調(diào)焦裝置及攝像裝置制造方法
【專利摘要】一種調(diào)焦裝置，其特征在于，包括：攝像部(22)，輸出與基于光學(xué)系統(tǒng)的像對應(yīng)的圖像信號；焦點(diǎn)檢測部(21)，進(jìn)行反復(fù)檢測光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的焦點(diǎn)檢測處理；光圈(34)，對入射到攝像部(22)的光束進(jìn)行限制；光圈驅(qū)動部(38)，驅(qū)動光圈(34)；啟動部(28)，使焦點(diǎn)檢測部(21)進(jìn)行的焦點(diǎn)檢測處理啟動；對焦判定部(21)，在進(jìn)行焦點(diǎn)檢測處理的啟動時(shí)，基于焦點(diǎn)檢測結(jié)果，進(jìn)行反復(fù)判定光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)是否為對焦?fàn)顟B(tài)的對焦判定處理；模式設(shè)定部(28)，能夠設(shè)定動畫攝影模式；以及控制部(21)，在光圈(34)被驅(qū)動的情況下，控制對焦判定部(21)進(jìn)行的對焦判定處理，在設(shè)定成動畫攝影模式的情況下，即使在光圈(34)被驅(qū)動的情況下，控制部(21)也允許對焦判定處理。
【專利說明】調(diào)焦裝直及攝像裝直
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及調(diào)焦裝置及攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往公知一種技術(shù)，攝像元件具有多個焦點(diǎn)檢測用像素，基于該焦點(diǎn)檢測用像素的輸出，檢測光學(xué)系統(tǒng)的像面的偏離量，從而檢測光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-189312號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的課題
[0007]但是在現(xiàn)有技術(shù)中,在驅(qū)動光圈期間，隨著光圈的開口直徑的變化，光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)也變化，因此為了適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行對焦判定，需要在驅(qū)動光圈期間禁止對焦判定，在光圈的驅(qū)動結(jié)束后進(jìn)行對焦判定，因此，存在到進(jìn)行對焦判定為止耗費(fèi)時(shí)間的情況。
[0008]本發(fā)明要解決的課題在于提供一種能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦的調(diào)焦裝置。
[0009]用于解決課題的方案
[0010]本發(fā)明通過以下解決方式來解決上述課題。
[0011]本發(fā)明的調(diào)焦裝置的特征在于，包括:攝像部，拍攝基于光學(xué)系統(tǒng)的像，輸出與所拍攝的像對應(yīng)的圖像信號；焦點(diǎn)檢測部，基于從上述攝像部輸出的上述圖像信號，進(jìn)行反復(fù)檢測上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的焦點(diǎn)檢測處理；光圈，對通過上述光學(xué)系統(tǒng)而入射到上述攝像部的光束進(jìn)行限制；光圈驅(qū)動部，驅(qū)動上述光圈；啟動部，使上述焦點(diǎn)檢測部進(jìn)行的上述焦點(diǎn)檢測處理啟動；對焦判定部，在通過上述啟動部進(jìn)行上述焦點(diǎn)檢測處理的啟動時(shí)，基于上述焦點(diǎn)檢測部作出的焦點(diǎn)檢測結(jié)果，進(jìn)行反復(fù)判定上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)是否為對焦?fàn)顟B(tài)的對焦判定處理；模式設(shè)定部，能夠設(shè)定動畫攝影模式；以及控制部，在通過上述光圈驅(qū)動部驅(qū)動上述光圈的情況下，控制上述對焦判定部進(jìn)行的上述對焦判定處理，在設(shè)定成上述動畫攝影模式的情況下，即使在通過上述光圈驅(qū)動部驅(qū)動上述光圈的情況下，上述控制部也允許上述對焦判定處理。
[0012]在上述調(diào)焦裝置的發(fā)明中，可以構(gòu)成為，上述模式判定部除了能夠設(shè)定上述動畫攝影模式之外，還能夠設(shè)定靜止圖像攝影模式，在設(shè)定成上述靜止圖像攝影模式的情況下，在通過上述光圈驅(qū)動部驅(qū)動上述光圈的情況下，上述控制部禁止上述對焦判定處理。
[0013]在上述調(diào)焦裝置的發(fā)明中，可以構(gòu)成為，上述焦點(diǎn)檢測部利用相位差反復(fù)檢測基于上述光學(xué)系統(tǒng)的像面的偏差量，從而能夠進(jìn)行檢測上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測。
[0014]在上述調(diào)焦裝置的發(fā)明中，可以構(gòu)成為，上述焦點(diǎn)檢測部基于上述攝像部的受光面所具備的焦點(diǎn)檢測像素的輸出，利用相位差反復(fù)檢測基于上述光學(xué)系統(tǒng)的像面的偏差量，從而能夠進(jìn)行檢測上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測。
[0015]本發(fā)明的攝像裝置的特征在于，具備上述調(diào)焦裝置。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是表不第一實(shí)施方式的相機(jī)的框圖。
[0019]圖2是表示圖1所示的攝像元件的攝像面的主視圖。
[0020]圖3是放大圖2的III部而示意性地表示焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的排列的主視圖。
