焦點(diǎn)檢測裝置以及攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及焦點(diǎn)檢測裝置以及攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]將由微透鏡和配置在其背后的一對光電轉(zhuǎn)換部構(gòu)成的焦點(diǎn)檢測像素排列在攝影透鏡的預(yù)定焦點(diǎn)面上。由此，生成與通過光學(xué)系統(tǒng)的一對焦點(diǎn)檢測光束所形成的一對像對應(yīng)的一對像信號。通過檢測該一對像信號間的像偏差量(相位差)，檢測攝影透鏡的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)狀態(tài)(散焦量)。公知進(jìn)行這樣的動作的所謂的光瞳分割型相位差檢測方式的焦點(diǎn)檢測
目.ο
[0003]從如上所述的焦點(diǎn)檢測像素和攝像像素混合的攝像元件(圖像傳感器)以恒定幀時(shí)間間隔讀取焦點(diǎn)檢測像素以及攝像像素的信號，并且一并進(jìn)行即時(shí)預(yù)覽顯示和焦點(diǎn)檢測。與此同時(shí)地，在過去多幀期間，存儲每幀的焦點(diǎn)檢測像素的信號。在僅根據(jù)最新幀的焦點(diǎn)檢測像素的信號的情況下輸出電平不足而不能進(jìn)行焦點(diǎn)檢測時(shí)，將存儲的過去多幀期間的焦點(diǎn)檢測像素的信號相加而進(jìn)行時(shí)間累計(jì)。公知由此使用輸出電平提高的焦點(diǎn)檢測像素的信號來進(jìn)行焦點(diǎn)檢測的焦點(diǎn)檢測裝置(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2008-85738號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的課題
[0008]在上述的焦點(diǎn)檢測裝置中，存在如下的問題點(diǎn):存在對移動的被攝體的焦點(diǎn)檢測結(jié)果產(chǎn)生誤差的情況。
[0009]用于解決課題的技術(shù)方案
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第I方式，焦點(diǎn)檢測裝置，包括:圖像傳感器，包括具有多個焦點(diǎn)檢測像素的多個焦點(diǎn)檢測像素列，所述多個焦點(diǎn)檢測像素列分別輸出一對焦點(diǎn)檢測信號；空間累計(jì)部，對多個焦點(diǎn)檢測像素列中的第一預(yù)定數(shù)的焦點(diǎn)檢測像素列分別輸出的一對焦點(diǎn)檢測信號進(jìn)行累計(jì)而計(jì)算空間累計(jì)值；以及焦點(diǎn)檢測部，基于空間累計(jì)值，檢測光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)狀態(tài)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第2方式，優(yōu)選的是，在第I方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，還包括時(shí)間累計(jì)部，該時(shí)間累計(jì)部計(jì)算基于空間累計(jì)值的時(shí)間累計(jì)值。第一預(yù)定數(shù)的焦點(diǎn)檢測像素列的各焦點(diǎn)檢測像素列每隔預(yù)定間隔重復(fù)輸出一對焦點(diǎn)檢測信號，每當(dāng)各焦點(diǎn)檢測像素列每隔預(yù)定間隔重復(fù)輸出一對焦點(diǎn)檢測信號時(shí)，空間累計(jì)部對第一預(yù)定數(shù)的焦點(diǎn)檢測像素列輸出的一對焦點(diǎn)檢測信號分別進(jìn)行累計(jì)來重復(fù)計(jì)算空間累計(jì)值，時(shí)間累計(jì)部通過對由空間累計(jì)部重復(fù)計(jì)算空間累計(jì)值而得到的第二預(yù)定數(shù)的空間累計(jì)值進(jìn)行累計(jì)來計(jì)算時(shí)間累計(jì)值，焦點(diǎn)檢測部根據(jù)空間累計(jì)值和基于空間累計(jì)值的時(shí)間累計(jì)值中的任一個，檢測焦點(diǎn)狀態(tài)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第3方式，優(yōu)選的是，在第2方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，各焦點(diǎn)檢測像素列由多個焦點(diǎn)檢測像素沿著預(yù)定方向排列而構(gòu)成，每隔預(yù)定間隔通過光電轉(zhuǎn)換重復(fù)輸出與基于一對焦點(diǎn)檢測光束的一對像對應(yīng)的一對焦點(diǎn)檢測信號。