焦點(diǎn)檢測裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及相的制造方法
【專利摘要】焦點(diǎn)檢測裝置包括：多個(gè)微透鏡，其呈二維狀配置，供透過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光束入射；多個(gè)受光元件，其與多個(gè)微透鏡分別對(duì)應(yīng)配置；焦點(diǎn)檢測部，其基于多個(gè)受光元件的輸出，檢測通過了成像光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的多個(gè)光束的相位差，進(jìn)行成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)偏移量的檢測；以及識(shí)別部，其基于多個(gè)受光元件的輸出，對(duì)由多個(gè)微透鏡在多個(gè)受光元件上形成的被攝體像的特征進(jìn)行識(shí)別，焦點(diǎn)檢測部用與由識(shí)別部識(shí)別出的被攝體像的特征適合的方法進(jìn)行焦點(diǎn)偏移量的檢測。
【專利說明】焦點(diǎn)檢測裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及相機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焦點(diǎn)檢測裝置、焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及相機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]已知有進(jìn)行對(duì)于呈二維狀排列的微透鏡的各個(gè)排列多個(gè)受光元件并基于這些多個(gè)受光元件的受光輸出來檢測被攝體像的像偏移量的、所謂的相位差檢測方式的焦點(diǎn)檢測的焦點(diǎn)檢測裝置。例如，在專利文獻(xiàn)I中記載了如下的焦點(diǎn)檢測裝置:檢測多個(gè)方向的對(duì)比度，并基于該對(duì)比度來從多個(gè)方向中選擇進(jìn)行焦點(diǎn)檢測的方向。
[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2009 - 198771號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明要解決的問題
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，存在由于被攝體的不同而進(jìn)行不準(zhǔn)確且不高效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的問題。
[0008]用于解決問題的手段
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第I方案，焦點(diǎn)檢測裝置具備:多個(gè)微透鏡，其呈二維狀配置，供透過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光束入射；多個(gè)受光元件，其與多個(gè)微透鏡分別對(duì)應(yīng)配置；焦點(diǎn)檢測部，其基于多個(gè)受光元件的輸出，檢測通過了成像光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的多個(gè)光束的相位差，進(jìn)行成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)偏移量的檢測；以及識(shí)別部，其基于多個(gè)受光元件的輸出，對(duì)由多個(gè)微透鏡在多個(gè)受光元件上形成的被攝體像的特征進(jìn)行識(shí)別，焦點(diǎn)檢測部用與由識(shí)別部識(shí)別出的被攝體像的特征相適合的方法進(jìn)行焦點(diǎn)偏移量的檢測。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第2方案，第I方案的焦點(diǎn)檢測裝置中，被攝體像的特征是被攝體像的圖案。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第3方案，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置具備:多個(gè)微透鏡，其呈二維狀配置，供透過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光束入射；多個(gè)受光元件，其與多個(gè)微透鏡分別對(duì)應(yīng)地配置在該微透鏡的后側(cè)；識(shí)別部，其基于多個(gè)受光元件的受光輸出，對(duì)由多個(gè)微透鏡在多個(gè)受光元件上形成的被攝體像的圖案進(jìn)行識(shí)別；以及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，其基于受光輸出，檢測分別通過了成像光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的一對(duì)光束的相位差，進(jìn)行成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部進(jìn)行與由識(shí)別部識(shí)別出的被攝體像的圖案相適合的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第4方案，第3方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，識(shí)別部至少能夠識(shí)別周期圖案、邊緣圖案和漸變圖案。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第5方案，第3或4方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，根據(jù)由識(shí)別部識(shí)別出的被攝體像的圖案，切換下述的至少任意一方:為了作成用于檢測相位差的一對(duì)信號(hào)列而選擇的多個(gè)受光元件的位置、一對(duì)信號(hào)列的幅度、為了作成一對(duì)信號(hào)列所使用的受光元件的數(shù)量、是否對(duì)一對(duì)信號(hào)列除去低頻信號(hào)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第6方案，第3?5中任一方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，基于由識(shí)別部識(shí)別出的被攝體像的圖案，判定檢測出的相位差是否表示偽對(duì)焦。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第7方案，第6方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在判定為檢測到的相位差表示偽對(duì)焦時(shí)，基于孔徑角更小的一對(duì)光束再次進(jìn)行相位差的檢測。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第8方案，第6方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在判定為檢測到的相位差表示偽對(duì)焦時(shí)，使成像光學(xué)系統(tǒng)所包含的聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第9方案，第6?8中任一方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在由識(shí)別部識(shí)別到由多個(gè)微透鏡的各自在配置于該微透鏡的后側(cè)的多個(gè)受光元件上形成不一樣的圖案、且檢測到的相位差為預(yù)定的閾值以下的情況下，判定為檢測到的相位差表示偽對(duì)焦。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第10方案，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置包括:多個(gè)微透鏡，其呈二維狀配置，供透過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光束入射，成像光學(xué)系統(tǒng)包括聚焦透鏡；多個(gè)受光元件，其與多個(gè)微透鏡分別對(duì)應(yīng)地配置在透過了該微透鏡的光束入射的位置；識(shí)別部，其基于多個(gè)受光元件的受光輸出，對(duì)由多個(gè)微透鏡在多個(gè)受光元件上形成的被攝體像的周期圖案進(jìn)行識(shí)別；相位差檢測部，其基于受光輸出，檢測分別通過了成像光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的一對(duì)光束的相位差；以及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，其基于由相位差檢測部檢測到的相位差來驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡，進(jìn)行成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)，焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在由識(shí)別部識(shí)別出周期圖案時(shí)，向該周期圖案的周期變長的方向驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第11方案，第10方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，識(shí)別部，對(duì)受光輸出進(jìn)行傅里葉變換，在空間頻率區(qū)域識(shí)別周期圖案。