[0021]圖4是將攝像像素221中的一個放大表示的主視圖。
[0022]圖5(A)是將焦點(diǎn)檢測像素222a中的一個放大表示的主視圖，圖5(B)是將焦點(diǎn)檢測像素222b中的一個放大表示的主視圖。
[0023]圖6是將攝像像素221中的一個放大表示的剖視圖。
[0024]圖7 (A)是將焦點(diǎn)檢測像素222a中的一個放大表示的剖視圖，圖7(B)是將焦點(diǎn)檢測像素222b中的一個放大表示的剖視圖。
[0025]圖8是沿圖3的VII1-VIII線的剖視圖。
[0026]圖9是表示本實(shí)施方式的相機(jī)的動作例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面，基于【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0028]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)I的主要部分結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施方式的數(shù)碼相機(jī)I (以下簡稱為相機(jī)I)由相機(jī)主體2和鏡頭鏡筒3構(gòu)成，該相機(jī)主體2和鏡頭鏡筒3通過固定架部4可拆裝地結(jié)合。
[0029]鏡頭鏡筒3是可相對于相機(jī)主體2拆裝的可換鏡頭。如圖1所示，在鏡頭鏡筒3中內(nèi)置有包括透鏡31、32、33以及光圈34的攝影光學(xué)系統(tǒng)。
[0030]透鏡32是聚焦透鏡，通過沿光軸LI方向移動，能夠調(diào)節(jié)攝影光學(xué)系統(tǒng)的焦距。聚焦透鏡32設(shè)置成能夠沿著鏡頭鏡筒3的光軸LI移動，通過編碼器35檢測其位置，并通過聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36調(diào)節(jié)其位置。
[0031]沿著該聚焦透鏡32的光軸LI的移動機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)并不特別限定。如果列舉一例，在固定于鏡頭鏡筒3的固定筒上可旋轉(zhuǎn)地插入有旋轉(zhuǎn)筒，在該旋轉(zhuǎn)筒的內(nèi)周面形成有螺旋槽，并且固定聚焦透鏡32的透鏡框的端部嵌合于螺旋槽。并且，通過聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36使旋轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，從而固定于透鏡框的聚焦透鏡32沿著光軸LI直進(jìn)移動。
[0032]如上所述，通過使旋轉(zhuǎn)筒相對于鏡頭鏡筒3旋轉(zhuǎn)，固定于透鏡框的聚焦透鏡32沿著光軸LI方向直進(jìn)移動，但作為其驅(qū)動源的聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36設(shè)置于鏡頭鏡筒3。聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36和旋轉(zhuǎn)筒通過例如由多個齒輪構(gòu)成的變速機(jī)連接，將聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36的驅(qū)動軸向任一方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時(shí)以預(yù)定的傳動比傳遞到旋轉(zhuǎn)筒，并且通過旋轉(zhuǎn)筒向任一方向旋轉(zhuǎn)，固定于透鏡框的聚焦透鏡32向光軸LI的任意方向直進(jìn)移動。另外，聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36的驅(qū)動軸向反方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時(shí),構(gòu)成變速機(jī)的多個齒輪也向反方向旋轉(zhuǎn)，聚焦透鏡32向光軸LI的反方向直進(jìn)移動。
[0033]聚焦透鏡32的位置由編碼器35檢測。如上所述，聚焦透鏡32的光軸LI方向的位置與旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)角相關(guān)，因此如果檢測例如旋轉(zhuǎn)筒相對于鏡頭鏡筒3的相對的旋轉(zhuǎn)角，就能夠求出其位置。
[0034]作為本實(shí)施方式的編碼器35，可以使用如下編碼器等:通過光斷續(xù)器等光傳感器檢測與旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動連接的旋轉(zhuǎn)圓板的旋轉(zhuǎn)，輸出與轉(zhuǎn)速對應(yīng)的脈沖信號的編碼器；或者使設(shè)置于固定筒或旋轉(zhuǎn)筒中的任一方的柔性印刷布線板的表面的編碼器圖案與設(shè)置于固定筒和旋轉(zhuǎn)筒中的另一方的電刷接點(diǎn)接觸，利用檢測電路檢測與旋轉(zhuǎn)筒的移動量(旋轉(zhuǎn)方向或任意光軸方向均可)對應(yīng)的接觸位置的變化的編碼器。
[0035]聚焦透鏡32通過上述旋轉(zhuǎn)筒的旋轉(zhuǎn)能夠在從相機(jī)機(jī)身側(cè)的端部(也稱為極近端)到被拍攝體側(cè)的端部(也稱為無限遠(yuǎn)端)之間沿著光軸LI方向移動。并且，由編碼器35檢測出的聚焦透鏡32的當(dāng)前位置信息經(jīng)由透鏡控制部37向后述的相機(jī)控制部21發(fā)送，基于該信息而計(jì)算出的聚焦透鏡32的驅(qū)動位置從相機(jī)控制部21經(jīng)由透鏡控制部37而被發(fā)送，從而驅(qū)動聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36。