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第4方式，優(yōu)選的是，在第3方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，在焦點(diǎn)檢測部基于時(shí)間累計(jì)值來檢測焦點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，以使基于一對焦點(diǎn)檢測信號的評價(jià)值大于預(yù)定閾值的方式，確定第一預(yù)定數(shù)和第二預(yù)定數(shù)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第5方式，優(yōu)選的是，在第4方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，在焦點(diǎn)檢測部基于空間累計(jì)值來檢測焦點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，評價(jià)值是基于空間累計(jì)值的第一累計(jì)值，以使第一累計(jì)值大于預(yù)定閾值的方式在不超過最大數(shù)的范圍內(nèi)確定第一預(yù)定數(shù)且將第二預(yù)定數(shù)確定為0，在焦點(diǎn)檢測部基于時(shí)間累計(jì)值來檢測焦點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，評價(jià)值是基于時(shí)間累計(jì)值的第二累計(jì)值，以使第二累計(jì)值大于預(yù)定閾值的方式將第一預(yù)定數(shù)確定為最大數(shù)且確定第二預(yù)定數(shù)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第6方式，優(yōu)選的是，在第5方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，還包括存儲裝置，每當(dāng)各焦點(diǎn)檢測像素列每隔預(yù)定間隔重復(fù)輸出一對焦點(diǎn)檢測信號時(shí)，所述存儲裝置存儲一對焦點(diǎn)檢測信號?？臻g累計(jì)部對由存儲裝置存儲的一對焦點(diǎn)檢測信號分別進(jìn)行累計(jì)，計(jì)算空間累計(jì)值。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第7方式，優(yōu)選的是，在第5方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，還包括存儲裝置，每當(dāng)各焦點(diǎn)檢測像素列每隔預(yù)定間隔重復(fù)輸出一對焦點(diǎn)檢測信號時(shí)，所述存儲裝置存儲由空間累計(jì)部計(jì)算出的空間累計(jì)值。時(shí)間累計(jì)部通過對由存儲裝置存儲的第二預(yù)定數(shù)的空間累計(jì)值進(jìn)行累計(jì)，計(jì)算時(shí)間累計(jì)值。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第8方式，優(yōu)選的是，在第5方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，還包括存儲裝置，每當(dāng)各焦點(diǎn)檢測像素列每隔預(yù)定間隔重復(fù)輸出一對焦點(diǎn)檢測信號時(shí)，所述存儲裝置存儲由時(shí)間累計(jì)部計(jì)算出的時(shí)間累計(jì)值。焦點(diǎn)檢測部在基于時(shí)間累計(jì)值來檢測焦點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，基于由存儲裝置存儲的時(shí)間累計(jì)值來檢測焦點(diǎn)狀態(tài)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第9方式，優(yōu)選的是，在第4方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，還包括移動量檢測部，該移動量檢測部檢測預(yù)定間隔的期間的一對像的移動量。在焦點(diǎn)檢測部基于時(shí)間累計(jì)值來檢測焦點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，以移動量越大則第二預(yù)定數(shù)與第一預(yù)定數(shù)相比越小的方式，且以第一預(yù)定數(shù)和第二預(yù)定數(shù)之積大致等于與評價(jià)值和預(yù)定閾值對應(yīng)的恒定值的方式，確定第一預(yù)定數(shù)和第二預(yù)定數(shù)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第10方式，優(yōu)選的是，在第5至第8中的任一個方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，第一累計(jì)值以及第二累計(jì)值對應(yīng)于空間累計(jì)值以及時(shí)間累計(jì)值各自的平均值、空間累計(jì)值以及時(shí)間累計(jì)值各自的最大值、空間累計(jì)值以及時(shí)間累計(jì)值各自的最大值與最小值之差中的任一個。