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第12方案，第10或11方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，識(shí)別部，根據(jù)與多個(gè)微透鏡中的至少一個(gè)微透鏡對(duì)應(yīng)的多個(gè)受光元件的受光輸出來檢測邊緣，由此識(shí)別周期圖案。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第13方案，第10或11方案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置中，識(shí)別部，對(duì)于多個(gè)微透鏡中的至少2個(gè)微透鏡，合計(jì)與該微透鏡對(duì)應(yīng)的多個(gè)受光元件的受光輸出，并比較2個(gè)合計(jì)值，由此識(shí)別周期圖案。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第14方案，相機(jī)具備權(quán)利要求3?13中任一項(xiàng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，能夠進(jìn)行與被攝體的圖案相符的準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的可換鏡頭式的相機(jī)系統(tǒng)的剖視圖。
[0026]圖2是焦點(diǎn)檢測單元104的立體圖。
[0027]圖3是使來自微透鏡13的光束的入射范圍重疊于受光元件陣列12的受光面的示意圖。
[0028]圖4是說明由機(jī)身控制裝置101進(jìn)行的焦點(diǎn)檢測方法的圖。
[0029]圖5是示意性表示焦點(diǎn)與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)對(duì)象的被攝體對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)的圖。
[0030]圖6是示意性表示焦點(diǎn)與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)對(duì)象的被攝體未對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)的圖。
[0031]圖7是表示機(jī)身控制裝置101所識(shí)別的圖案的例子的圖。
[0032]圖8是由機(jī)身控制裝置101執(zhí)行的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)控制的流程圖。
[0033]圖9是在圖8的步驟S130中調(diào)出的受光圖案識(shí)別處理的流程圖。
[0034]圖10是表示機(jī)身控制裝置101所識(shí)別的周期圖案的例子的圖。
[0035]圖11是由機(jī)身控制裝置101執(zhí)行的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)控制的流程圖。
[0036]圖12是在圖11的步驟S350中調(diào)出的偽對(duì)焦檢測處理的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037](第一實(shí)施方式)
[0038]圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的可換鏡頭式的相機(jī)系統(tǒng)的剖視圖。相機(jī)I由相機(jī)機(jī)身100、和可在相機(jī)機(jī)身100上裝卸的可換鏡頭200構(gòu)成。
[0039]在可換鏡頭200設(shè)有由多個(gè)透鏡202、203、204構(gòu)成的攝影光學(xué)系統(tǒng)和具有開口部的光圈205。來自被攝體的光束通過攝影光學(xué)系統(tǒng)和光圈205的開口部,而入射到相機(jī)機(jī)身100。此外，在圖1中圖示了由3個(gè)透鏡構(gòu)成攝影光學(xué)系統(tǒng)，但可以由若干透鏡構(gòu)成攝影光學(xué)系統(tǒng)。另外，在圖1中，光圈205設(shè)于透鏡203與透鏡204之間,但如公知那樣,光圈205可以位于攝影光學(xué)系統(tǒng)的前方或后方，也可以位于其他透鏡之間。
[0040]攝影光學(xué)系統(tǒng)所含的透鏡203是調(diào)節(jié)攝影光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)位置的聚焦透鏡。聚焦透鏡203經(jīng)由由齒輪等構(gòu)成的未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而與透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206連接。透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206具有步進(jìn)馬達(dá)等未圖示的致動(dòng)器，使聚焦透鏡203在沿著攝影光學(xué)系統(tǒng)的光軸L的方向D上驅(qū)動(dòng)。
[0041]在光圈205連接有光圈驅(qū)動(dòng)裝置207。光圈驅(qū)動(dòng)裝置207具有步進(jìn)馬達(dá)等未圖示的致動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來使光圈205的開口直徑R變化。
[0042]相機(jī)機(jī)身100具有拍攝由攝影光學(xué)系統(tǒng)成像的被攝體像的CXD和/或CMOS等拍攝元件102。拍攝元件102被配置成拍攝面與攝影光學(xué)系統(tǒng)的預(yù)定焦點(diǎn)面一致。在相機(jī)機(jī)身100內(nèi)的、攝影光學(xué)系統(tǒng)與拍攝元件102的拍攝面之間設(shè)有半透半反鏡103。半透半反鏡103例如由半透鏡(pelliclemirror)等構(gòu)成,使來自攝影光學(xué)系統(tǒng)的被攝體光的一部分相對(duì)于拍攝元件102透射，并使其余的被攝體光反射到相機(jī)機(jī)身100的上部。該反射光向設(shè)于相機(jī)機(jī)身100上部的焦點(diǎn)檢測單元104入射。關(guān)于焦點(diǎn)檢測單元104的結(jié)構(gòu)將后面詳述。
[0043]相機(jī)機(jī)身100具備由微型處理器和/或其外圍電路構(gòu)成的機(jī)身控制裝置101。機(jī)身控制裝置101通過讀取并執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)于未圖示的存儲(chǔ)介質(zhì)中的預(yù)定的控制程序，來控制相機(jī)機(jī)身100的各部分。可換鏡頭200同樣具備由微型處理器和/或其外圍電路構(gòu)成的鏡頭控制裝置201。鏡頭控制裝置201通過讀取并執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)于未圖示的存儲(chǔ)介質(zhì)中的預(yù)定的控制程序，來控制可換鏡頭200的各部分。此外，也可以由進(jìn)行與上述控制程序相當(dāng)?shù)墓ぷ鞯碾娮与娐穪順?gòu)成機(jī)身控制裝置101和/或鏡頭控制裝置201。
[0044]機(jī)身控制裝置101和鏡頭控制裝置201被構(gòu)成為能夠經(jīng)由設(shè)于鏡頭安裝部周邊的未圖示的電接點(diǎn)而相互通信。機(jī)身控制裝置101通過經(jīng)由該電接點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，將例如聚焦透鏡203的驅(qū)動(dòng)指令和/或光圈205的驅(qū)動(dòng)指令發(fā)送到鏡頭控制裝置201。此外，也可以利用除了經(jīng)由電接點(diǎn)的電信號(hào)收發(fā)以外的方法(例如無線通信和/或光通信等)來進(jìn)行該數(shù)據(jù)通信。
[0045]當(dāng)進(jìn)行預(yù)定的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作(例如，未圖示的釋放開關(guān)的半按操作)時(shí)，機(jī)身控制裝置101根據(jù)焦點(diǎn)檢測單元104的輸出來檢測散焦(7 7 * —力7 )量，并向鏡頭控制裝置201發(fā)送用于以與該散焦量相應(yīng)的量驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203的驅(qū)動(dòng)指令。鏡頭控制裝置201根據(jù)該驅(qū)動(dòng)指令來使透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。由此，焦點(diǎn)對(duì)焦于預(yù)定的被攝體。