[0036]光圈34為了限制穿過上述攝影光學(xué)系統(tǒng)而到達(dá)攝像元件22的光束的光量并調(diào)整虛化量，構(gòu)成為能夠調(diào)節(jié)以光軸LI為中心的開口直徑?；诠馊?4進(jìn)行的開口直徑的調(diào)節(jié)例如通過如下方式來進(jìn)行，即通過將在自動曝光模式中計(jì)算出的適當(dāng)?shù)拈_口直徑從相機(jī)控制部21經(jīng)由透鏡控制部37向光圈驅(qū)動部38發(fā)送。另外，也可以通過如下方式來進(jìn)行，即基于設(shè)于相機(jī)主體2的操作部28的手動操作，將所設(shè)定的開口直徑從相機(jī)控制部21經(jīng)由透鏡控制部37輸入到光圈驅(qū)動部38。另一方面,光圈34的開口直徑被未圖不的光圈開口傳感器檢測出來，由透鏡控制部37識別出當(dāng)前的開口直徑。另外，在本實(shí)施方式中，為了防止在動畫攝影中由光圈34發(fā)出的驅(qū)動音被錄音，鏡頭控制部37在進(jìn)行動畫攝影時(shí)，將光圈驅(qū)動部38進(jìn)行的光圈34的驅(qū)動控制成比靜止圖像攝影時(shí)速度低。
[0037]另一方面，在相機(jī)主體2上，接收來自上述攝影光學(xué)系統(tǒng)的光束LI的攝像元件22設(shè)置于攝影光學(xué)系統(tǒng)的預(yù)定焦點(diǎn)面上，在其前表面設(shè)有快門23。攝像元件22由(XD、CMOS等設(shè)備構(gòu)成，將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號并向相機(jī)控制部21發(fā)送。向相機(jī)控制部21發(fā)送的攝影圖像信息逐次被發(fā)送到液晶驅(qū)動電路25并顯示于觀察光學(xué)系統(tǒng)的電子取景器(EVF) 26，并且在完全按下操作部28所具備的釋放按鈕(未圖示)的情況下，其攝影圖像信息記錄到作為記錄介質(zhì)的存儲器24。存儲器24可以使用可拆裝的卡型存儲器、內(nèi)置型存儲器中的任一種。另外，在攝影元件22的攝像面的前方配置有用于截止紅外光的紅外線截止濾波器以及用于防止圖像的折疊噪聲的光學(xué)低通濾波器。攝像元件22的結(jié)構(gòu)的詳情將后述。
[0038]在相機(jī)主體2上設(shè)有用于觀察攝像元件22所拍攝的像的觀察光學(xué)系統(tǒng)。本實(shí)施方式的觀察光學(xué)系統(tǒng)具備由液晶顯示元件構(gòu)成的電子取景器(EVF) 26、對其進(jìn)行驅(qū)動的液晶驅(qū)動電路25以及目鏡27。液晶驅(qū)動電路25讀入由攝像元件22拍攝并向相機(jī)控制部21發(fā)送的攝影圖像信息，基于此來驅(qū)動電子取景器26。由此，用戶可以通過目鏡27來觀察當(dāng)前的攝影圖像。另外，也可以取代基于光軸L2的上述觀察光學(xué)系統(tǒng)、或者除了上述觀察光學(xué)系統(tǒng)之外，在相機(jī)主體2的背面等設(shè)置液晶顯示器，在該液晶顯示器顯示攝影圖像。[0039]在相機(jī)主體2設(shè)有相機(jī)控制部21。相機(jī)控制部21通過設(shè)置于固定架部4的電信號接點(diǎn)部41與透鏡控制部37電連接，從該透鏡控制部37接收透鏡信息，并且向透鏡控制部37發(fā)送散焦量、光圈開口直徑等信息。另外，相機(jī)控制部21如上所述地從攝像元件22讀出像素輸出，并且針對讀出的像素輸出，根據(jù)需要實(shí)施預(yù)定的信息處理從而生成圖像信息，將生成的圖像信息向電子取景器26的液晶驅(qū)動電路25、存儲器24輸出。另外，相機(jī)控制部21檢測來自攝像元件22的圖像信息的校正或鏡頭鏡筒3的調(diào)焦?fàn)顟B(tài)、光圈調(diào)節(jié)狀態(tài)等，進(jìn)行相機(jī)I整體的控制。
[0040]并且，相機(jī)控制部21除了上述之外，基于從攝像元件22讀出的像素?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)行相位檢測方式下的攝影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的檢測以及對比度檢測方式下的攝影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的檢測。另外，針對具體的焦點(diǎn)狀態(tài)的檢測方法將后述。
[0041]操作部28是快門釋放按鈕、動畫攝影按鈕、以及用戶用來設(shè)定相機(jī)I的各種動作模式的輸入開關(guān)等，能夠進(jìn)行自動對焦模式/手動對焦模式的切換。另外，操作部28能夠進(jìn)行靜止圖像攝影模式/動畫攝影模式的切換，在選擇了動畫攝影模式時(shí)，由攝影者按下動畫攝影按鈕，從而可以進(jìn)行動畫圖像的攝影。并且，由該操作部28設(shè)定的各種模式被發(fā)送到相機(jī)控制部21，通過該相機(jī)控制部21控制相機(jī)I整體的動作。并且，快門釋放按鈕包括通過半按按鈕而接通的第一開關(guān)SWl和通過完全按下按鈕而接通的第二開關(guān)SW2。
[0042]接著，對本實(shí)施方式的攝像元件22進(jìn)行說明。
[0043]圖2是表示攝像元件22的攝像面的主視圖，圖3是放大圖2的III部而示意性地表示焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的排列的主視圖。
[0044]本實(shí)施方式的攝像元件22如圖3所示，多個攝像像素221在攝像面的平面上二維排列，由具有使綠色的波長區(qū)域透過的彩色濾光片(color filter)的綠像素G、具有使紅色的波長區(qū)域透過的彩色濾光片的紅像素R以及具有使藍(lán)色的波長區(qū)域透過的彩色濾光片的藍(lán)像素B進(jìn)行所謂的拜耳排列(Bayer Arrangement)而成。即，在相鄰的4個像素組223 (密集正方格子排列)中，在一個對角線上排列有2個綠像素，在另一個對角線上排列有各I個紅像素和藍(lán)像素。以該拜耳排列的像素組223為單位，將該像素組223在攝像元件22的攝像面上二維地反復(fù)排列，從而構(gòu)成攝像元件22。
