[发明专利]焦点检测设备、焦点检测方法及摄像设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于通过使用根据已穿过摄像镜头的不同光瞳区域的光束所生成的图像来检测摄像镜头的焦点状态的焦点检测设备和焦点检测方法以及一种摄像设备。

背景技术

传统上，用作摄像设备的数字照相机中所使用的焦点检测方法包括摄像机和紧凑照相机中流行使用的对比度检测方式以及单镜头反光照相机中流行使用的相位差检测方式。通常，由于通过利用插入到光路中的半透半反镜等将光束分割成取景器光学系统和焦点检测光学系统用的光束来进行检测，因而使用单镜头反光照相机中所使用的相位差焦点检测方式来拍摄静止图像。焦点检测光学系统通常由接收已穿过摄像镜头的不同光瞳区域的光束的两个以上再成像透镜、光圈、及图像传感器而构成。

在相位差焦点检测方式中，基于由已穿过摄像镜头的不同光瞳区域的光束所生成的两个焦点检测图像之间的图像偏移量来计算摄像镜头的焦点状态。通过针对这两个焦点检测图像执行相关计算来计算两个焦点检测图像之间的图像偏移量。该计算方法已被例如日本特开昭63-18314号公报所公开。

在利用图像传感器拍摄图像的照相机中浏览或记录运动图像的情况下，通常用到对比度检测焦点控制方法。在对比度检测焦点控制方法中，通过在沿着光路移动摄像镜头的调焦透镜的同时提取图像传感器所感测到的图像的高频成分、并检测对比度达到峰值的镜头位置来进行焦点控制。然而，由于在移动调焦透镜时将图像的对比度等级进行比较，因此该对比度检测焦点控制方法无法快速执行焦点控制。近年来，甚至单镜头反光照相机也能够拍摄运动图像，并且期望即使在运动图像拍摄期间也快速执行焦点控制。

为满足这一要求，本申请人在日本特开2001-124984号公报中公开了一种摄像设备，该摄像设备能够通过针对CMOS图像传感器的一个片上微透镜形成部配置两个光电转换器来执行相位差焦点检测。在日本特开2001-124984号公报中公开的图像传感器中，片上微透镜被配置为摄像镜头的光瞳及两个光电转换器具有共轭关系。结果，已穿过摄像镜头的不同光瞳区域的光束入射到各光电转换器上。通过使用由各光电转换器所获得的图像，能够执行已知的相位差焦点检测。

日本特公昭62-37364号公报中公开了一种焦点检测方法，其中在通过使用根据已穿过摄像镜头的不同光瞳区域的光束所生成的焦点检测图像来检测摄像镜头的焦点状态时，通过检测焦点检测图像的预定空间频率的相位来获得该焦点状态。

然而，在日本特公昭62-37364号公报所公开的方法中，在通过使用检测到的焦点检测图像的预定空间频率的相位来获得焦点状态的情况下，无法执行高精度的焦点检测，除非被摄体包含检测所使用的预定空间频率成分。

发明内容

本发明是考虑了上述情况而做出的，并且能够不依赖于被摄体的空间频率而进行高精度的焦点检测。

根据本发明，提供了一种焦点检测设备，包括：图像传感器，用于接收穿过摄像光学系统的不同的出射光瞳区域的多个光束，并且输出与不同的所述出射光瞳区域相对应的一对图像信号；计算单元，用于根据所述一对图像信号来获得一对图像之间的相位差最小的空间频率，并且根据所述空间频率来获得所述一对图像信号之间的图像偏移量；以及焦点控制单元，用于基于所述计算单元所获得的所述图像偏移量，来进行利用相位差检测方式的焦点控制。

此外，根据本发明，提供了一种包括上述定义的焦点检测设备的摄像设备。

此外，根据本发明，提供了一种焦点检测方法，包括以下步骤：图像感测步骤，用于接收穿过摄像光学系统的不同的出射光瞳区域的多个光束，并且输出与不同的所述出射光瞳区域相对应的一对图像信号；计算步骤，用于根据所述一对图像信号来获得一对图像之间的相位差最小的空间频率，并且根据所述空间频率来获得所述一对图像信号之间的图像偏移量；以及焦点控制步骤，用于基于所述计算步骤中所获得的所述图像偏移量，来进行利用相位差检测方式的焦点控制。

通过以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

包含在说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1A和1B是示出根据本发明实施例的摄像设备的示意结构的图；

图2A-2C是用于说明根据实施例的图像传感器的结构实例的图；

图3是用于说明根据实施例的光瞳分割的概念的图；

图4是示出根据实施例的摄像设备的示意结构的框图；

图5是示出根据实施例的摄像处理的流程图；