[0046]在相機(jī)I的背面設(shè)有例如由液晶等的顯示元件構(gòu)成的監(jiān)視器110。機(jī)身控制裝置101使用該監(jiān)視器110，來進(jìn)行例如所拍攝到的靜止圖像數(shù)據(jù)和/或動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)的再現(xiàn)、相機(jī)I的攝影參數(shù)(光圈值、快門速度等)的設(shè)定菜單和/或?qū)崟r(shí)取景(—畫)的顯不等。
[0047]在相機(jī)機(jī)身100的上部設(shè)有具有液晶等的顯示元件的電子取景單元108。攝影者能夠從取景部107經(jīng)由目鏡106而視覺識(shí)別出在電子取景單元108的顯示元件所顯示的被攝體像等。在相機(jī)I設(shè)定為攝影模式的期間，機(jī)身控制裝置101每隔預(yù)定間隔(例如60分之I秒)就使拍攝元件102拍攝被攝體像，基于該拍攝信號(hào)作成實(shí)時(shí)取景，并顯示于監(jiān)視器110和/或電子取景單元108。
[0048]在攝影模式時(shí)進(jìn)行預(yù)定的靜止畫面攝影操作(例如，未圖示的釋放開關(guān)的全按操作)時(shí)，機(jī)身控制裝置101進(jìn)行攝影控制。此時(shí)，機(jī)身控制裝置101控制未圖示的快門等，來使拍攝元件102拍攝被攝體像。然后，對(duì)從拍攝元件102輸出的拍攝信號(hào)施加各種圖像處理，作成靜止圖像數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于未圖示的存儲(chǔ)介質(zhì)(例如存儲(chǔ)卡等)。
[0049](焦點(diǎn)檢測單元104的說明)
[0050]圖2是焦點(diǎn)檢測單元104的立體圖。焦點(diǎn)檢測單元104由微透鏡陣列11、和設(shè)于微透鏡陣列11后側(cè)的受光元件陣列12構(gòu)成。
[0051]在微透鏡陣列11中，呈二維狀排列有大量微透鏡13。由半透半反鏡103反射的被攝體光通過這些微透鏡13的某一個(gè)而入射到受光元件陣列12的受光面。在受光元件陣列12的受光面(微透鏡陣列11側(cè)的面)，呈二維狀排列有大量供通過了各微透鏡13的各自的光束入射的受光元件群14。I個(gè)受光元件群14由排列成5列5行的共計(jì)25個(gè)受光元件構(gòu)成。也就是說，通過了某一個(gè)微透鏡13的光束，入射到某一個(gè)受光元件群14，構(gòu)成該受光元件群14的多個(gè)受光元件接受該光束。
[0052]微透鏡陣列11的表面(供被攝體光入射的面)的、不存在微透鏡13的部位由遮光掩模覆蓋。因而，不會(huì)有未通過微透鏡13的光束入射到受光元件陣列12的情況。
[0053]受光元件陣列12配置在從微透鏡陣列11離開相當(dāng)于微透鏡13的焦距的位置。在圖2中，為了方便，將微透鏡陣列11與受光元件陣列12之間的間隔d圖示得比實(shí)際大。
[0054]此外，在圖2中，僅圖示了微透鏡陣列11及受光元件陣列12的一部分。實(shí)際上，存在更多的微透鏡13及受光元件群14。另外，I個(gè)受光元件群14所含的受光元件的個(gè)數(shù)可以多于25個(gè)也可以少于25個(gè)，其排列也可以與圖2所示的不同。
[0055]圖3是將來自微透鏡13的光束的入射范圍重疊于受光元件陣列12的受光面的示意圖。當(dāng)攝影光學(xué)系統(tǒng)的F值與微透鏡13的F值一致時(shí)，來自一個(gè)微透鏡13的光束入射到包圍I個(gè)受光元件群14的圓15的范圍。在縮小光圈205、成為攝影光學(xué)系統(tǒng)的F值大于微透鏡13的F值(攝影光學(xué)系統(tǒng)比微透鏡13暗)的狀態(tài)時(shí)，該圓15變得小于圖3所示的尺寸。
[0056]此外，在成為攝影光學(xué)系統(tǒng)的F值小于微透鏡13的F值(攝影光學(xué)系統(tǒng)比微透鏡13明亮)的狀態(tài)時(shí)，圓15變得大于圖3所示的尺寸，成為各個(gè)圓15彼此有重合的狀態(tài)。SP，通過了微透鏡13的光束彼此產(chǎn)生串?dāng)_(cross talk)。由此,若通過了多個(gè)微透鏡13的光束入射到I個(gè)受光元件，則變得無法進(jìn)行準(zhǔn)確的焦點(diǎn)檢測。本實(shí)施方式的機(jī)身控制裝置101，在焦點(diǎn)檢測時(shí)縮小光圈205，使攝影光學(xué)系統(tǒng)的F值與微透鏡13的F值一致。也就是說，在焦點(diǎn)檢測時(shí)，被攝體光入射到圖3中圓15所示的范圍，由此不會(huì)發(fā)生上述的串?dāng)_。
[0057](焦點(diǎn)檢測方法的說明)
[0058]機(jī)身控制裝置101進(jìn)行基于焦點(diǎn)檢測單元104的輸出來檢測被攝體像的像偏移量的、所謂的相位差檢測方式的焦點(diǎn)檢測。以下，說明由機(jī)身控制裝置101進(jìn)行的焦點(diǎn)檢測方法。
[0059]圖4(a)是從圖3所示的大量受光元件群14抽出焦點(diǎn)檢測所使用的I列受光元件群14的圖。在圖4(a)中，圖示了 5個(gè)受光元件群14，但實(shí)際上優(yōu)選選擇更多的受光元件群14。以下，對(duì)在此說明所使用的受光元件群14，分別標(biāo)注受光元件群14a?14e這樣不同的附圖標(biāo)記進(jìn)行處理。
[0060]圖4(b)是示意性表示圖4(a)所示的受光元件群14a?14e與測距光瞳的關(guān)系的圖。微透鏡13a?13e被配置成其頂點(diǎn)與攝影光學(xué)系統(tǒng)的預(yù)定焦點(diǎn)面17大致一致。微透鏡13c將配置在其背后的一對(duì)受光元件161c、16rc的形狀投影在與微透鏡13c相距投影距離d2的出射光瞳20上，其投影形狀形成測距光瞳21、22。投影距離d2是根據(jù)微透鏡13c的曲率、折射率、微透鏡13c與受光元件陣列12之間的距離等而決定的距離。一對(duì)測距光瞳91、22和一對(duì)受光兀件161c、16rc隔著微透鏡13c而成為共軛的關(guān)系。
[0061]此外，在以上的說明中，為了方便，例示了屬于光軸L上的受光元件群14c的一對(duì)受光兀件161c、16rc和一對(duì)測距光瞳21、22，但也可以在位于離開光軸L的位置處的受光兀件群中，一對(duì)受光兀件分別接受從一對(duì)測距光瞳到達(dá)各微透鏡的光束。
[0062]受光兀件161c輸出與由通過測距光瞳22向微透鏡13c去的焦點(diǎn)檢測光束24在微透鏡13c上形成的像的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)。同樣，受光元件16rc輸出與由通過測距光瞳21向微透鏡13c去的焦點(diǎn)檢測光束23在微透鏡13c上形成的像的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的受光信號(hào)。
[0063]因此，通過從如圖4(a)所示那樣呈直線狀配置的多個(gè)受光元件群14a?14e分別得到與測距光瞳21及測距光瞳22對(duì)應(yīng)的一對(duì)受光元件的受光輸出，可獲得與分別通過測距光瞳21和測距光瞳22的焦點(diǎn)檢測光束在受光元件陣列12上形成的一對(duì)像的強(qiáng)度分布相關(guān)的信息。若對(duì)這些信息進(jìn)行公知的像偏移檢測運(yùn)算，則可檢測出采用所謂的光瞳分割型相位差檢測方式的一對(duì)像的像偏移量。進(jìn)而，通過對(duì)像偏移量進(jìn)行與一對(duì)測距光瞳21、22的重心間隔相應(yīng)的變換運(yùn)算，可算出當(dāng)前的成像面相對(duì)于預(yù)定焦點(diǎn)面的偏差即散焦量。
[0064]具體說明像偏移檢測運(yùn)算及變換運(yùn)算，機(jī)身控制裝置101首先對(duì)于受光元件群14a，將中央左端的3個(gè)受光元件161a的受光輸出相加而得的值作為a (I)。同樣，對(duì)于受光兀件群14b?14e的各個(gè),將中央左端的3個(gè)受光兀件161b?161e的受光輸出分別相加而作為a(2)?a(5)。接著，對(duì)于受光元件群14a?14e的各個(gè)，同樣將中央右端的3個(gè)受光元件16ra?16re的受光輸出分別相加而作為b (I)?b (5)。這樣作成的一對(duì)信號(hào)列a(i)和b(i)是上述的與一對(duì)像的強(qiáng)度分布相關(guān)的信息。機(jī)身控制裝置101對(duì)這些一對(duì)信號(hào)列之間，以每次將各信號(hào)列錯(cuò)開一點(diǎn)的方式進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，算出每個(gè)偏移量的相關(guān)量。然后，從該結(jié)果求出相關(guān)量成為極小的偏移量(相關(guān)成為極大的偏移量)。機(jī)身控制裝置101對(duì)該偏移量乘以預(yù)定的變換系數(shù)，由此來計(jì)算被攝體像相對(duì)于預(yù)定焦點(diǎn)面的散焦量。
