[發(fā)明專利]成像設(shè)備和焦點(diǎn)檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010104410.2
• 申請日: 2010-01-27
• 公開（公告）號: CN101794010A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陰山和實(shí)
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: G02B7/34
• 分類號: G02B7/34;G03B13/36;H04N5/232
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 黃小臨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及成像設(shè)備，更特別地涉及自動聚焦技術(shù)(AF技術(shù))。

背景技術(shù)

在相位差A(yù)F(自動聚焦)技術(shù)中，基于下述原理檢測聚焦鏡頭位置。更 具體地，來自拍攝光學(xué)系統(tǒng)的“兩個(gè)光通量(luminous?flux)”(部分光通量) 由各自的圖像再成像(reform)鏡頭(分離鏡頭)或者其它鏡頭收集并由各 自的光電元件陣列(也被稱為距離測量傳感器)接收。該兩個(gè)光通量源自對 象上相同的點(diǎn)并通過相互不同的拍攝鏡頭的區(qū)域(例如相對于光軸對稱的區(qū) 域)。通過檢測由兩個(gè)距離測量傳感器(距離測量傳感器對)接收的對象圖像 之間的相對位置關(guān)系而檢測距離適合于使對象聚焦的聚焦鏡頭的位置(也稱 為焦點(diǎn)對準(zhǔn)位置)的位移的量和方向。應(yīng)當(dāng)注意，距離測量傳感器對獲得在 預(yù)定方向上(在每個(gè)距離測量傳感器中布置光接收元件陣列的方向)每個(gè)對 象圖像的灰度電平的變化，并基于在預(yù)定方向上每個(gè)對象圖像(分割圖像) 的灰度電平的變化而進(jìn)行距離測量。即，距離測量傳感器對提供了對于對象 圖像在預(yù)定方向上的灰度電平變化敏感的距離測量。

另一方面，在一些基于相位差的焦點(diǎn)檢測器中，提供多個(gè)如上所述的成 對的距離測量傳感器(也稱為距離測量傳感器對)，以檢測在拍攝圖像中的多 個(gè)位置(距離測量點(diǎn))的對象有關(guān)的聚焦鏡頭位置。

在日本專利公開2003-107323(稱為專利文獻(xiàn)1)和日本專利公開2007 -139935(稱為專利文獻(xiàn)2)中描述了這種技術(shù)的實(shí)例。

在專利文獻(xiàn)1和2中所描述的焦點(diǎn)檢測器具有聚光鏡頭(condenser? lens)、光圈掩膜(stop?mask)、分離鏡頭和距離測量傳感器。全部三個(gè)聚光 鏡頭被提供為聚光鏡頭。更具體地，其中一個(gè)聚光鏡頭(也稱為中心鏡頭) 被設(shè)置在光軸所經(jīng)過的拍攝鏡頭的中心。兩個(gè)其它鏡頭(也稱為側(cè)面鏡頭) 被設(shè)置在位于中心的聚光鏡頭的每側(cè)上。

關(guān)于設(shè)置在拍攝圖像中心附近的距離測量點(diǎn)，采用通過三個(gè)聚光鏡頭中 的“中心鏡頭”的光進(jìn)行距離測量(焦點(diǎn)檢測)。另一方面關(guān)于設(shè)置在距離拍 攝圖像中心較遠(yuǎn)的距離測量點(diǎn)，采用通過“側(cè)面鏡頭”的光進(jìn)行距離測量。

發(fā)明內(nèi)容

但是上述技術(shù)具有和焦點(diǎn)檢測器的光學(xué)器件(例如聚光鏡頭)相關(guān)的失 真(例如枕形(pincushion)失真或者桶形(barrel)失真)。光學(xué)器件的適當(dāng)設(shè) 計(jì)在某種程度上會減少失真。但是難以完全消除失真。

另一方面，軸外的(off-axis)距離測量點(diǎn)的聚光鏡頭(側(cè)面鏡頭)的光 軸從拍攝鏡頭的光軸偏離(相對于拍攝鏡頭的光軸偏心)。特別在這種情況下 在各種限制下非常難以抑制失真。

在出現(xiàn)這種失真時(shí)，通過聚光鏡頭的光學(xué)圖像不能適當(dāng)?shù)氐竭_(dá)沿預(yù)定方 向布置的距離測量傳感器對。這造成距離測量傳感器對對于相關(guān)對象圖像不 合適的檢測，由此可能造成AF精度不足。

鑒于前述情況，期望提供一種焦點(diǎn)檢測技術(shù)，其減小由焦點(diǎn)檢測器的光 學(xué)系統(tǒng)所引起的失真的影響，以改進(jìn)AF精度。

本發(fā)明的第一方面為焦點(diǎn)檢測器和具有該焦點(diǎn)檢測器的成像設(shè)備。該焦 點(diǎn)檢測器包括聚光鏡頭和距離測量傳感器組。聚光鏡頭使來自光學(xué)系統(tǒng)的光 圖像透過。距離測量傳感器組接收通過聚光鏡頭的光通量。該距離測量傳感 器組包括適合于接收偏離拍攝區(qū)域中心設(shè)置的第一焦點(diǎn)檢測區(qū)域的光通量的 分割光束的第一距離測量傳感器對。第一距離測量傳感器對包括第一和第二 距離測量傳感器。第一焦點(diǎn)檢測區(qū)域在拍攝區(qū)域中從下述位置沿第一方向延 伸，在該位置處，第一焦點(diǎn)檢測區(qū)域沿第一方向并且還沿與第一方向垂直的 第二方向與所述中心隔開。在傳感器布置表面上，第一和第二距離測量傳感 器沿與第一方向相關(guān)的方向相互隔開并被以不同角度布置。

本發(fā)明的第二方面為焦點(diǎn)檢測器和具有該焦點(diǎn)檢測器的成像設(shè)備。該焦 點(diǎn)檢測器包括聚光鏡頭和距離測量傳感器組。該聚光鏡頭適合于使來自光學(xué) 系統(tǒng)的光圖像透過。該距離測量傳感器組接收經(jīng)過聚光鏡頭的光通量。該距 離測量傳感器組包括適合于接收偏離拍攝區(qū)域的中心設(shè)置的第一焦點(diǎn)檢測區(qū) 域的光通量的分割光束的第一距離測量傳感器對。第一焦點(diǎn)檢測區(qū)域在拍攝 區(qū)域中從下述位置沿第一方向延伸，在該位置處，第一焦點(diǎn)檢測區(qū)域沿第一 方向并且還沿與第一方向垂直的第二方向與所述拍攝區(qū)域的中心隔開。在傳 感器布置表面上，第一和第二距離測量傳感器沿與第一方向相關(guān)的方向相互 隔開并被設(shè)置在沿與第二方向相關(guān)的方向的不同位置。