[0045]另外，單位像素組223的排列除了圖示的密集正方格子以外，例如也可以形成為密集六角格子排列。另外，彩色濾光片的結(jié)構(gòu)、排列并不限定于此，也可以采用補(bǔ)色濾光片(綠:G、黃:Ye、品紅:Mg、青:Cy)的排列。
[0046]圖4是將攝像像素221中的一個放大表示的主視圖，圖6是剖視圖。一個攝像像素221由微透鏡2211、光電轉(zhuǎn)換部2212、未圖示的彩色濾光片構(gòu)成，如圖6的剖視圖所示，在攝像元件22的半導(dǎo)體電路基板2213的表面嵌裝有光電轉(zhuǎn)換部2212，在其表面形成有微透鏡2211。光電轉(zhuǎn)換部2212形成為利用微透鏡2211接收通過攝影光學(xué)系統(tǒng)的出瞳(例如Fl.0)的攝像光束的形狀，接收攝像光束。
[0047]另外，在攝像元件22的攝像面的中心以及相對于中心左右對稱的位置這三個部位，取代上述攝像像素221而設(shè)有排列了焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的焦點(diǎn)檢測像素列22a、22b、22c。并且，如圖3所示，一個焦點(diǎn)檢測像素列由多個焦點(diǎn)檢測像素222a以及222b彼此相鄰地交互地排列成一橫排(22a、22c、22c)而構(gòu)成。在本實(shí)施方式中，焦點(diǎn)檢測像素222a以及222b在拜耳排列的攝像像素221的綠像素G和藍(lán)像素B的位置上不設(shè)置間隙地緊密地排列。
[0048]另外，圖2所示的焦點(diǎn)檢測像素列22a?22c的位置并不僅限于圖示的位置，也可以配置于任意一處、兩處或者四處以上的位置。另外，在實(shí)際的焦點(diǎn)檢測時(shí)，也可以通過攝影者對操作部28進(jìn)行手動操作而從配置的多個焦點(diǎn)檢測像素列22a?22c中將所希望的焦點(diǎn)檢測像素列作為焦點(diǎn)檢測區(qū)選擇出來。
[0049]圖5(A)是將焦點(diǎn)檢測像素222a中的一個放大表示的主視圖，圖7(A)是焦點(diǎn)檢測像素222a的剖視圖。另外，圖5(B)是將焦點(diǎn)檢測像素222b中的一個放大表示的主視圖，圖7(B)是焦點(diǎn)檢測像素222b的剖視圖。焦點(diǎn)檢測像素222a如圖5(A)所示，由微透鏡2221a、半圓形狀的光電轉(zhuǎn)換部2222a構(gòu)成，如圖7 (A)的剖視圖所示，在攝像元件22的半導(dǎo)體電路基板2213的表面嵌裝有光電轉(zhuǎn)換部2222a，在其表面形成有微透鏡2221a。另外，焦點(diǎn)檢測像素222b如圖5(B)所示，由微透鏡2221b、光電轉(zhuǎn)換部2222b構(gòu)成，如圖7(B)的剖視圖所示，在攝像元件22的半導(dǎo)體電路基板2213的表面嵌裝有光電轉(zhuǎn)換部2222b，在其表面形成有微透鏡2221b。并且，這些焦點(diǎn)檢測像素222a以及222b如圖3所示，彼此相鄰地交互地排列成一橫排，從而構(gòu)成圖2所示的焦點(diǎn)檢測像素列22a?22c。
[0050]另外，焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的光電轉(zhuǎn)換部2222a、2222b形成為利用微透鏡2221a、2221b接收通過攝影光學(xué)系統(tǒng)的出瞳的預(yù)定區(qū)域(例如F2.8)的光束的形狀。另外，焦點(diǎn)檢測像素222a、222b中沒有設(shè)置彩色濾光片，其分光特性綜合了進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的光電二極管的分光特性和未圖示的紅外線截止濾光片的分光特性。其中，也可以構(gòu)成為具備與攝像像素221相同的彩色濾光片中的一個，例如綠色濾光片。
[0051]另夕卜，圖5(A)、圖5(B)所示的焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的光電轉(zhuǎn)換部2222a、2222b為半圓形狀，但光電轉(zhuǎn)換部2222a、2222b的形狀并不限定于此，也可以是其他形狀，例如是橢圓形狀、矩形狀、多邊形狀。
[0052]在此，對基于上述焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的像素輸出來檢測攝影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的所謂的相位差檢測方式進(jìn)行說明。
[0053]圖8是沿圖3的VII1-VIII線的剖視圖，表示配置于攝影光軸LI附近的彼此相鄰的焦點(diǎn)檢測像素222a-l、222b-l、222a-2、222b-2分別接收從出瞳34的測距瞳341、342照射的光束ΑΒ1-1、ΑΒ2-1、ΑΒ1-2、ΑΒ2-2。另外，在圖8中，僅僅例示地表示了多個焦點(diǎn)檢測像素222a、222b中位于攝影光軸LI附近的焦點(diǎn)檢測像素，但對于圖8所示的焦點(diǎn)檢測像素以外的其他焦點(diǎn)檢測像素，也同樣地構(gòu)成為分別接收從一對測距瞳341、342照射的光束。
[0054]在此，出瞳34是在配置于攝影光學(xué)系統(tǒng)的預(yù)定焦點(diǎn)面的焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的微透鏡2221a、2221b的前方的距離D的位置處設(shè)定的像。距離D是對應(yīng)于微透鏡的曲率、折射率、微透鏡與光電轉(zhuǎn)換部的距離等唯一確定的值，將該距離D稱為測距瞳距離。另外，測距瞳341、342是指通過焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的微透鏡2221a、2221b分別投影的光電轉(zhuǎn)換部2222a、2222b的像。
