[發明專利]焦點調節設備

有效

• 申請號: 201110273226.5
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102404507A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 浜野英之
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;G02B7/36;G03B13/36
• 代理公司: 北京魏啟學律師事務所 11398
• 代理人: 魏啟學

技術領域

本發明涉及用于在諸如數字靜態照相機、攝像機或基于膠片的照相機等的攝像設備中進行調焦的焦點調節設備。

背景技術

作為在照相機的焦點檢測和調節方法中使用穿過拍攝鏡頭的光束的普通系統，存在對比度檢測系統和相位差檢測系統。

對比度檢測系統常常用于攝像機或數字靜態照相機，并且使用圖像傳感器作為焦點檢測傳感器。該系統通過關注圖像傳感器的輸出信號、尤其是高頻成分的信息(對比度信息)，將該對比度信息的評價值最大的拍攝鏡頭的位置確定為聚焦位置。

然而，由于被稱為爬山方法，因此該系統必須通過輕微移動拍攝鏡頭的調焦位置來獲取評價值，并且在發現評價值為最大之前一直移動調焦位置。因此，該系統不適用于高速焦點檢測操作。

相位差檢測系統的焦點檢測是單鏡頭反光照相機中經常使用的技術，這有助于利用自動調焦(AF)檢測的單鏡頭反光照相機的實際應用。例如，在數字單鏡頭反光照相機中，包括二次成像光學系統的焦點檢測單元進行相位差檢測系統的AF。

焦點檢測單元包括用于將穿過拍攝鏡頭的出射光瞳的光束分割成兩個區域的光瞳分割單元。被分割成兩個區域的光束經由位于鏡箱中的光路分割光學系統，通過二次成像光學系統在一組焦點檢測傳感器上形成圖像。然后，通過檢測根據傳感器的光接收量所輸出的信號的偏移量，即光瞳分割方向上的相對位置偏移量，來直接獲取拍攝鏡頭在調焦方向上的偏移量。

因此，通過利用焦點檢測傳感器的存儲操作同時獲取散焦量和散焦方向。這使得能夠進行高速焦點調節操作。在焦點檢測之后的攝像期間，光路分割光學系統退回到攝像光束外部，并且使圖像傳感器曝光以獲取拍攝圖像。

存在這樣一種技術，用于即使在向圖像傳感器設置相位差檢測系統的AF功能并且諸如背側液晶等的顯示單元實時檢查圖像的電子取景器觀察或運動圖像拍攝期間，也能夠實現高速AF。例如，研發了用于通過在圖像傳感器的特定光接收元件(像素)中使光接收單元的感光區域相對于片上微透鏡的光軸偏心來提供光瞳分割功能的技術。

通過使用這些像素作為焦點檢測像素并且將這些像素以預定間隔配置在攝像像素組中，進行相位差檢測系統的AF。焦點檢測像素的配置位置對應于攝像像素的缺陷部分，因此對周邊攝像像素信息進行插值以生成圖像信息。在該例子中，可以在攝像面上執行相位差檢測系統的AF。因此，即使在電子取景器觀察或運動圖像拍攝期間也可以進行高速且高精度的焦點檢測。

在電子取景器觀察或運動圖像拍攝期間，調節到達圖像傳感器的光量，或者根據用戶的圖像形成意圖來調節拍攝圖像的模糊量。這使得可能有必要調節拍攝鏡頭的光圈開口直徑。希望即使在這樣的情況下，也拍攝通過焦點調節始終處于聚焦狀態的圖像。然而，由于利用穿過拍攝鏡頭的光束來執行焦點檢測和調節，因而上述焦點檢測和調節方法受拍攝鏡頭的光圈開口直徑的變化的影響很大。

為了應對該問題，日本特開平7-111614號公報討論了一種用于當在對比度檢測系統的焦點調節中調節光圈開口直徑時禁止焦點調節操作的技術。該技術可以防止調節光圈開口直徑時錯誤的焦點檢測操作。

日本特開平03-214133號公報討論了如下技術：在相位差檢測系統的焦點檢測中，當拍攝鏡頭的光圈使焦點檢測所使用的光束遮擋(漸暈)時，考慮因被遮擋的光束而沒有到達焦點檢測單元的光量來校正輸出信號。即使在調節光圈開口直徑時，該技術通過根據焦點檢測所使用的光束的漸暈狀態來校正輸出信號，仍能夠進行高精度的焦點檢測。

然而，在日本特開平7-111614號公報所述的技術中，禁止焦點調節操作產生了在被攝體移動時該系統將不能跟隨該移動的可能性，從而導致拍攝到散焦圖像。即使在預定時間段之后再次執行焦點調節操作時，仍可能拍攝到散焦圖像。在這兩種情況下，存在可能將觀察期間感覺不自然的圖像記錄為運動圖像的可能性。

在日本特開平03-214133號公報所述的技術中，基于拍攝鏡頭側的設計信息，進行考慮拍攝鏡頭的漸暈對焦點檢測信號的光量的校正。然而，通過包括拍攝鏡頭的光圈開口的數個框構件來確定漸暈的程度，并且各組件在外部形狀或配置上均具有制造誤差。因此，即使在僅基于拍攝鏡頭的設計信息來校正光量時，仍存在在焦點檢測結果中可能發生誤差的可能性。

換句話說，在運動圖像拍攝期間，當光圈開口直徑的變化伴隨漸暈程度的變化時，焦點檢測結果可能由于該誤差而在光圈開口直徑的變化前后有所改變。然而，當根據所獲取到的包括該誤差的焦點檢測結果來驅動拍攝鏡頭時，在正拍攝的圖像的焦點調節狀態中可能生成不連續的點，從而發生可能將觀察期間感覺不自然的圖像記錄為運動圖像的可能性。