[0065]此外，為了進(jìn)行焦點(diǎn)檢測而從大量受光元件群14中選擇的一列受光元件群14，可以用任意的方法來決定。例如，可以使用戶指定想要對(duì)焦的被攝體的位置，而選擇位于該位置處的受光元件群14，或者也可以選擇攝影畫面的中央等預(yù)先決定的位置處的受光元件群14。
[0066](在受光面上形成的周期圖案的說明)
[0067]機(jī)身控制裝置101在每次進(jìn)行焦點(diǎn)檢測及焦點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí)，利用公知的圖案匹配來識(shí)別通過微透鏡13而在受光元件陣列12的受光面上形成的像的圖案。并且，根據(jù)識(shí)別出的圖案，改變焦點(diǎn)檢測和/或焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的內(nèi)容。以下，說明在受光元件陣列12的受光面上形成的像的圖案。
[0068]圖5是示意性表示焦點(diǎn)與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)對(duì)象的被攝體對(duì)準(zhǔn)的情況下的、被攝體31、攝影光學(xué)系統(tǒng)30、被攝體像33、預(yù)定焦點(diǎn)面17、微透鏡陣列11及受光元件陣列12的圖。此夕卜，在圖5中，示意性地用一片透鏡表示攝影光學(xué)系統(tǒng)。
[0069]焦點(diǎn)與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)對(duì)象的被攝體31對(duì)準(zhǔn)的情況是指如下情況:即，如圖5(a)所示，由攝影光學(xué)系統(tǒng)30成像的被攝體31的像(被攝體像)33與預(yù)定焦點(diǎn)面17大致一致，且從被攝體31上的某一點(diǎn)32射出并通過了攝影光學(xué)系統(tǒng)30的光束35在預(yù)定焦點(diǎn)面17上收斂為允許彌散圓(permissiblecircle of confus1n)范圍之內(nèi)的大小。
[0070]圖5(b)表示焦點(diǎn)檢測單元104附近的放大圖。此時(shí)，在微透鏡13c的后側(cè)，如圖5 (c)所示，來自被攝體像33上的一點(diǎn)34的光束大致均勻地入射。來自這一點(diǎn)34的光束不會(huì)入射到其他微透鏡13，且在微透鏡13c的后側(cè)，也不會(huì)入射來自被攝體像33上的其他點(diǎn)的光束。
[0071]圖6是示意性表示焦點(diǎn)未與焦點(diǎn)調(diào)節(jié)對(duì)象的被攝體對(duì)準(zhǔn)的情況下的、被攝體31、攝影光學(xué)系統(tǒng)30、被攝體像33、預(yù)定焦點(diǎn)面17、微透鏡陣列11及受光元件陣列12的圖。
[0072]在由攝影光學(xué)系統(tǒng)30成像的被攝體31的像33與預(yù)定焦點(diǎn)面17相距微透鏡13的焦距的2倍以上時(shí)，如圖6(a)所示，從被攝體31上的某一點(diǎn)32射出并通過了攝影光學(xué)系統(tǒng)30的光束35，具有一定展寬地入射到預(yù)定焦點(diǎn)面17。也就是說，來自這一點(diǎn)32的光束35入射到多個(gè)微透鏡13。另外，如圖6(b)的放大圖所示，在I個(gè)微透鏡13c，入射有來自被攝體像33上的多個(gè)點(diǎn)的光束。由此，如圖6(c)所示，在微透鏡13c的后側(cè)，投影出與被攝體像33的形狀、以及被攝體像33與微透鏡13的位置關(guān)系相應(yīng)的像36。
[0073]接著，以圖7為例，說明本實(shí)施方式的機(jī)身控制裝置101識(shí)別并利用于焦點(diǎn)檢測和/或焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的圖案。
[0074]圖7 (al)示出具有上下方向的縱條紋的被攝體像33a。在該被攝體像33a成像于從預(yù)定焦點(diǎn)面17離開一定距離的位置時(shí)，在受光元件陣列12的受光面上形成圖7(a2)所示的圖案。此時(shí)，若從I個(gè)受光元件群14中得到沿橫向排成一列的受光元件的受光輸出，則該一列受光輸出包含與縱條紋對(duì)應(yīng)的多個(gè)峰值。
[0075]如此，在I個(gè)受光元件群14中，當(dāng)在特定方向上排成一列的受光元件的受光輸出包含多個(gè)峰值時(shí)，機(jī)身控制裝置101判定為被攝體31是具有周期圖案的周期被攝體。并且，在其后的焦點(diǎn)檢測運(yùn)算中，在散焦量的絕對(duì)值不足預(yù)定的閾值時(shí)(即判定為處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí))，判斷為該散焦量不準(zhǔn)確(即是偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài))。這是由于，若假設(shè)焦點(diǎn)與被攝體31對(duì)準(zhǔn)，則此時(shí)在I個(gè)受光元件群14，應(yīng)如圖5(c)所示那樣入射均勻光束，而不可能形成圖7 (a2)所示的圖案。
[0076]判斷為散焦量不準(zhǔn)確(處于偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài))的機(jī)身控制裝置101，減小檢測孔徑角(開角)而重新進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算。也就是說，取代圖4(a)所示的左右兩端的受光元件，而使用位于更內(nèi)側(cè)的受光元件來作成一對(duì)信號(hào)列，進(jìn)行像偏移檢測運(yùn)算及變換運(yùn)算。
[0077]接著，說明圖7(bl)的被攝體像。圖7(bl)示出在左右方向上具有清楚的邊界(邊緣)的被攝體像33b。在該被攝體像33b成像于從預(yù)定焦點(diǎn)面17離開一定距離的位置時(shí)，在受光元件陣列12的受光面上形成圖7 (b2)所示的圖案。
[0078]在從接近的一對(duì)受光元件群14檢測到完全不同的輸出(例如圓15a、15c)、且在其間的受光元件群14(例如圓15b)這兩種輸出反轉(zhuǎn)的情況下，機(jī)身控制裝置101判斷為被攝體31是具有邊緣圖案的邊緣被攝體。并且，在其后的焦點(diǎn)檢測運(yùn)算中，根據(jù)在檢測到的邊緣的垂直方向上排成一列的受光元件群14，作成用于像偏移檢測運(yùn)算的一對(duì)信號(hào)列。另外，在比通常時(shí)窄的范圍選擇用于作成一對(duì)信號(hào)列的受光元件群14，使信號(hào)列長比通常時(shí)短。這是因?yàn)椋捎谥懒舜嬖谇宄倪吘?，所以僅將該邊緣附近作為焦點(diǎn)檢測的對(duì)象即可。
[0079]接著，說明圖7 (Cl)的被攝體像。圖7 (Cl)示出具有在上下方向上亮度和/或色彩平緩變化的、所謂的漸變狀的圖案的被攝體像33c。在該被攝體像33c成像于從預(yù)定焦點(diǎn)面17離開一定距離的位置時(shí)，在受光元件陣列12的受光面上形成圖7(c2)所示的圖案。
[0080]在接近的多個(gè)受光元件群14具有同樣地伴隨平緩變化的(或者幾乎無變化)的受光輸出的情況下，機(jī)身控制裝置101判斷為被攝體31是具有漸變圖案的漸變被攝體。并且，在作成了一對(duì)信號(hào)列之后，若是通常的方式則對(duì)該信號(hào)列應(yīng)用高通濾波器除去多余的低頻成分，但此時(shí)不應(yīng)用高通濾波器就進(jìn)行像偏移檢測運(yùn)算。進(jìn)而，在作成的一對(duì)信號(hào)列中，在信號(hào)的高低差不足預(yù)定量時(shí)，判斷為被攝體31是低對(duì)比度、需要提高像偏移檢測運(yùn)算的精度，根據(jù)更多的受光元件作成一對(duì)信號(hào)列。例如，取代圖4(a)所示的將3個(gè)受光元件的輸出相加，而將6個(gè)受光元件的輸出相加來作成一對(duì)信號(hào)列。
[0081]如以上所示，本實(shí)施方式的機(jī)身控制裝置101根據(jù)通過微透鏡13而在受光元件陣列12上形成的像的圖案，將焦點(diǎn)檢測運(yùn)算從通常的運(yùn)算改變?yōu)榕c該圖案適合的內(nèi)容。如上所述，機(jī)身控制裝置101通過公知的圖案匹配來識(shí)別圖7(al)?圖7(cl)所例示的3個(gè)圖案(周期圖案、邊緣圖案、漸變圖案)。圖案匹配只要能至少識(shí)別這3個(gè)圖案即可，可以采用任何方式進(jìn)行。
[0082](焦點(diǎn)調(diào)節(jié)控制的說明)
[0083]圖8是由機(jī)身控制裝置101執(zhí)行的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)控制的流程圖。圖8所示的處理包含于機(jī)身控制裝置101從未圖示的存儲(chǔ)器讀取并執(zhí)行的控制程序中。
[0084]首先，在步驟S100，機(jī)身控制裝置101判定是否由用戶進(jìn)行了預(yù)定的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作(例如釋放開關(guān)的半按操作)。機(jī)身控制裝置101反復(fù)執(zhí)行步驟SlOO直到進(jìn)行了焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作，在進(jìn)行了焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作時(shí)進(jìn)入步驟S110。機(jī)身控制裝置101在步驟SllO中進(jìn)行受光元件陣列12的蓄積控制，在步驟S120讀取各受光元件群14的受光輸出。機(jī)身控制裝置101在步驟S130中，執(zhí)行基于讀取的受光輸出的受光圖案識(shí)別處理(后述)，對(duì)圖7(al)?圖7(cl)所例示的圖案進(jìn)行識(shí)別。