[0055]另外，在圖8中，焦點(diǎn)檢測像素222a-l、222h~l、222a_2、222b_2的排列方向與一對測距瞳341、342的并列方向一致。
[0056]另外，如圖8所示，焦點(diǎn)檢測像素222a-l、222b-l、222a-2、222b_2的微透鏡2221a-l、2221b-l、2221a-2、2221b-2配置于攝影光學(xué)系統(tǒng)的預(yù)定焦點(diǎn)面附近。并且，配置于微透鏡 2221a-l、2221b-l、2221a-2、2221b-2 的背后的各光電轉(zhuǎn)換部 2222a_l、2222b_l、2222a-2、2222b-2 的形狀投影到從各微透鏡 2221a_l、2221b-l、2221a-2、2221b_2 離開測距距離D的出瞳34上，其投影形狀形成測距瞳341、342。
[0057]g卩，以在位于測距距離D的出瞳34上，使各焦點(diǎn)檢測像素的光電轉(zhuǎn)換部的投影形狀(測距瞳341、342) —致的方式來確定各焦點(diǎn)檢測像素中的微透鏡和光電轉(zhuǎn)換部的相對位置關(guān)系，由此來確定各焦點(diǎn)檢測像素中的光電轉(zhuǎn)換部的投影方向。
[0058]如圖8所示，焦點(diǎn)檢測像素222a_l的光電轉(zhuǎn)換部2222a_l輸出與由通過測距瞳341并向著微透鏡2221a-l的光束ABl-1在微透鏡2221a_l上形成的像的強(qiáng)度對應(yīng)的信號。同樣地，焦點(diǎn)檢測像素222a-2的光電轉(zhuǎn)換部2222a-2輸出與由通過測距瞳341并向著微透鏡2221a-2的光束AB1-2在微透鏡2221a_2上形成的像的強(qiáng)度對應(yīng)的信號。
[0059]另外，焦點(diǎn)檢測像素222b_l的光電轉(zhuǎn)換部2222b_l輸出與由通過測距瞳342并向著微透鏡2221b-l的光束AB2-1在微透鏡2221b_l上形成的像的強(qiáng)度對應(yīng)的信號。同樣地，焦點(diǎn)檢測像素222b-2的光電轉(zhuǎn)換部2222b-2輸出與由通過測距瞳342并向著微透鏡2221b-2的光束AB2-2在微透鏡2221b_2上形成的像的強(qiáng)度對應(yīng)的信號。
[0060]另外，將上述兩種焦點(diǎn)檢測像素222a、222b如圖3所示地呈直線狀地配置多個，通過將各焦點(diǎn)檢測像素222a、222b的光電轉(zhuǎn)換部2222a、2222b的輸出集中到與測距瞳341和測距瞳342分別對應(yīng)的輸出組，獲得與分別通過測距瞳341和測距瞳342的焦點(diǎn)檢測光束形成于焦點(diǎn)檢測像素列上的一對像的強(qiáng)度分布相關(guān)的數(shù)據(jù)。并且，對于該強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)，通過實(shí)施相關(guān)運(yùn)算處理或者相位差檢測處理等像偏差檢測運(yùn)算處理，能夠檢測所謂的相位差檢測方式下的像偏差量。
[0061]另外，通過對所獲得的像偏差量實(shí)施與一對測距瞳的重心間隔相應(yīng)的轉(zhuǎn)換運(yùn)算，能夠求出當(dāng)前的焦點(diǎn)面相對于預(yù)定焦點(diǎn)面(是指與預(yù)定焦點(diǎn)面上的微透鏡陣列的位置對應(yīng)的焦點(diǎn)檢測區(qū)中的焦點(diǎn)面)的偏差、即散焦量。
[0062]另外，這些相位差檢測方式下的像偏差量的運(yùn)算以及基于此的散焦量的運(yùn)算由相機(jī)控制部21執(zhí)行。
[0063]接著，參照圖9說明本實(shí)施方式的相機(jī)I的動作例。圖9是表示本實(shí)施方式的相機(jī)的動作例的流程圖。
[0064]首先，在步驟SlOl中，通過相機(jī)控制部21開始曝光控制。具體來說，相機(jī)控制部21例如通過多區(qū)分割測光計(jì)算攝影畫面整體的亮度值Bv，基于計(jì)算出的亮度值Bv決定用于獲得適當(dāng)?shù)钠毓獾墓馊Ζˇ?、攝像靈敏度Sv以及曝光時(shí)間Tv,基于所決定的光圈Αν、攝像靈敏度Sv以及曝光時(shí)間Tv來控制光圈34、攝像元件22，從而能夠控制對攝像元件22的曝光。例如，相機(jī)控制部21基于根據(jù)測光結(jié)果而決定的光圈Av,通過光圈驅(qū)動部38驅(qū)動光圈34，調(diào)節(jié)光圈34的開口直徑，從而能夠控制對攝像元件22的曝光。另外，這種曝光控制以預(yù)定的間隔反復(fù)執(zhí)行。
[0065]另外，在步驟S102中，通過相機(jī)控制部21開始相位差檢測方式下的散焦量的計(jì)算處理。在本實(shí)施方式中，相位差檢測方式下的散焦量的計(jì)算處理如下進(jìn)行。即，首先，通過相機(jī)控制部21，從構(gòu)成攝像元件22的3個焦點(diǎn)檢測像素列22a?22c的各焦點(diǎn)檢測像素222a、222b讀出與一對像對應(yīng)的一對像數(shù)據(jù)。接著，相機(jī)控制部21基于讀出的一對像數(shù)據(jù)執(zhí)行像偏差檢測運(yùn)算處理(相關(guān)運(yùn)算處理)。
[0066]具體來說，相機(jī)控制部21使從各焦點(diǎn)檢測像素列22a、22b、22c讀出的第一像數(shù)據(jù)列al、a2、……an與第二像數(shù)據(jù)列bl、b2、……bn—維地相對移動，并進(jìn)行下述式(I)所示的相關(guān)運(yùn)算。
[0067]C (k) = Σ I a (n+k) -b (η)...(I)
[0068]另外，在上述式(I)中，Σ運(yùn)算是針對η的累加運(yùn)算(相加運(yùn)算)，根據(jù)像偏差量k限定a (n+k)、b (η)的數(shù)據(jù)存在的范圍。另外，像偏差量k是整數(shù)，是以焦點(diǎn)檢測像素列22a~22c的像素間隔為單位的移動量。另外，在上述式(I)的運(yùn)算結(jié)果中，在一對像數(shù)據(jù)的相關(guān)度高的移動量中，相關(guān)量C (k)變得極小(越小則相關(guān)度越高)。