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第11方式，優(yōu)選的是，在第9方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，評價(jià)值對應(yīng)于一對焦點(diǎn)檢測信號的平均值、一對焦點(diǎn)檢測信號的最大值、一對焦點(diǎn)檢測信號的最大值與最小值之差中的任一個。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第12方式，優(yōu)選的是，在第3至第11中的任一個方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，多個焦點(diǎn)檢測像素分別具有供一對焦點(diǎn)檢測光束透過的微透鏡以及沿著預(yù)定方向排列且接受一對焦點(diǎn)檢測光束并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的一對光電轉(zhuǎn)換部，一對光電轉(zhuǎn)換部和一對焦點(diǎn)檢測光束所通過的在光學(xué)系統(tǒng)的出瞳中與預(yù)定方向平行地排列的一對區(qū)域，通過微透鏡彼此成為共軛關(guān)系。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第13方式，優(yōu)選的是，在第12方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，多個攝像像素與多個焦點(diǎn)檢測像素混合配置于圖像傳感器，所述多個攝像像素接受通過光學(xué)系統(tǒng)的來自被攝體的攝影光束，并每隔預(yù)定間隔通過光電轉(zhuǎn)換輸出與被攝體像對應(yīng)的被攝體像信號。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第14方式，優(yōu)選的是，在第3方式的焦點(diǎn)檢測裝置中，構(gòu)成各焦點(diǎn)檢測像素列的多個焦點(diǎn)檢測像素接受通過光學(xué)系統(tǒng)的出瞳中的與預(yù)定方向平行地排列的一對區(qū)域的一對焦點(diǎn)檢測光束，多個焦點(diǎn)檢測像素列彼此并列設(shè)置。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第15方式，攝像裝置，包括:第I至第14中的任一個方式的焦點(diǎn)檢測裝置；驅(qū)動部，基于由焦點(diǎn)檢測部檢測出的焦點(diǎn)狀態(tài)，將光學(xué)系統(tǒng)向?qū)刮恢抿?qū)動；以及取得部，在光學(xué)系統(tǒng)位于對焦位置時(shí)，基于通過光學(xué)系統(tǒng)的來自被攝體的攝影光束，取得圖像數(shù)據(jù)。
[0025]發(fā)明效果
[0026]根據(jù)本發(fā)明，焦點(diǎn)檢測裝置能夠進(jìn)行高精度的焦點(diǎn)檢測。
【附圖說明】
[0027]圖1是表示數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)的橫剖視圖。
[0028]圖2是詳細(xì)表示攝像元件以及機(jī)身驅(qū)動控制裝置的關(guān)系的框圖。
[0029]圖3是表示攝影畫面上的焦點(diǎn)檢測區(qū)域的圖。
[0030]圖4是表示攝像元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0031]圖5是表示攝像元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0032]圖6是表示使用了微透鏡的光瞳分割型相位差檢測方式的焦點(diǎn)檢測光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。
[0033]圖7是用于說明攝像元件的攝像像素所接受的攝影光束的情形的圖。
[0034]圖8是表示包括數(shù)碼相機(jī)的焦點(diǎn)檢測動作在內(nèi)的攝像動作的流程圖。
[0035]圖9是焦點(diǎn)檢測用數(shù)據(jù)的生成的處理流程圖。
[0036]圖10是表示空間累計(jì)處理的情形的圖。
[0037]圖11是表示時(shí)間累計(jì)處理的情形的圖。
[0038]圖12是焦點(diǎn)檢測用數(shù)據(jù)的生成的處理動作的時(shí)序圖。
[0039]圖13是焦點(diǎn)檢測用數(shù)據(jù)的生成的處理流程圖。
[0040]圖14是表不時(shí)間累計(jì)處理的情形的圖。
