[发明专利]摄像设备、摄像系统和焦点检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摄像设备、摄像系统和焦点检测方法，尤 其涉及一种数字静止照相机、摄像机和卤化银照相机等摄像设 备、摄像系统和焦点检测方法。

背景技术

在摄像装置的焦点检测和调整中，作为使用通过摄像透镜 的光束的一般方法，使用对比度检测方法和相位差检测方法。 在使用图像传感器作为焦点检测传感器的摄像机和数字静止照 相机中，通常使用对比度检测方法。该方法关注图像传感器的 输出信号，尤其关注高频成分的信息(对比度信息)，并且将摄 像透镜的位置(在该位置，评价值达到最大)的信息设置为聚焦 位置。然而，由于需要在细微移动摄像透镜时确定评价值，并 需要保持摄像透镜移动直到认为评价值已达到最大时为止，因 而还被称为爬山检测方法的对比度检测方法不适于高速焦点调 整操作。

另一方面，在使用卤化银胶片的单镜头反光照相机中通常 使用相位差检测方法，并且相位差检测方法是对自动调焦(AF) 单镜头反光照相机的实际使用最有贡献的技术。根据相位差检 测方法，将通过摄像透镜的出射光瞳的光束分成两个光束，并 且通过一对焦点检测传感器分别接收分割得到的这两个光束。 通过检测根据所接收的光量输出的信号之间的差，或者换句话 说，通过检测分割光束的方向上的相对位置偏移量，直接确定 摄像透镜在调焦方向上的离焦量。因此，一旦通过焦点检测传 感器执行累积操作，则可以获得离焦量和离焦方向，从而使得 可以进行高速焦点调整操作。

通常，为了获得与分割得到的两个光束中的每一个相对应 的信号，在摄像光路中设置具有快速复原机构的半镜或反光镜 等光路分割机构，并且在光路分割机构后设置焦点检测光学系 统和AF传感器。

然而，为了使用相位差检测方法进行焦点检测，需要设置 焦点检测光学系统，以使得即使当摄像透镜的出射光瞳或图像 高度发生变化或者变焦位置发生变化等时，分割得到的两个光 束也不会发生渐晕(vignette)。特别地，在可以装配具有不同的 出射光瞳位置、直径和渐晕度的多个摄像透镜的照相机系统中， 为了在没有渐晕的情况下进行焦点检测，需要许多限制。因此， 存在不能设置宽焦点检测区域和不能通过基线长度扩大 (base-line length extension)提高分割得到的两个光束的精度等 的问题。

考虑上述情况，日本特开平03-214133号公报公开了一个例 子，在该例子中，在基于摄像透镜的出射光瞳的信息等校正由 焦点检测光束的渐晕所引起的、要转换成焦点检测信号的光量 的减少之后，进行焦点检测。根据该例子，即使当存在轻微渐 晕时，也可以进行使用相位差方法的焦点检测，因此可以进行 宽范围焦点检测和通过基线长度扩大的高精度焦点检测。

近年来，还公开了一种技术，在该技术中，为了消除对专 用AF传感器的需要，并且为了实现高速相位差AF，对于图像传 感器设置相位差检测功能。

例如，根据日本特开2000-156823号公报，通过使光接收部 的感光度区域相对片上微透镜的光轴偏移，对于图像传感器的 一些光接收元件(像素)设置光瞳分割功能。使用这些像素作为 焦点检测像素，并且这些像素以与摄像像素组之间的规定间隔 配置，以进行相位差焦点检测。配置焦点检测像素的部分对应 于不存在摄像像素的部分，因此使用来自周边摄像像素的信息 通过插值生成图像信息。利用该例子，可以在摄像面处进行使 用相位差方法的焦点检测，从而实现高速且高精度的焦点检测。

然而，日本特开平03-214133号公报和日本特开 2000-156823号公报存在以下问题。

根据日本特开平03-214133号公报，基于摄像透镜侧的信 息，校正由摄像透镜的渐晕所引起的、要转换成焦点检测信号 的光量的减少。然而，渐晕度不仅根据摄像透镜侧的信息，而 且还根据照相机侧的制造误差而改变。特别地，在单镜头反光 照相机中，由于通过焦点检测光学系统进行复杂的转换和光路 的分离，因而由此导致的制造误差大。因此，甚至当仅基于摄 像透镜侧的信息来校正光量的减少时，在焦点检测的结果中也 发生误差。