[0069]接著，相機(jī)控制部21基于計(jì)算出的相關(guān)量C(k)計(jì)算出相關(guān)量的極小值。在本實(shí)施方式中，例如使用以下的下述式(2)~(5)所示的三點(diǎn)差值的方法，能夠計(jì)算出相對于連續(xù)的相關(guān)量的極小值CU)以及給予極小值CU)的移動量X。另外，下述式所示的C(kj)是上述式⑴中得到的相關(guān)量C(k)中滿足C(k-l)≥C(k)以及C(k+1) >C(k)的條件的值。
[0070]D={C(kj-l)_C(kj+l)}/2 …(2)
[0071]C (X) =C (kj) -1D 1...(3)
[0072]x=kj+D/SL0P...(4)
[0073]SLOP=MAX {C (kj+1) -C (kj), C(kj-l) -C (kj)}...(5)
[0074]并且，相機(jī)控制部21基于能夠得到相關(guān)量的極小值C(x)的移動量X，根據(jù)下述式
(6)計(jì)算出散焦量df。
[0075]df=x.k …(6)
[0076]另外，在上述式(6)中，k是用于將能夠得到相關(guān)量的極小值CU)的移動量X轉(zhuǎn)換成散焦量的轉(zhuǎn)換系數(shù)(k因子)。轉(zhuǎn)換系數(shù)k對應(yīng)于光圈值來確定，光圈值越大則轉(zhuǎn)換系數(shù)為越大的值。這是因?yàn)?，光圈的開口直徑變化時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)也變化，在散焦量(當(dāng)前的焦點(diǎn)面相對于預(yù)定焦點(diǎn)面的偏差量)相同的情況下，光圈值越大(光圈34的開口直徑越小)，則能夠獲得相關(guān)量的極小值CU)的移動量X越小。
[0077]另外，相機(jī)控制部21這樣計(jì)算出散焦量并且對計(jì)算出的散焦量的可靠性進(jìn)行評價(jià)。散焦量的可靠性的評價(jià)例如可以基于一對像數(shù)據(jù)的一致度、對比度等來進(jìn)行。
[0078]另外，這種相位差檢測方式下的散焦量的計(jì)算和散焦量的可靠性的評價(jià)以預(yù)定的間隔反復(fù)執(zhí)行。
[0079]并且，在步驟S103中，通過相機(jī)控制部21來判定是否計(jì)算出了散焦量。在計(jì)算出了散焦量的情況下，判斷為能夠進(jìn)行測距，前進(jìn)到步驟S104。另一方面，在未能計(jì)算出散焦量的情況下，判斷為不能進(jìn)行測距，在步驟S103待機(jī)，直到能夠計(jì)算出散焦量為止。即，在本實(shí)施方式中，反復(fù)進(jìn)行曝光控制和散焦量的計(jì)算，直到能夠計(jì)算出散焦量為止。另外，在本實(shí)施方式中，即使在能夠計(jì)算出散焦量的情況下，在計(jì)算出的散焦量的可靠性低的情況下，也作為未能計(jì)算出散焦量的情況 來處理，在步驟S103待機(jī)。在本實(shí)施方式中，例如，在被拍攝體的對比度低的情況下、被拍攝體是超低亮度被拍攝體的情況下、或者被拍攝體是超高亮度被拍攝體的情況下等，判斷為散焦量的可靠性低。
[0080]在步驟S104中，由于判斷為計(jì)算出了散焦量，因此通過相機(jī)控制部21基于計(jì)算出的散焦量來計(jì)算將聚焦透鏡32驅(qū)動到對焦位置所需的透鏡驅(qū)動量。并且，計(jì)算出的透鏡驅(qū)動量經(jīng)由透鏡控制部37被發(fā)送到聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36。由此，通過聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)36，基于計(jì)算出的透鏡驅(qū)動量開始聚焦透鏡32的驅(qū)動。另外，在本實(shí)施方式中，在開始了聚焦透鏡32的驅(qū)動之后，也以預(yù)定的間隔反復(fù)進(jìn)行散焦量的計(jì)算，其結(jié)果是，在新計(jì)算出了散焦量的情況下，基于新計(jì)算出的散焦量來驅(qū)動聚焦透鏡32。
[0081]接著，在步驟S105中，通過相機(jī)控制部21來判斷是否在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動。在本實(shí)施方式中，以預(yù)定的間隔反復(fù)進(jìn)行曝光控制，在光圈Av在這種曝光控制中被變更的情況下，將所變更的光圈Av從相機(jī)控制部21經(jīng)由透鏡控制部37向光圈驅(qū)動部38發(fā)送，基于光圈Av，進(jìn)行光圈驅(qū)動部38的光圈34的驅(qū)動。在步驟S105中，這樣來判斷是否在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動，在判斷為在驅(qū)動光圈34的情況下，前進(jìn)到步驟S106，另一方面，在判斷為未在驅(qū)動光圈34的情況下，前進(jìn)到步驟S109。另外，在選擇了固定攝像靈敏度Sv地進(jìn)行攝影的曝光控制模式的情況下等，調(diào)節(jié)光圈Av而進(jìn)行曝光控制的情況變多，因此容易判斷出在驅(qū)動光圈34。
[0082]并且，在步驟S105中判斷為在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動的情況下，前進(jìn)到步驟S106，通過相機(jī)控制部21來判斷是否在進(jìn)行動畫攝影。例如，在選擇為動畫攝影模式的情況下，由攝影者按下了動畫攝影按鈕的情況下，相機(jī)控制部21判斷為開始進(jìn)行動畫攝影，前進(jìn)到步驟S109。另一方面，例如在選擇為靜止圖像攝影模式的情況下，相機(jī)控制部21判斷為進(jìn)行靜止圖像攝影而并沒有進(jìn)行動畫攝影，前進(jìn)到步驟S107。