[0041]圖15是焦點(diǎn)檢測用數(shù)據(jù)的生成的處理流程圖。
[0042]圖16是用于說明確定空間累計(jì)次數(shù)和時(shí)間累計(jì)次數(shù)的處理的詳細(xì)內(nèi)容的圖表。
[0043]圖17是表示攝像元件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044](第一實(shí)施方式)
[0045]圖1是表示作為包括本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的焦點(diǎn)檢測裝置在內(nèi)的攝像裝置的鏡頭更換式數(shù)碼相機(jī)201的結(jié)構(gòu)的橫剖視圖。數(shù)碼相機(jī)201由可換鏡頭202和相機(jī)機(jī)身203構(gòu)成。各種可換鏡頭202通過固定架部204安裝于相機(jī)機(jī)身203。
[0046]可換鏡頭202包括透鏡209、變焦用透鏡208、聚焦用透鏡210、光圈211、透鏡驅(qū)動控制裝置206等。透鏡驅(qū)動控制裝置206由未圖示的微型計(jì)算機(jī)、存儲器、驅(qū)動控制電路等構(gòu)成。透鏡驅(qū)動控制裝置206進(jìn)行用于聚焦用透鏡210的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)、光圈211的開口直徑調(diào)節(jié)的驅(qū)動控制，并且進(jìn)行變焦用透鏡208、聚焦用透鏡210以及光圈211的狀態(tài)檢測等。除此之外，透鏡驅(qū)動控制裝置206通過與后述的機(jī)身驅(qū)動控制裝置214的通信，進(jìn)行透鏡信息的發(fā)送以及相機(jī)信息的接收。在光圈211中為了進(jìn)行光量以及模糊量調(diào)整而在光軸中心形成開口直徑可變的開口。
[0047]相機(jī)機(jī)身203包括攝像元件(圖像傳感器)212、機(jī)身驅(qū)動控制裝置214、液晶顯示元件驅(qū)動電路215、液晶顯示元件216、目鏡217、存儲卡219等。在攝像元件212中，呈二維狀配置有多個攝像像素，并且在與焦點(diǎn)檢測位置對應(yīng)的部分插入有多個焦點(diǎn)檢測像素。關(guān)于該攝像元件212，在后文中敘述詳細(xì)內(nèi)容。
[0048]機(jī)身驅(qū)動控制裝置214包括微型計(jì)算機(jī)、存儲器、驅(qū)動控制電路等。機(jī)身驅(qū)動控制裝置214重復(fù)進(jìn)行攝像元件212的驅(qū)動控制、圖像信號以及焦點(diǎn)檢測信號的讀取、基于焦點(diǎn)檢測信號的焦點(diǎn)檢測運(yùn)算以及可換鏡頭202的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)，并且進(jìn)行圖像信號的處理及記錄、相機(jī)的動作控制等。機(jī)身驅(qū)動控制裝置214經(jīng)由電觸點(diǎn)213與透鏡驅(qū)動控制裝置206進(jìn)行通信，進(jìn)行透鏡信息的接收以及相機(jī)信息(散焦量、光圈值等)的發(fā)送。
[0049]液晶顯示元件216作為電子取景器(EVF-Electronic View Finder)發(fā)揮功能。液晶顯示元件驅(qū)動電路215基于由攝像元件212得到的圖像信號，將實(shí)時(shí)取景圖像顯示于液晶顯示元件216。攝影者能夠通過目鏡217觀察該實(shí)時(shí)取景圖像。存儲卡219是存儲基于由攝像元件212拍攝到的圖像信號而生成的圖像數(shù)據(jù)的圖像存儲器。
[0050]根據(jù)通過了可換鏡頭202的光束，在攝像元件212的受光面上形成被攝體像。該被攝體像通過攝像元件212進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，圖像信號和焦點(diǎn)檢測信號被傳送到機(jī)身驅(qū)動控制裝置214。
[0051]機(jī)身驅(qū)動控制裝置214基于來自攝像元件212的焦點(diǎn)檢測像素的焦點(diǎn)檢測信號而計(jì)算散焦量，并將該散焦量向透鏡驅(qū)動控制裝置206傳送。并且，機(jī)身驅(qū)動控制裝置214對來自攝像元件212的圖像信號進(jìn)行處理而生成圖像數(shù)據(jù)，并存儲在存儲卡219中。與此同時(shí)地，機(jī)身驅(qū)動控制裝置214將來自攝像元件212的實(shí)時(shí)取景圖像信號傳送到液晶顯示元件驅(qū)動電路215，并使實(shí)時(shí)取景圖像顯示于液晶顯示元件216。進(jìn)而，機(jī)身驅(qū)動控制裝置214向透鏡驅(qū)動控制裝置206傳送光圈控制信息，進(jìn)行光圈211的開口控制。
[0052]透鏡驅(qū)動控制裝置206根據(jù)聚焦?fàn)顟B(tài)、變焦?fàn)顟B(tài)、光圈設(shè)定狀態(tài)、光圈開放F值等來更新透鏡信息。具體而言，檢測變焦用透鏡208和聚焦用