[0085]在步驟S140中，機(jī)身控制裝置101使用在步驟S120讀取到的受光輸出的一部分來進(jìn)行反映了受光圖案的識(shí)別結(jié)果的像偏移檢測運(yùn)算及變換運(yùn)算，算出散焦量。然后，在步驟S150根據(jù)該散焦量計(jì)算對(duì)焦所需的聚焦透鏡203的驅(qū)動(dòng)量。在步驟S160中，判定是否需要驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203，即是否已經(jīng)處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，若處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)則結(jié)束圖8的處理。在不處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)進(jìn)入步驟S170，機(jī)身控制裝置101執(zhí)行透鏡驅(qū)動(dòng)控制后返回步驟S110。在透鏡驅(qū)動(dòng)控制中，機(jī)身控制裝置101向鏡頭控制裝置201發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，以在步驟S150計(jì)算出的透鏡驅(qū)動(dòng)量來驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。鏡頭控制裝置201根據(jù)該驅(qū)動(dòng)命令，使透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。
[0086]圖9是在圖8的步驟S130中調(diào)出的受光圖案識(shí)別處理的流程圖。與圖8所示的處理相同，該處理包含于由機(jī)身控制裝置101執(zhí)行的控制程序中。首先，在步驟S200中，機(jī)身控制裝置101從各受光元件群14的受光輸出提取由微透鏡13投影的像的特征量。特征量是根據(jù)顏色、形狀、高度、位置、寬度、面積等決定的量，在此只要以至少能夠識(shí)別圖7(al)?圖7(cl)所例示的3種圖案的方式進(jìn)行決定即可。接著，在步驟S210中，機(jī)身控制裝置101根據(jù)提取的特征量進(jìn)行圖案識(shí)別。
[0087]在步驟S220中，機(jī)身控制裝置101判定所識(shí)別的圖案是否是周期圖案。在識(shí)別出周期圖案時(shí)進(jìn)入步驟S270，應(yīng)用周期被攝體用的焦點(diǎn)檢測/焦點(diǎn)調(diào)節(jié)設(shè)定。即設(shè)定成:在散焦量的絕對(duì)值不足預(yù)定的閾值時(shí)(即判定為處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí))，判斷為該散焦量不準(zhǔn)確(即為偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài))。判斷為散焦量不準(zhǔn)確(即為偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài))的機(jī)身控制裝置101減小檢測孔徑角而重新進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算。
[0088]在未識(shí)別出周期圖案時(shí)，進(jìn)入步驟S230，判定所識(shí)別的圖案是否是邊緣圖案。在識(shí)別出邊緣圖案時(shí)進(jìn)入步驟S260，應(yīng)用邊緣被攝體用的焦點(diǎn)檢測/焦點(diǎn)調(diào)節(jié)設(shè)定。即，根據(jù)在檢測出的邊緣的垂直方向上排成一列的受光元件群14作成用于像偏移檢測運(yùn)算的一對(duì)信號(hào)列。并且，對(duì)于用于作成一對(duì)信號(hào)列的受光元件群14，在比通常時(shí)窄的范圍內(nèi)選擇，使信號(hào)列長比通常時(shí)短。
[0089]在未識(shí)別出邊緣圖案時(shí)，進(jìn)入步驟S240，判定所識(shí)別的圖案是否是漸變圖案。在識(shí)別出漸變圖案時(shí)進(jìn)入步驟S250，應(yīng)用漸變被攝體用的焦點(diǎn)檢測/焦點(diǎn)調(diào)節(jié)設(shè)定。即，在作成一對(duì)信號(hào)列之后，對(duì)信號(hào)列不應(yīng)用高通濾波器而進(jìn)行像偏移檢測運(yùn)算。而且，在作成的一對(duì)信號(hào)列中，在信號(hào)的高低差小于預(yù)定量時(shí)，判斷為被攝體31為低對(duì)比度、需要提高像偏移檢測運(yùn)算的精度，從更多的受光元件作成一對(duì)信號(hào)列。
[0090]根據(jù)上述第一實(shí)施方式的相機(jī)系統(tǒng)，可得到如下的作用效果。
[0091](I)機(jī)身控制裝置101基于受光元件群14的受光輸出，識(shí)別由多個(gè)微透鏡13在受光元件陣列12的受光面上形成的被攝體像的圖案，通過根據(jù)受光元件陣列12的受光輸出檢測分別通過了攝影光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的一對(duì)光束的相位差來進(jìn)行適于該圖案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)，所述受光元件群14由與呈二維狀配置的多個(gè)微透鏡13分別對(duì)應(yīng)地配置在該微透鏡13后側(cè)的多個(gè)受光元件構(gòu)成。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以能夠進(jìn)行與被攝體的圖案相符的準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0092](2)機(jī)身控制裝置101在識(shí)別出周期圖案時(shí)，即使檢測到對(duì)焦?fàn)顟B(tài)也會(huì)判斷為其是偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，減小檢測孔徑角而重新進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以對(duì)于條紋圖案等的容易產(chǎn)生偽對(duì)焦的被攝體，也能進(jìn)行準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0093](3)機(jī)身控制裝置101在識(shí)別出邊緣圖案時(shí)，從在檢測出的邊緣的垂直方向上排成一列的受光元件群14選擇比通常時(shí)少的受光元件群14，并根據(jù)所選擇的受光元件群14作成用于像偏移檢測運(yùn)算的一對(duì)信號(hào)列。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以對(duì)于具有清楚邊緣的被攝體，能夠進(jìn)行除去在邊緣部分以外的部位所存在的干擾等的影響的、準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。而且，由于信號(hào)列比通常時(shí)短，因此能夠高速進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算。
[0094](4)機(jī)身控制裝置101在識(shí)別出漸變圖案時(shí)，在作成一對(duì)信號(hào)列之后，對(duì)信號(hào)列不應(yīng)用高通濾波器而進(jìn)行像偏移檢測運(yùn)算。而且，在作成的一對(duì)信號(hào)列中，在信號(hào)的高低差不足預(yù)定量時(shí)，判斷為被攝體31是低對(duì)比度、需要提高像偏移檢測運(yùn)算的精度，根據(jù)更多的受光元件作成一對(duì)信號(hào)列。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以對(duì)于漸變這樣的難以進(jìn)行焦點(diǎn)檢測的被攝體也能進(jìn)行準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0095](第二實(shí)施方式)
[0096]本實(shí)施方式的相機(jī)系統(tǒng)具有與圖1所不的第一實(shí)施方式的相機(jī)系統(tǒng)相同的結(jié)構(gòu)。與第一實(shí)施方式的區(qū)別僅在于機(jī)身控制裝置101所執(zhí)行的焦點(diǎn)檢測處理。以下，對(duì)于本實(shí)施方式，主要說明與第一實(shí)施方式的區(qū)別，對(duì)除此之外的部位省略說明。