[0083]在步驟S105中判斷為在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動、并且在步驟S106中判斷為在進(jìn)行靜止圖像攝影的情況下，前進(jìn)到步驟S107，通過相機(jī)控制部21，進(jìn)行禁止對焦判定的對焦判定禁止處理。另外，關(guān)于對焦判定將在下文敘述。
[0084]在步驟S108中，通過相機(jī)控制部21判斷光圈34的驅(qū)動是否已結(jié)束，在判斷為光圈34的驅(qū)動已結(jié)束的情況下，前進(jìn)到步驟S109，另一方面，在判斷為光圈34的驅(qū)動未結(jié)束的情況下，在步驟S108待機(jī)。即，在本實(shí)施方式中，在靜止圖像攝影中，在光圈34被驅(qū)動的情況下，禁止進(jìn)行對焦判定，直到光圈34的驅(qū)動結(jié)束為止反復(fù)進(jìn)行步驟S108。并且，在光圈34的驅(qū)動結(jié)束時(shí)，前進(jìn)到步驟S109。
[0085]并且，在步驟S108中判斷為光圈34的驅(qū)動已結(jié)束的情況下，前進(jìn)到步驟S109，通過相機(jī)控制部21來進(jìn)行允許對焦判定的對焦判定允許處理。另外，在步驟S105中判斷為未在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動的情況下、或者在步驟S106中判斷為在進(jìn)行動畫攝影的情況下，也前進(jìn)到步驟S109，通過相機(jī)控制部21進(jìn)行允許對焦判定的對焦判定允許處理。
[0086]在步驟SllO中，允許進(jìn)行對焦判定，因此通過相機(jī)控制部21進(jìn)行對焦判定。具體來說，相機(jī)控制部判斷計(jì)算出的散焦量的絕對值是否在預(yù)定值以下，在計(jì)算出的散焦量的絕對值在預(yù)定值以下的情況下，判斷為光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)是對焦?fàn)顟B(tài)，前進(jìn)到步驟S111，進(jìn)行對焦顯示。另一方面，相機(jī)控制部21在計(jì)算出的散焦量的絕對值大于預(yù)定值的情況下，判斷為光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)不是對焦?fàn)顟B(tài)，反復(fù)進(jìn)行步驟SllO的對焦判定。即，在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行聚焦透鏡32的驅(qū)動的期間也反復(fù)進(jìn)行散焦量的計(jì)算，并且反復(fù)進(jìn)行對焦判定直到新計(jì)算出的散焦量的絕對值為預(yù)定值以下，在新計(jì)算出的散焦量的絕對值為預(yù)定值以下的情況下，進(jìn)行對焦顯示。另外，步驟Slll的對焦顯示例如由電子取景器26來進(jìn)行。
[0087]本實(shí)施方式的相機(jī)I如上所示地動作。
[0088]這樣一來，在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動并進(jìn)行靜止圖像攝影的情況下，禁止對焦判定，另一方面，即使在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動的情況下，在進(jìn)行動畫攝影的情況下也允許對焦判定，進(jìn)行對焦判定。由此，在本實(shí)施方式中，能夠得到如下的效果。即，在驅(qū)動光圈34的情況下，存在由于光圈34的開口直徑變化而導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)也變化，無法利用對應(yīng)于光圈值而確定的轉(zhuǎn)換系數(shù)k(k因子)來適當(dāng)?shù)赜?jì)算散焦量的情況，存在無法適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行基于散焦量的對焦判定的情況。因此，直到光圈34的驅(qū)動結(jié)束為止禁止進(jìn)行對焦判定，在光圈34的驅(qū)動結(jié)束之后開始進(jìn)行對焦判定，從而能夠適當(dāng)?shù)赜?jì)算散焦量，能夠基于散焦量適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行對焦判定。但是，在進(jìn)行動畫攝影的情況下，若直到光圈34的驅(qū)動結(jié)束為止禁止進(jìn)行對焦判定，則在例如為了不使光圈34發(fā)出的驅(qū)動音被錄音，而在動畫攝影時(shí)以與靜止圖像攝影時(shí)相比低的速度驅(qū)動光圈34的情況下等，在直到光圈34的驅(qū)動停止為止的較長的期間被判斷成焦點(diǎn)狀態(tài)為非對焦?fàn)顟B(tài)，由此，例如存在因直到聚焦透鏡32成為對焦?fàn)顟B(tài)為止持續(xù)進(jìn)行驅(qū)動等而導(dǎo)致無法適當(dāng)?shù)嘏臄z動畫圖像的問題。對此，在本實(shí)施方式中，只要是在動畫攝影時(shí)，即使在進(jìn)行光圈34的驅(qū)動的情況下，也允許進(jìn)行對焦判定，因此可以起到能夠有效地解決上述問題的效果。
[0089]另外，以上說明的實(shí)施方式是為了便于理解本發(fā)明而記載的，并不是為了限定本發(fā)明而記載的。因此，上述實(shí)施方式中公開的各要素的主旨在于也包括屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍的所有的設(shè)計(jì)變更、等同技術(shù)。
[0090]例如，在上述實(shí)施方式中，對在進(jìn)行曝光控制時(shí)，通過多區(qū)分割測光計(jì)算攝影畫面整體的亮度值Bv，并基于計(jì)算出的亮度值Bv進(jìn)行曝光控制的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但也可以構(gòu)成為例如在包括焦點(diǎn)檢測區(qū)的預(yù)定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)測光，從而計(jì)算出包括焦點(diǎn)檢測區(qū)的預(yù)定區(qū)域內(nèi)的亮度值SpotBv，并基于計(jì)算出的亮度值SpotBv來進(jìn)行曝光控制。
