割的第一相位差檢測(cè)像素和第二相位差檢測(cè)像素來配置，所述相位差檢測(cè)區(qū)域被設(shè)置在捕捉對(duì)象的圖像的光接收表面上；聚焦鏡頭，所述聚焦鏡頭被部署在所述圖像捕捉元件的光路的前端處并且在所述光接收表面上形成對(duì)焦在所述對(duì)象上的光學(xué)圖像；以及控制裝置，所述控制裝置計(jì)算在從所述第一相位差檢測(cè)像素輸出的關(guān)于所述成對(duì)像素的一側(cè)布置方向的第一檢測(cè)信息的第一分布曲線與從所述第二相位差檢測(cè)像素輸出的關(guān)于所述一側(cè)布置方向的第二檢測(cè)信息的第二分布曲線之間的相位差，并且基于所述相位差驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并且將所述聚焦鏡頭控制到所述對(duì)焦位置，其中所述方法包括: 基于所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)來確定將所述相位差檢測(cè)區(qū)域在垂直于所述相位差的檢測(cè)方向的方向上被分割成的分割數(shù)目設(shè)置成第一分割數(shù)目η還是設(shè)置成大于η的第二分割數(shù)目m， 通過對(duì)于通過將所述相位差檢測(cè)區(qū)域分割成所述η份或所述m份而形成的分割的區(qū)域中的每一個(gè)，計(jì)算在所述第一檢測(cè)信息與所述第二檢測(cè)信息之間的相關(guān)性，來為每個(gè)分割的區(qū)域計(jì)算相關(guān)運(yùn)算曲線，以及 從通過對(duì)于所述多個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線進(jìn)行所需的計(jì)算處理而獲得的總評(píng)估曲線獲取散焦量，以驅(qū)動(dòng)所述聚焦鏡頭并且將所述聚焦鏡頭控制到所述對(duì)焦位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中所述第一分割數(shù)目η包括1，并且當(dāng)η=1時(shí)，所述分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線被設(shè)置為所述多個(gè)分割的區(qū)域的相關(guān)運(yùn)算曲線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中基于焦距來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)所述焦距小于臨界值時(shí)，選擇第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)所述焦距大于所述臨界值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中基于是否設(shè)置了臉部檢測(cè)模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置了所述臉部檢測(cè)模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)未設(shè)置所述臉部檢測(cè)模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m0
14.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中基于設(shè)置了靜止圖像拍攝模式還是設(shè)置了活動(dòng)圖像拍攝模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置了所述活動(dòng)圖像拍攝模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)設(shè)置了所述靜止圖像拍攝模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
15.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中基于是否設(shè)置了夜景模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)未設(shè)置所述夜景模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)設(shè)置了所述夜景模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
16.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中基于是否設(shè)置了活動(dòng)對(duì)象拍攝模式來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)設(shè)置了所述活動(dòng)對(duì)象拍攝模式時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)未設(shè)置所述活動(dòng)對(duì)象拍攝模式時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
17.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中基于所設(shè)置的記錄像素的設(shè)置數(shù)目來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)存儲(chǔ)像素的數(shù)目小于某個(gè)值時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)所述記錄像素的數(shù)目大于該值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
18.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的圖像捕捉設(shè)備的對(duì)焦位置檢測(cè)方法，其中根據(jù)設(shè)置的拍攝靈敏度來確定所述圖像捕捉設(shè)備的設(shè)置狀態(tài)，使得當(dāng)所述拍攝靈敏度大于某個(gè)值時(shí)，選擇所述第一分割數(shù)目n，并且當(dāng)所述拍攝靈 敏度小于該值時(shí)，選擇所述第二分割數(shù)目m。
全文摘要
本發(fā)明的目的是，無論拍攝對(duì)象的狀態(tài)如何，都實(shí)現(xiàn)高速度和高精度的相位差自動(dòng)聚焦。提供的是一種成像設(shè)備，包括控制裝置，該控制裝置在光接收表面中的相位差檢測(cè)區(qū)域內(nèi)布置和形成光瞳分割的第一和第二相位差檢測(cè)像素(x,y)，并且基于在像素(x,y)的每一個(gè)檢測(cè)信息之間的相位差來將在圖像捕捉元件的前端處的聚焦鏡頭驅(qū)動(dòng)和控制到焦點(diǎn)位置。該控制裝置基于拍攝對(duì)象的狀態(tài)(例如，是廣角還是長(zhǎng)焦、是否是臉部檢測(cè)模式、或是否是夜景模式等等)確定應(yīng)當(dāng)將相位差檢測(cè)區(qū)域的分割數(shù)目設(shè)置成第一分割數(shù)目n(包括n=1)還是設(shè)置成大于n的第二分割數(shù)目m；通過對(duì)于通過將相位差檢測(cè)區(qū)域分割成n份或m份而形成的每一個(gè)分割區(qū)域，算術(shù)上找到第一信息與第二信息之間的相關(guān)性并且計(jì)算分割的區(qū)域評(píng)估曲線；對(duì)于每一個(gè)分割的區(qū)域的分割的區(qū)域評(píng)估曲線執(zhí)行指定的算術(shù)處理并且找到總評(píng)估曲線；以及從總評(píng)估曲線找到用于驅(qū)動(dòng)的散焦量以將聚焦鏡頭控制到對(duì)焦位置。
文檔編號(hào)G02B7/28GK103238098SQ201180057649
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者青木貴嗣 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社