[0097]圖10 (a)表示具有上下方向的縱條紋的被攝體像43a。被攝體像43a所具有的縱條紋在橫向上每隔周期Tl地配置，構(gòu)成周期圖案。在被攝體像43a成像于從預(yù)定焦點(diǎn)面17離開一定程度的位置時(shí)，在受光元件陣列12的受光面上形成圖10(b)所示的周期圖案。機(jī)身控制裝置101對(duì)受光元件陣列12的受光輸出應(yīng)用上述的圖案匹配，由此識(shí)別出被攝體31所具有的圖10(a)這樣的周期圖案。當(dāng)機(jī)身控制裝置101識(shí)別出這樣的周期圖案時(shí)，在其后的焦點(diǎn)檢測運(yùn)算中，在散焦量的絕對(duì)值不足預(yù)定的閾值時(shí)(即判定為處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí))，判斷為該散焦量不準(zhǔn)確(即為偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài))。
[0098]判斷為散焦量不準(zhǔn)確(即為偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài))的機(jī)身控制裝置101使透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206向識(shí)別出的周期圖案的周期變長的方向以預(yù)定量驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203，然后重新進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算。例如，此前向無限遠(yuǎn)方向驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203來進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)，結(jié)果成為當(dāng)前的偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，此時(shí)向相反方向(近距離方向)驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。結(jié)果，圖10(b)所示的周期T2的周期圖案如圖10(c)所示，成為比周期T2長的周期T3的周期圖案。
[0099](焦點(diǎn)調(diào)節(jié)控制的說明)
[0100]圖11是由機(jī)身控制裝置101執(zhí)行的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)控制的流程圖。圖11所示的處理包含于機(jī)身控制裝置101從未圖示的存儲(chǔ)器讀取并執(zhí)行的控制程序中。
[0101]首先，在步驟S300中，機(jī)身控制裝置101判定是否由用戶進(jìn)行了預(yù)定的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作(例如釋放開關(guān)的半按操作)。機(jī)身控制裝置101反復(fù)執(zhí)行步驟S300直到進(jìn)行了焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作，在進(jìn)行了焦點(diǎn)調(diào)節(jié)操作時(shí)進(jìn)入步驟S310。機(jī)身控制裝置101在步驟S310進(jìn)行受光元件陣列12的蓄積控制，在步驟S320讀取各受光元件群14的受光輸出。
[0102]在步驟S330中，機(jī)身控制裝置101使用在步驟S320讀取到的受光輸出的一部分進(jìn)行上述的像偏移(相位差)檢測運(yùn)算及變換運(yùn)算，算出散焦量。然后，在步驟S360中判定是否需要驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203、即是否已經(jīng)處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，若處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)則進(jìn)入步驟S350。另一方面，在不處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)進(jìn)入步驟S370，機(jī)身控制裝置101根據(jù)算出的散焦量計(jì)算對(duì)焦所需的聚焦透鏡203的驅(qū)動(dòng)量。然后，機(jī)身控制裝置101執(zhí)行透鏡驅(qū)動(dòng)控制后返回步驟S310。在透鏡驅(qū)動(dòng)控制中，機(jī)身控制裝置101向鏡頭控制裝置201發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，以在步驟S370運(yùn)算出的透鏡驅(qū)動(dòng)量來驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。鏡頭控制裝置201根據(jù)該驅(qū)動(dòng)命令，來使透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。
[0103]在步驟S350中，機(jī)身控制裝置101執(zhí)行后述的偽對(duì)焦判定處理。并且，在步驟S360中，判定是否檢測到偽對(duì)焦。在未檢測到偽對(duì)焦時(shí)，由于處于準(zhǔn)確對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，因此結(jié)束圖11所示的處理。另一方面，在檢測到偽對(duì)焦時(shí)進(jìn)入步驟S390，機(jī)身控制裝置101決定在受光元件陣列12上形成的周期圖案的周期變長的聚焦透鏡203的驅(qū)動(dòng)方向。
[0104]例如，在開始圖11的處理后，某次在步驟S340判定為不是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，此時(shí)為了成為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)而驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203，而后到達(dá)步驟S390，若是這種情況下，與此時(shí)的驅(qū)動(dòng)方向相反的方向?yàn)椤爸芷趫D案的周期變長的驅(qū)動(dòng)方向”。
[0105]此外，在開始圖11的處理之后一次都未驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203就到達(dá)步驟S390的情況下，暫且向預(yù)定方向驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203，確認(rèn)其后周期圖案的周期是否變長即可。此時(shí)，若周期變短，則重新向與該方向相反的方向驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203，由此能夠向“周期圖案的周期變長的驅(qū)動(dòng)方向”驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。
[0106]在步驟S395中，機(jī)身控制裝置101進(jìn)行聚焦透鏡203的驅(qū)動(dòng)控制，向由步驟S390決定的方向以預(yù)定量驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。具體而言，向鏡頭控制裝置201發(fā)送驅(qū)動(dòng)命令，以使得向該方向以預(yù)定量驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203。其后返回步驟S310，重新進(jìn)行從受光元件陣列12的蓄積控制開始的處理。
[0107]圖12是在圖11的步驟S350中調(diào)出的偽對(duì)焦檢測處理的流程圖。與圖11所示的處理相同，該處理包含于由機(jī)身控制裝置101執(zhí)行的控制程序中。首先，在步驟S400中，機(jī)身控制裝置101檢測在圖11的步驟S330中相位差檢測所使用的各受光元件中的、受光輸出最大的受光元件(即受光輸出的峰值位置)。在接下來的步驟S405中，機(jī)身控制裝置101從與在步驟S400中檢測出的受光元件對(duì)應(yīng)的受光元件群14(由覆蓋該受光元件的微透鏡13覆蓋的受光元件群14)的受光輸出，提取由微透鏡13投影的像的特征量。特征量是根據(jù)顏色、形狀、高度、位置、寬度、面積等決定的量，在此只要以至少能夠識(shí)別圖10(b)所例示的周期圖案的方式?jīng)Q定特征量即可。接著，在步驟S410中，機(jī)身控制裝置101根據(jù)提取的特征量進(jìn)行圖案識(shí)別。
[0108]在步驟S420中，機(jī)身控制裝置101判定是否識(shí)別出周期圖案。在識(shí)別出周期圖案時(shí)進(jìn)入步驟S410，判斷為當(dāng)前是偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。S卩，判斷為在圖11的步驟S330中算出的散焦量不準(zhǔn)確。
[0109]根據(jù)上述第二實(shí)施方式的相機(jī)系統(tǒng)，可得到如下的作用效果。