[0091]另外，在上述實(shí)施方式中，對利用相位差計(jì)算散焦量，并基于計(jì)算出的散焦量進(jìn)行檢測光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，但并不限定于該結(jié)構(gòu)，例如也可以構(gòu)成為進(jìn)行對比度檢測方式下的焦點(diǎn)檢測。例如，也可以構(gòu)成為，相機(jī)控制部21以預(yù)定的取樣間隔(距離)驅(qū)動聚焦透鏡32，并在各自的透鏡位置上讀出攝像元件22的攝像像素221的輸出，將讀出的像素輸出的高頻成分利用高頻濾波器提取出來，對其進(jìn)行累計(jì)從而求出焦點(diǎn)評價(jià)值，將焦點(diǎn)評價(jià)值最大的聚焦透鏡32的透鏡位置作為對焦位置求出?；蛘?，也可以構(gòu)成為同時(shí)進(jìn)行相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測以及對比度檢測方式下的焦點(diǎn)檢測。
[0092]進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，例示了攝像元件22具有攝像像素221和焦點(diǎn)檢測像素222a、222b，在攝像元件22所具有的焦點(diǎn)檢測像素222a、222b進(jìn)行相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測的結(jié)構(gòu)，但并不限定于該結(jié)構(gòu)，也可以構(gòu)成為將進(jìn)行相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測的焦點(diǎn)檢測模塊相對于攝像元件22獨(dú)立地設(shè)置。
[0093]另外，上述實(shí)施方式的相機(jī)I并不特別限定，本發(fā)明也可以適用于例如數(shù)碼攝像機(jī)、數(shù)碼單反相機(jī)、鏡頭一體型的數(shù)碼相機(jī)、移動電話用的相機(jī)等其他光學(xué)設(shè)備。
[0094]標(biāo)號說明
[0095]1:數(shù)碼相機(jī)
[0096]2:相機(jī)主體
[0097]21:相機(jī)控制部
[0098]22:攝像元件
[0099]221:攝像像素
[0100]222a、222b:焦點(diǎn)檢測像素[0101]28:操作部
[0102]3:鏡頭鏡筒
[0103]32:聚焦透鏡
[0104]36:聚焦透鏡驅(qū)動馬達(dá)
[0105]37:透鏡控制部
[0106]38:光圈驅(qū)動部
【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)焦裝置，其特征在于， 包括:攝像部，拍攝基于光學(xué)系統(tǒng)的像，輸出與所拍攝的像對應(yīng)的圖像信號； 焦點(diǎn)檢測部，基于從上述攝像部輸出的上述圖像信號，進(jìn)行反復(fù)檢測上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的焦點(diǎn)檢測處理； 光圈，對通過上述光學(xué)系統(tǒng)而入射到上述攝像部的光束進(jìn)行限制； 光圈驅(qū)動部，驅(qū)動上述光圈； 啟動部，使上述焦點(diǎn)檢測部進(jìn)行的上述焦點(diǎn)檢測處理啟動； 對焦判定部，在通過上述啟動部進(jìn)行上述焦點(diǎn)檢測處理的啟動時(shí)，基于上述焦點(diǎn)檢測部作出的焦點(diǎn)檢測結(jié)果，進(jìn)行反復(fù)判定上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)是否為對焦?fàn)顟B(tài)的對焦判定處理； 模式設(shè)定部，能夠設(shè)定動畫攝影模式；以及 控制部，在通過上述光圈驅(qū)動部驅(qū)動上述光圈的情況下，控制上述對焦判定部進(jìn)行的上述對焦判定處理， 在設(shè)定成上述動畫攝影模式的情況下，即使在通過上述光圈驅(qū)動部驅(qū)動上述光圈的情況下，上述控制部也允許上述對焦判定處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其特征在于， 上述模式判定部除了能夠設(shè)定上述動畫攝影模式之外，還能夠設(shè)定靜止圖像攝影模式， 在設(shè)定成上述靜止圖像攝影模式的情況下，在通過上述光圈驅(qū)動部驅(qū)動上述光圈的情況下，上述控制部禁止上述對焦判定處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其特征在于， 上述焦點(diǎn)檢測部利用相位差反復(fù)檢測基于上述光學(xué)系統(tǒng)的像面的偏差量，從而能夠進(jìn)行檢測上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置，其特征在于， 上述焦點(diǎn)檢測部基于上述攝像部的受光面所具備的焦點(diǎn)檢測像素的輸出，利用相位差反復(fù)檢測基于上述光學(xué)系統(tǒng)的像面的偏差量，從而能夠進(jìn)行檢測上述光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)的相位差檢測方式下的焦點(diǎn)檢測。
5.一種攝像裝置，具備權(quán)利要求1所述的調(diào)焦裝置。
【文檔編號】G03B13/36GK103814322SQ201280045792
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月22日
【發(fā)明者】高原宏明 申請人:株式會社尼康