[发明专利]焦点调节设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在诸如数字静态照相机、摄像机或基于胶片的照相机等的摄像设备中进行调焦的焦点调节设备。

背景技术

作为在照相机的焦点检测和调节方法中使用穿过拍摄镜头的光束的普通系统，存在对比度检测系统和相位差检测系统。

对比度检测系统常常用于摄像机或数字静态照相机，并且使用图像传感器作为焦点检测传感器。该系统通过关注图像传感器的输出信号、尤其是高频成分的信息(对比度信息)，将该对比度信息的评价值最大的拍摄镜头的位置确定为聚焦位置。

然而，由于被称为爬山方法，因此该系统必须通过轻微移动拍摄镜头的调焦位置来获取评价值，并且在发现评价值为最大之前一直移动调焦位置。因此，该系统不适用于高速焦点检测操作。

相位差检测系统的焦点检测是单镜头反光照相机中经常使用的技术，这有助于利用自动调焦(AF)检测的单镜头反光照相机的实际应用。例如，在数字单镜头反光照相机中，包括二次成像光学系统的焦点检测单元进行相位差检测系统的AF。

焦点检测单元包括用于将穿过拍摄镜头的出射光瞳的光束分割成两个区域的光瞳分割单元。被分割成两个区域的光束经由位于镜箱中的光路分割光学系统，通过二次成像光学系统在一组焦点检测传感器上形成图像。然后，通过检测根据传感器的光接收量所输出的信号的偏移量，即光瞳分割方向上的相对位置偏移量，来直接获取拍摄镜头在调焦方向上的偏移量。

因此，通过利用焦点检测传感器的存储操作同时获取散焦量和散焦方向。这使得能够进行高速焦点调节操作。在焦点检测之后的摄像期间，光路分割光学系统退回到摄像光束外部，并且使图像传感器曝光以获取拍摄图像。

存在这样一种技术，用于即使在向图像传感器设置相位差检测系统的AF功能并且诸如背侧液晶等的显示单元实时检查图像的电子取景器观察或运动图像拍摄期间，也能够实现高速AF。例如，研发了用于通过在图像传感器的特定光接收元件(像素)中使光接收单元的感光区域相对于片上微透镜的光轴偏心来提供光瞳分割功能的技术。

通过使用这些像素作为焦点检测像素并且将这些像素以预定间隔配置在摄像像素组中，进行相位差检测系统的AF。焦点检测像素的配置位置对应于摄像像素的缺陷部分，因此对周边摄像像素信息进行插值以生成图像信息。在该例子中，可以在摄像面上执行相位差检测系统的AF。因此，即使在电子取景器观察或运动图像拍摄期间也可以进行高速且高精度的焦点检测。

在电子取景器观察或运动图像拍摄期间，调节到达图像传感器的光量，或者根据用户的图像形成意图来调节拍摄图像的模糊量。这使得可能有必要调节拍摄镜头的光圈开口直径。希望即使在这样的情况下，也拍摄通过焦点调节始终处于聚焦状态的图像。然而，由于利用穿过拍摄镜头的光束来执行焦点检测和调节，因而上述焦点检测和调节方法受拍摄镜头的光圈开口直径的变化的影响很大。

为了应对该问题，日本特开平7-111614号公报讨论了一种用于当在对比度检测系统的焦点调节中调节光圈开口直径时禁止焦点调节操作的技术。该技术可以防止调节光圈开口直径时错误的焦点检测操作。

日本特开平03-214133号公报讨论了如下技术：在相位差检测系统的焦点检测中，当拍摄镜头的光圈使焦点检测所使用的光束遮挡(渐晕)时，考虑因被遮挡的光束而没有到达焦点检测单元的光量来校正输出信号。即使在调节光圈开口直径时，该技术通过根据焦点检测所使用的光束的渐晕状态来校正输出信号，仍能够进行高精度的焦点检测。

然而，在日本特开平7-111614号公报所述的技术中，禁止焦点调节操作产生了在被摄体移动时该系统将不能跟随该移动的可能性，从而导致拍摄到散焦图像。即使在预定时间段之后再次执行焦点调节操作时，仍可能拍摄到散焦图像。在这两种情况下，存在可能将观察期间感觉不自然的图像记录为运动图像的可能性。

在日本特开平03-214133号公报所述的技术中，基于拍摄镜头侧的设计信息，进行考虑拍摄镜头的渐晕对焦点检测信号的光量的校正。然而，通过包括拍摄镜头的光圈开口的数个框构件来确定渐晕的程度，并且各组件在外部形状或配置上均具有制造误差。因此，即使在仅基于拍摄镜头的设计信息来校正光量时，仍存在在焦点检测结果中可能发生误差的可能性。

换句话说，在运动图像拍摄期间，当光圈开口直径的变化伴随渐晕程度的变化时，焦点检测结果可能由于该误差而在光圈开口直径的变化前后有所改变。然而，当根据所获取到的包括该误差的焦点检测结果来驱动拍摄镜头时，在正拍摄的图像的焦点调节状态中可能生成不连续的点，从而发生可能将观察期间感觉不自然的图像记录为运动图像的可能性。