[0110](I)機(jī)身控制裝置101基于受光元件群14的受光輸出，識(shí)別由多個(gè)微透鏡13在受光元件陣列12的受光面上形成的被攝體像的圖案，通過根據(jù)受光元件陣列12的受光輸出檢測分別通過了攝影光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的一對(duì)光束的相位差來進(jìn)行適于該圖案的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)，所述受光元件群14由與呈二維狀配置的多個(gè)微透鏡13分別對(duì)應(yīng)地配置在該微透鏡13后側(cè)的多個(gè)受光元件構(gòu)成。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以能夠進(jìn)行與被攝體的圖案相符的準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0111](2)機(jī)身控制裝置101在識(shí)別出周期圖案時(shí)，即使檢測到對(duì)焦?fàn)顟B(tài)也會(huì)判斷為其是偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài)，減小檢測孔徑角而重新進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以對(duì)于條紋圖案等的容易產(chǎn)生偽對(duì)焦的被攝體，也能進(jìn)行準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0112](3)機(jī)身控制裝置101在識(shí)別出邊緣圖案時(shí)，從在檢測出的邊緣的垂直方向上排成一列的受光元件群14選擇比通常時(shí)少的受光元件群14，并根據(jù)所選擇的受光元件群14作成用于像偏移檢測運(yùn)算的一對(duì)信號(hào)列。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以對(duì)于具有清楚邊緣的被攝體，能夠進(jìn)行除去在邊緣部分以外的部位所存在的干擾等的影響的、準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。而且，由于信號(hào)列比通常時(shí)短，因此能夠高速進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算。
[0113](4)機(jī)身控制裝置101在識(shí)別出漸變圖案時(shí)，在作成一對(duì)信號(hào)列之后，對(duì)信號(hào)列不應(yīng)用高通濾波器而進(jìn)行像偏移檢測運(yùn)算。而且，在作成的一對(duì)信號(hào)列中，在信號(hào)的高低差不足預(yù)定量時(shí)，判斷為被攝體31是低對(duì)比度、需要提高像偏移檢測運(yùn)算的精度，從更多的受光元件作成一對(duì)信號(hào)列。因?yàn)檫@樣設(shè)置，所以對(duì)于漸變這樣的難以進(jìn)行焦點(diǎn)檢測的被攝體也能進(jìn)行準(zhǔn)確且有效的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0114]如下的變形也在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以將一個(gè)或多個(gè)變形例與上述的實(shí)施方式組合。
[0115](變形例I)
[0116]在圖3中，例示了為了焦點(diǎn)檢測選擇沿橫向排列的5個(gè)受光元件群14a?14e的情況，但也可以選擇在除此以外的方向排成一列的受光元件群14。另外，可以選擇多于5個(gè)或少于5個(gè)的受光元件群14，也未必一定要選擇連續(xù)的受光元件群14。例如可以選擇隔I個(gè)排列的受光元件群14。
[0117](變形例2)
[0118]在周期圖案識(shí)別時(shí)，在進(jìn)行了偽對(duì)焦判定時(shí)，可以不用小孔徑角重新進(jìn)行焦點(diǎn)檢測運(yùn)算，而是使聚焦透鏡203的驅(qū)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。例如，可以在向近距離方向驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203之后或驅(qū)動(dòng)過程中進(jìn)行了偽對(duì)焦判定時(shí)，向無限遠(yuǎn)方向驅(qū)動(dòng)聚焦透鏡203來重新進(jìn)行焦點(diǎn)檢測。
[0119](變形例3)
[0120]在上述的實(shí)施方式中，機(jī)身控制裝置101所識(shí)別的周期、邊緣、漸變這些圖案不過是一例，也可以識(shí)別其他圖案來進(jìn)行適于其圖案的焦點(diǎn)檢測運(yùn)算和/或焦點(diǎn)調(diào)節(jié)控制。另夕卜，相反，也可以設(shè)為機(jī)身控制裝置101僅識(shí)別周期圖案、或僅識(shí)別邊緣圖案。
[0121](變形例4)
[0122]微透鏡陣列11及受光元件陣列12可以與圖2所示的不同。例如可以利用正方排列等與圖2所示排列不同的排列方法來對(duì)微透鏡13及受光元件群14的排列進(jìn)行排列?？梢詫⑽⑼哥R13的形狀做成除圓形以外(例如六角形等)的形狀。另外，構(gòu)成受光元件群14的受光元件的排列可以是除正方排列以外的排列。例如可以將受光元件排列成，受光元件群14成為與微透鏡13的形狀相符的接近圓形的形狀，還可以將受光元件排列成橫一列和/或縱一列等。除此之外，還可以省略微透鏡13之間的遮光掩模。
[0123](變形例5)
[0124]在進(jìn)行焦點(diǎn)檢測時(shí)，對(duì)于為了作成一對(duì)信號(hào)列而選擇的受光元件，可以從除了圖4(a)所示的左右兩端的3個(gè)受光元件以外的受光元件來選擇。另外，未必一定要進(jìn)行像素相加。也就是說，在圖4(a)中，通過將3個(gè)受光元件的受光輸出相加而作成a (I)、a (2)等的值，但也可以將I個(gè)受光元件的受光輸出作為a(l)、a(2)等。
[0125](變形例6)
[0126]即使在識(shí)別出除周期圖案以外的圖案時(shí)，在其后的焦點(diǎn)檢測中判定為對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，也可以判斷為是偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。這是因?yàn)?，?duì)焦時(shí)一定會(huì)如圖5(c)所示，在I個(gè)微透鏡13的后側(cè)形成一樣的像。
[0127](變形例7)
[0128]周期圖案的識(shí)別方法可以是不使用上述的圖案匹配的方法。例如，能夠通過在由某一個(gè)微透鏡13覆蓋的I個(gè)受光元件群14中，根據(jù)其受光輸出檢測沿著預(yù)定方向(例如橫向、縱向、斜向等)的邊緣，由此識(shí)別周期圖案。此處，邊緣是指在相鄰的2個(gè)受光元件中，其受光輸出變化得大(超過預(yù)定的閾值)的地點(diǎn)。在該情況下，檢測到的多個(gè)邊緣的間隔是圖案的周期。
[0129]另外，也可以通過對(duì)于由沿預(yù)定方向排列的多個(gè)微透鏡13分別覆蓋的多個(gè)受光元件群14的各個(gè)，算出該受光元件群14的輸出的合計(jì)值，并比較這些多個(gè)合計(jì)值，由此識(shí)別周期圖案。在攝影光學(xué)系統(tǒng)處于對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，如圖5(c)所示，會(huì)在I個(gè)微透鏡13的背面照射均勻的光，因此在被攝體像具有周期圖案時(shí)，如圖10(c)所示，相鄰的2個(gè)受光元件群14的輸出合計(jì)值之差變大。換言之，根據(jù)相鄰的2個(gè)受光元件群14的輸出合計(jì)值來檢測邊緣。另一方面，在偽對(duì)焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，如圖10(b)所示，在I個(gè)微透鏡13的背面形成有周期圖案，結(jié)果，相鄰的2個(gè)受光元件群14的輸出合計(jì)值之差相對(duì)變小。也就是說，能夠通過對(duì)各受光元件群14合計(jì)其受光輸出，對(duì)輸出合計(jì)值進(jìn)行排列來檢測邊緣，由此識(shí)別周期圖案。
[0130](變形例8)
[0131]也可以將本發(fā)明應(yīng)用于具有快速復(fù)原反射鏡(quick return mirror)的所謂單反相機(jī)。在該情況下，進(jìn)行如下設(shè)置即可:在快速復(fù)原反射鏡的背面設(shè)置副反光鏡，以入射到快速復(fù)原反射鏡的被攝體光的一部分透過快速復(fù)原反射鏡而入射到副反光鏡的方式構(gòu)成快速復(fù)原反射鏡，由副反光鏡反射的被攝體光入射到焦點(diǎn)檢測單元104。另外，也可以使拍攝元件102如焦點(diǎn)檢測單元104那樣由微透鏡陣列11和受光元件陣列12構(gòu)成，由受光元件陣列12進(jìn)行焦點(diǎn)檢測和靜止畫面的拍攝這二者。
[0132](變形例9)
[0133]也可以不是可換鏡頭200，而是相機(jī)機(jī)身100具備透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206和/或光圈驅(qū)動(dòng)裝置207。在該情況下，透鏡驅(qū)動(dòng)裝置206和/或光圈驅(qū)動(dòng)裝置207所具有的未圖示的致動(dòng)器被構(gòu)成為，其驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由未圖示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而傳遞到可換鏡頭200內(nèi)的聚焦透鏡203和/或光圈205。
[0134]只要不有損本發(fā)明的特征，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思的范圍內(nèi)可想到的其他方式，也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0135]如下主張優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)申請(qǐng)的公開內(nèi)容通過引用而編入本申請(qǐng)。
[0136]日本國專利申請(qǐng)2012年第100150號(hào)(2012年4月25日申請(qǐng))
[0137]日本國專利申請(qǐng)2012年第158796號(hào)(2012年7月17日申請(qǐng))
[0138]附圖標(biāo)記的說明
[0139]I…相機(jī)，100…相機(jī)機(jī)身，101…機(jī)身控制裝置，102…拍攝元件，103…半透半反鏡，104…焦點(diǎn)檢測單元，106...目鏡，108...電子取景單元，110…監(jiān)視器，200…可換鏡頭，201…鏡頭控制裝置，202、204…透鏡，203…聚焦透鏡，205…光圈，206…透鏡驅(qū)動(dòng)裝置，207…光圈驅(qū)動(dòng)裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種焦點(diǎn)檢測裝置，具備: 多個(gè)微透鏡，其呈二維狀配置，供透過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光束入射； 多個(gè)受光元件，其與所述多個(gè)微透鏡分別對(duì)應(yīng)配置； 焦點(diǎn)檢測部，其基于所述多個(gè)受光元件的輸出，檢測通過了所述成像光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的多個(gè)光束的相位差，進(jìn)行所述成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)偏移量的檢測；以及 識(shí)別部，其基于所述多個(gè)受光元件的輸出，對(duì)由所述多個(gè)微透鏡在所述多個(gè)受光元件上形成的被攝體像的特征進(jìn)行識(shí)別， 所述焦點(diǎn)檢測部用與由所述識(shí)別部識(shí)別出的所述被攝體像的特征相適合的方法進(jìn)行焦點(diǎn)偏移量的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測裝置，其中， 所述被攝體像的特征是所述被攝體像的圖案。
3.一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，具備: 多個(gè)微透鏡，其呈二維狀配置，供透過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光束入射； 多個(gè)受光元件，其與所述多個(gè)微透鏡分別對(duì)應(yīng)地配置在該微透鏡的后側(cè)； 識(shí)別部，其基于所述多個(gè)受光元件的受光輸出，對(duì)由所述多個(gè)微透鏡在所述多個(gè)受光元件上形成的被攝體像的圖案進(jìn)行識(shí)別；以及 焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，其基于所述受光輸出，檢測分別通過了所述成像光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的一對(duì)光束的相位差，進(jìn)行所述成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)， 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部進(jìn)行與由所述識(shí)別部識(shí)別出的所述被攝體像的圖案相適合的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述識(shí)別部至少能夠識(shí)別周期圖案、邊緣圖案和漸變圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，根據(jù)由所述識(shí)別部識(shí)別出的所述被攝體像的圖案，切換下述的至少任意一方:為了作成用于檢測相位差的一對(duì)信號(hào)列而選擇的所述多個(gè)受光元件的位置、所述一對(duì)信號(hào)列的幅度、為了作成所述一對(duì)信號(hào)列所使用的所述受光元件的數(shù)量、是否對(duì)所述一對(duì)信號(hào)列除去低頻信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，基于由所述識(shí)別部識(shí)別出的所述被攝體像的圖案，判定所述檢測出的相位差是否表示偽對(duì)焦。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在判定為所述檢測到的相位差表示偽對(duì)焦時(shí)，基于孔徑角更小的所述一對(duì)光束再次進(jìn)行所述相位差的檢測。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在判定為所述檢測到的相位差表示偽對(duì)焦時(shí)，使所述成像光學(xué)系統(tǒng)所包含的聚焦透鏡的驅(qū)動(dòng)方向反轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6?8中任一項(xiàng)所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在由所述識(shí)別部識(shí)別到由所述多個(gè)微透鏡的各自在配置于該微透鏡的后側(cè)的所述多個(gè)受光元件上形成不一樣的所述圖案、且所述檢測到的相位差為預(yù)定的閾值以下的情況下，判定為所述檢測到的相位差表示偽對(duì)焦。
10.一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，具備: 多個(gè)微透鏡，其呈二維狀配置，供透過了成像光學(xué)系統(tǒng)的光束入射，所述成像光學(xué)系統(tǒng)包括聚焦透鏡； 多個(gè)受光元件，其與所述多個(gè)微透鏡分別對(duì)應(yīng)地配置在透過了該微透鏡的所述光束入射的位置； 識(shí)別部，其基于所述多個(gè)受光元件的受光輸出，對(duì)由所述多個(gè)微透鏡在所述多個(gè)受光元件上形成的被攝體像的周期圖案進(jìn)行識(shí)別； 相位差檢測部，其基于所述受光輸出，檢測分別通過了所述成像光學(xué)系統(tǒng)的不同區(qū)域的一對(duì)光束的相位差；以及 焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，其基于由所述相位差檢測部檢測到的相位差來驅(qū)動(dòng)所述聚焦透鏡，進(jìn)行所述成像光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)， 所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部，在由所述識(shí)別部識(shí)別出所述周期圖案時(shí)，向該周期圖案的周期變長的方向驅(qū)動(dòng)所述聚焦透鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述識(shí)別部，對(duì)所述受光輸出進(jìn)行傅里葉變換，在空間頻率區(qū)域識(shí)別所述周期圖案。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述識(shí)別部，根據(jù)與所述多個(gè)微透鏡中的至少一個(gè)微透鏡對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)受光元件的受光輸出來檢測邊緣，由此識(shí)別所述周期圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其中， 所述識(shí)別部，對(duì)于所述多個(gè)微透鏡中的至少2個(gè)微透鏡，合計(jì)與該微透鏡對(duì)應(yīng)的所述多個(gè)受光元件的受光輸出，并比較所述2個(gè)合計(jì)值，由此識(shí)別所述周期圖案。
14.一種相機(jī)，具備權(quán)利要求3?13中任一項(xiàng)所述的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號(hào)】G02B7/28GK104380167SQ201380033507
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月25日
【發(fā)明者】大西直之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼康