CN101887161A - 焦点检测设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焦点检测设备及其控制方法。该焦点检测设备预先测量并存储针对不同类型的光源的明暗系数，并且在焦点检测操作时，基于来自具有不同的光谱特性的多个测光传感器的输出生成用于判断照射被摄体的光源的光源信息，并且根据该光源信息在所存储的明暗系数之间切换焦点检测传感器的明暗系数。

Description

焦点检测设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及提高自动调焦照相机中不同类型的光源下的焦点检测精度。

背景技术

胶片/数字单镜头反光照相机通常使用以下所谓的TTL(Through The Lens，通过镜头)相位差检测型焦点检测(在下文，还称为AF)方法：通过拍摄透镜的光束被分束器分割，由光轴偏移的两个成像透镜在焦点检测传感器上形成各个光束的图像，根据所形成的两个图像之间的偏移计算散焦量，并且通过根据计算出的散焦量驱动拍摄透镜来实现聚焦。

图14示出使用二次成像系统的相位差检测型焦点检测设备的示例。在该设备中，在拍摄透镜101的预测成像面F附近布置光轴与进行焦点检测的拍摄透镜101的光轴相同的场透镜102。两个二次成像透镜103a和103b并排布置在拍摄透镜101和场透镜102后方。此外，光接收传感器104a和104b布置在二次成像透镜103a和103b后方。场透镜102在两个二次成像透镜103a和103b的光瞳面上形成拍摄透镜101的两个不同的出射光瞳101a和101b。

结果，分别入射二次成像透镜103a和103b的来自被摄体面S的光束变为从拍摄透镜101的出射光瞳101a和101b中、与各个二次成像透镜103a和103b相对应且彼此不重叠的等面积区域输出的光束。

如上所述，来自等面积的出射光瞳101a和101b的光束在传感器104a和104b上的接收光量分布在理想状态下是均匀的。然而，由于考虑到焦点检测设备的容许大小、成本和生产方便需要简单的透镜结构，因此透镜像差较大。结果，二次成像透镜103a和103b的光瞳与拍摄透镜101的出射光瞳101a和101b之间的成像关系不完整，由此产生光量不均匀，或换言之，导致图15所示等的明暗残留在传感器104a和104b上。

日本特开昭60-101514公开了被配置成消除针对均匀亮度的被摄体面的传感器104a和104b之间的光量分布的差、以获得相同的光量分布的焦点检测设备。该专利文献中所述的发明通过根据传感器上各个像素的位置向该传感器的光电转换输出信号的振幅指派权重系数来补偿明暗。

然而，对于上述日本特开昭60-101514所公开的焦点检测设备，根据照射物体的光源的类型，可能存在不能够补偿传感器之间的明暗的情况。

当将日本特开昭60-101514所公开的焦点检测设备应用于单镜头反光照相机时，如图16所示，在拍摄透镜101和场透镜102之间布置分束器等的半透过光学构件105(主镜)。设置主镜105，从而以预定比将已经通过拍摄透镜101的光束分割到焦点检测光学系统和取景器光学系统。

图17中示出主镜105的光谱透过率的入射角度依赖特性。波长为600nm以下的光中的约40％透过到达焦点检测光学系统。另一方面，600nm以上的光中的40％以上透过到达焦点检测光学系统。透过率随波长增加而逐渐增大。

这是因为主镜5的光谱透过率被配置成透过更多的近红外光。配置该特性是因为作为自动调焦传感器的光电转换元件对直到约1100nm的波长敏感，并且即使在低亮度下也进行调焦操作，并且当在低亮度下不能够进行调焦操作时，由发光二极管从照相机向被摄体照射近红外(约700nm)光。

同时，人眼对约450～650nm的光最敏感。从颜色再现性的角度，波长不属于该频率范围的光对于取景器光学系统不太重要。

这里，应当注意，对于主镜105的光学结构，主镜105的光谱透过率是依赖于角度的。特别地，对于600nm以上的长波长光，透过率根据光束的入射角度而变化。

来自拍摄透镜101的出射光瞳101a和101b的光束在透过主镜105时的入射角度彼此不同。此外，在传感器104a和104b的各个像素的位置处接收到的光束在透过主镜105时的入射角度也彼此不同。因此，传感器104a和104b的明暗根据照射被摄体的光源是否包括长波长成分而变化。

图18是示出光源的光谱灵敏度的图，其中，横轴表示波长并且纵轴表示相对能量。在该图中，由F表示荧光灯，由L表示泛光灯，并且由A表示前面所述的辅助光。

该图示出与荧光灯的波长成分中几乎不存在波长比620nm长的成分相比较，对于泛光灯，波长越长，相对灵敏度越强。

图19A～21B示出各种类型的光源下传感器的明暗波形和补偿波形的示例。

图19A中示出荧光灯下的明暗波形。图19B中示出通过使用最佳补偿系数对图19A的明暗波形进行运算的补偿的结果。另外，图20A中示出泛光灯下的明暗波形。由于从出射光瞳101a到主镜105的光束的入射角度小于来自出射光瞳101b的光束的入射角度，因此近红外光的透过率高。因此，在图20A中，示出与传感器104b相比、传感器104a获得较大的光量。另外，在考虑传感器的单元位置时，在传感器越靠上方，光束到主镜的入射角度越小。因此，与下侧相比，传感器的上侧获得较大的光量。

图20B示出使用根据图19A所示的明暗波形计算出的补偿系数对图20A所示的明暗波形进行的补偿的结果。如图20A所示，当补偿波形不均匀时，剩余未补偿区域。

另外，图21A中示出辅助光下的明暗波形。由于辅助光是近红外光，因此与图20A相比较，明暗的角度依赖增加。图21B示出使用根据图19A所示的明暗波形计算出的补偿系数对图21A所示的明暗波形进行的补偿的结果。图21B示出与图20B相比甚至更大的剩余的未补偿区域。

如所示，根据照射被摄体的光源的类型，传感器之间剩余明暗的未补偿区域，由此导致两个图像之间的偏移的检测精度下降。

发明内容

本发明的特征是在TTL自动调焦照相机中提供在不同类型的光源下不产生焦点偏移的具有高焦点检测精度的自动调焦照相机系统。

为了实现该目的，根据本发明，一种焦点检测设备，包括：焦点检测传感器，用于基于从透过拍摄镜头的被摄体光所获得的光束，检测被摄体的图像信号；第一测光传感器，用于测量可见光区域；第二测光传感器，用于测量波长比所述可见光区域的波长长的区域；以及补偿单元，用于基于来自所述第一测光传感器和所述第二测光传感器的输出，补偿来自所述焦点检测传感器的图像信号。

为了实现该目的，根据本发明，一种焦点检测设备的控制方法，包括以下步骤：使用焦点检测传感器基于从透过拍摄镜头的被摄体光所获得的光束来检测被摄体的图像信号；使用第一测光传感器来测量可见光区域；使用第二测光传感器来测量波长比所述可见光区域的波长长的区域；以及基于使用所述第一测光传感器和所述第二测光传感器分别进行的测量的输出来补偿来自所述焦点检测传感器的图像信号。

如上所述，根据本发明，由于可以使用来自测光传感器的输出信号判断照射被摄体的光源的类型、并且可以基于判断结果补偿由焦点检测传感器所输出的图像信号，因此即使在不同类型的被摄体照射光源下进行的拍摄期间，也可以提高焦点检测精度。

另外，对于根据本发明的补偿运算方法，由于该运算方法仅需要与两种类型的光源相对应的补偿系数，因此可以减少用于存储进行运算所需的数据的存储器的容量。

此外，对于根据本发明的另一补偿运算方法，由于该运算方法仅需要与一种类型的光源相对应的补偿系数，因此可以进一步减少用于存储进行运算所需的数据的存储器的容量。

此外，对于根据本发明的又一补偿运算方法，由于该运算方法使用来自被摄体的光束中近红外光的比、荧光灯(可见光)下的补偿系数、以及光束到光学构件的入射角度的系数，因此针对不同类型的光源均可以实现高精度的焦点检测。

根据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

图1是示出根据本发明典型实施例的自动调焦照相机系统的结构图；

图2是示出根据本发明典型实施例的自动调焦照相机系统的电路结构图；

图3是示出第一和第二测光传感器的光谱特性的图；

图4是示出与焦点检测有关的光学系统的详细结构的图；

图5是示出焦点检测传感器的线布置的图；

图6是示出焦点检测传感器的AF视野布置的图；

图7是示出根据本发明典型实施例的明暗系数测量和存储操作的流程图的图；

图8是示出由线传感器211所获得的明暗波形的图；

图9是示出由配备有根据本发明第一典型实施例的焦点检测设备的照相机所进行的AF操作的流程图的图；

图10是示出由配备有根据本发明第一典型实施例的焦点检测设备的照相机所进行的拍摄操作的流程图的图；

图11是示出由配备有根据本发明第二典型实施例的焦点检测设备的照相机所进行的AF操作的流程图的图；

图12是示出由配备有根据本发明第三典型实施例的焦点检测设备的照相机所进行的AF操作的流程图的图；

图13是示出到主镜的入射角度和明暗角度系数之间的关系的图；

图14是示出使用二次摄像系统的相位差检测型焦点检测设备的光学系统的图；

图15是示出传感器104a和104b的明暗的图；

图16是示出单镜头反光照相机的焦点检测设备的光学系统的图；

图17是示出主镜的光谱透过率的入射角度依赖性的图；

图18是示出各种光源类型的光谱灵敏度的图；

图19A和19B是分别示出荧光灯下的明暗波形的图；

图20A和20B是分别示出泛光灯下的明暗波形的图；以及

图21A和21B是分别示出辅助光下的明暗波形的图。

具体实施方式

现在将根据附图来详细说明本发明的优选实施例。

第一实施例

图1是示出根据本发明典型实施例的、包括单镜头反光照相机和要安装在该照相机上的可互换镜头的自动调焦照相机系统的结构图。该图主要示出该系统的光学位置关系。

在该图中，将拍摄镜头11安装在照相机主体1的前面上。光学部件、机械部件、电路、以及胶片或CCD等的摄像元件容纳于照相机主体1中，从而使得能够拍摄图片或图像。在取景器观察状态下使作为主镜的光学构件2(在下文，被称为光学构件)倾斜地设置在拍摄光路中，并且在拍摄状态下使光学构件2从拍摄光路退出。另外，光学构件2被配置为部分透射或反射入射光的半透过镜，并且光学构件2在倾斜地设置在拍摄光路中时，具有图17所示的光谱透过特性。

在后面所述的透镜12～14的预测成像面上布置聚焦板3，并且聚焦板3构成取景器光学系统。设置用于改变取景器光路的五棱镜4。拍摄者可以通过经由目镜5观察聚焦板3来观察拍摄画面。设置用于测量取景器观察画面中的被摄体亮度的第一成像透镜6和第一测光传感器7、以及第二成像透镜30和第二测光传感器31。光学滤波器32遮蔽长波长光，并且光学滤波器33遮蔽可见光。

还设置有焦平面快门8和摄像元件9。与光学构件2一起，在取景器观察状态下使辅助镜25倾斜地设置在拍摄光路中，并且在拍摄状态下使辅助镜25从拍摄光路退出。辅助镜25使透过倾斜布置的光学构件2的光束向下弯曲，并且经由视野掩模26、场透镜27、光圈28和二次成像透镜29在焦点检测传感器201上形成图像。可以通过处理通过对该图像进行光电转换所获得的图像信号来检测聚焦状态。

接口触点组10是照相机主体1和拍摄镜头11之间的通信接口。在透镜12～14中，第一组透镜(在下文，称为调焦透镜)12通过在光轴上前后移动来调整拍摄画面的聚焦位置，第二组透镜13通过在光轴上前后移动来改变拍摄镜头11的焦距并放大拍摄画面，并且第三组透镜14是固定的。还设置有光圈15。调焦驱动马达16在自动焦点调节操作期间使调焦透镜12在光轴方向上前后移动。光圈驱动马达17改变光圈15的开口直径。固定至调焦透镜12的刷19的滑动使得距离编码器18读取调焦透镜12的位置并生成与被摄体距离相对应的信号。

接着，将参考图2来说明前述照相机系统的电路结构。使用相同的附图标记来表示与图1共用的组件。首先，将说明照相机主体1内部的电路结构。

连接至照相机微计算机100的有焦点检测传感器201、第一测光传感器7、第二测光传感器31、快门控制电路107、马达控制电路108和液晶显示电路111。另外，照相机微计算机100经由接口触点10与布置在拍摄镜头11中的镜头微计算机50进行信号传递。此外，照相机微计算机100包含对由焦点检测传感器201所获得的像素信号的明暗进行补偿运算的明暗补偿运算电路113、和用于存储明暗系数的存储器112。

焦点检测传感器201根据来自照相机微计算机100的信号进行光电转换得到的信号的累积控制，并且向照相机微计算机100输出像素信号。照相机微计算机100对该像素信号进行A/D转换以获得图像信号。由明暗补偿运算电路113基于预先存储在存储器112中的明暗系数、并基于后面要说明的光源信息，对补偿前的)图像信号进行明暗补偿，从而消除焦点检测传感器201的像素之间光量分布的差。利用相位差检测方法从补偿后的图像信号检测焦点调节状态。通过与镜头微计算机50交换信号来进行拍摄镜头11的焦点调节控制。

快门控制电路107根据来自照相机微计算机100的信号，对构成焦平面快门8的快门前叶片驱动磁体MG-1和快门后叶片驱动磁体MG-2进行通电控制，从而驱动快门前叶片和快门后叶片并进行曝光操作。马达控制电路108通过根据来自照相机微计算机100的信号控制马达M，使光学构件2上下移动并进行快门充电。

通过未示出的释放按钮的第一冲程(半按下)接通开关SW1，以开始测光和AF(自动焦点调节)。通过释放按钮的第二冲程(全按下)接通开关SW2，以开始快门驱动，或换言之，开始曝光操作。照相机微计算机100读取包括开关SW1和SW2、以及作为未示出的操作构件的ISO感光度设置开关、光圈设置开关和快门速度设置开关的各个开关的状态信号。液晶显示电路111根据来自照相机微计算机100的信号，控制取景器的显示单元24和外部显示单元42。

接着，将说明拍摄镜头11的内部电路结构。照相机主体1和拍摄镜头11经由镜头接口触点10互相电连接。镜头接口触点10包括：作为拍摄镜头11中的调焦驱动马达16和光圈驱动马达17的电源触点的触点L0；镜头微计算机50的电源触点L1；时钟触点L2，用于进行串行数据通信；触点L3，用于从照相机主体1到拍摄镜头11的数据发送；触点L4，用于从拍摄镜头11到照相机主体1的数据发送；马达电源用的马达接地触点L5；以及镜头微计算机50的电源用的接地触点L6。

镜头微计算机50经由镜头接口触点10连接至照相机微计算机100，并且根据来自照相机微计算机100的信号使驱动调焦透镜12的调焦驱动马达16和驱动光圈15的光圈驱动马达17工作，从而控制拍摄镜头11的焦点调节和光圈。脉冲板51和光检测器52使得镜头微计算机50能够对脉冲数计数，从而获得焦点调节(调焦操作)期间调焦透镜12的位置信息。因此，可以进行拍摄镜头11的焦点调节。将从前述距离编码器18读取的调焦透镜12的位置信息输入至镜头微计算机50，以将该位置信息转换成被摄体距离信息并发送至照相机微计算机100。

如上所述，由照相机微计算机100来控制图2所示的根据本发明的照相机系统的操作。如后面将说明的，根据图7、9、10和11中的任意所示的流程图来执行控制，并且如本领域的技术人员将理解的，通过执行从存储器读取的程序来实现该控制。

接着，将参考图3来说明第一和第二测光传感器的光谱特性。

在该图中，由A表示第一测光传感器7和第二测光传感器31的光谱灵敏度特性，由B表示布置在第一测光传感器7前方的光学滤波器32的光谱灵敏度特性，并且由C表示布置在第二测光传感器31前方的光学滤波器33的光谱灵敏度特性。因此，第一测光传感器检测主镜处光谱透过率的入射角度依赖较低的可见光区域中的光。另一方面，第二测光传感器可以检测光学构件2处光谱透过率的入射角度依赖较高的长波长区域(近红外以上)中的光。可见光区域和长波长区域之间的比是光源信息。

接着，将使用图4～6来详细说明焦点检测传感器201。图4是示出与焦点检测有关的光学系统的详细结构的图。从来自光源所照射的被摄体的被摄体光所获得的光束透过拍摄镜头11并被辅助镜25反射，并且在位于与成像面共轭的面上的视野掩模26附近形成图像。图4以展开形式示出在被辅助镜25反射之后、被多个镜折叠的光路。视野掩模26是用于遮蔽画面中除焦点检测区域以外的区域中的多余光的构件。

场透镜27用于在拍摄镜头11的出射光瞳附近形成光圈28的各个开口的图像。二次成像透镜29布置在光圈28后方，并且包括形成一对的两个透镜。这些透镜分别与光圈28的开口相对应。已经通过视野掩模26、场透镜27、光圈28和二次成像透镜29的光束在焦点检测传感器201上的线传感器上形成图像。

图5是示出焦点检测传感器201中的线传感器位置的图。线传感器211a、211b、212a和212b以两两成对的方式布置在焦点检测传感器201中，从而形成多个线传感器对。

图6是示出拍摄画面中的被摄体上的焦点检测区域的位置关系的图。作为焦点检测区域的垂直视野220根据来自线传感器对211a和211b的图像信号的相位差进行焦点检测。作为焦点检测区域的水平视野222根据来自线传感器对212a和212b的图像信号的相位差进行焦点检测。

接着，将参考图7所示的流程图来说明如上所述配置成的照相机系统中的焦点检测传感器201的明暗系数测量操作。

在开始明暗系数测量操作之前，将照相机主体1的被摄体面置于均匀亮度状态的、具有荧光波长的光下。

在从连接至照相机微计算机的未示出的通信工具接收明暗系数测量请求时，在步骤S101中操作开始。在这种情况下，照相机微计算机100进行焦点检测传感器201中的线传感器211a、211b、212a和212b的累积操作。在累积开始之后，根据来自焦点检测传感器201的信号监视累积状况。一旦所累积的信号达到预定量，则累积暂停。

在下一步骤S102中，通过请求焦点检测传感器201输出图像信号来进行所累积的图像信号的读取操作。焦点检测传感器201根据从照相机微计算机100发送来的预定驱动脉冲，按线传感器211a→211b→212a→212b的次序输出各个图像信号作为像素信号。照相机微计算机100通过对这些像素信号顺次进行A/D转换来读取图像信号。在步骤S103中，根据在步骤S102中获得的图像信号计算明暗系数，并将该明暗系数存储在存储器112中。荧光灯下的明暗系数测量操作由此结束。

现在将参考图8来说明明暗系数运算方法。图8示出线传感器211a和211b处所累积的图像信号。设Vs(n)表示第n个像素信号并且Wc(n)表示第n个明暗系数。另外，如果由Vp表示从图像信号中搜索到的最大像素信号，则可以根据以下等式确定明暗系数。

Wc(n)＝Vp/Vs(n)

假定由Vo(n)表示第n个补偿后信号，则可以根据以下等式确定Vo(n)。

Vo(n)＝Vs(n)×Wc(n)

结果，可以基于Vp将如图8所示等的不均匀图像信号补偿成均匀信号。

另外，尽管由图7所示的流程图表示的操作是荧光灯下的测量操作，但通过切换光源，可以以与图7所示的操作相同的方式来测量并存储针对图18所示的泛光灯和辅助光的明暗系数。在这种情况下，由Wf(n)表示与泛光灯光相应的明暗系数，并且由Wir(n)表示与辅助光相应的明暗系数。

接着，将参考图9所示的流程图来说明根据第一实施例的照相机的自动调焦操作。当按下图2所示的照相机主体1上的开关SW1时，在步骤S201中操作开始。在这种情况下，照相机微计算机100进行焦点检测传感器201中的线传感器211a、211b、212a和212b的累积操作。在累积开始之后，根据来自焦点检测传感器201的信号监视累积状况。一旦所累积的信号达到预定量，则累积暂停。

在下一步骤S202中，通过请求焦点检测传感器201输出图像信号来进行所累积的图像信号的读取操作。焦点检测传感器201根据从照相机微计算机100发送来的预定驱动脉冲，按线传感器211a→211b→212a→212b的次序输出各个图像信号作为像素信号。照相机微计算机100通过对这些像素信号顺次进行A/D转换来读取图像信号。

在下一步骤S203中，读取第一测光传感器7和第二测光传感器31的测光值(测光步骤)。

在下一步骤S204中，根据在步骤S203中读取的第一测光传感器7和第二测光传感器31的测光值之间的比来判断光源，并生成表示判断结果的光源信息(光源信息生成单元)。在这种情况下，光源判断结果被分成三类。假定由Bc表示由第一测光传感器7所获得的测光值、并且由Bir表示由第二测光传感器31所获得的测光值。如果0.7＜Bc/(Bc+Bir)≤1.0，则判断为照射被摄体的光源是荧光灯型光源，并且流程进入步骤S205。另外，如果0.4＜Bc/(Bc+Bir)≤0.7，则判断为照射被摄体的光源是泛光灯型光源，并且流程进入步骤S206。此外，如果0≤Bc/(Bc+Bir)≤0.4，则判断为照射被摄体的光源是AF辅助光型光源，并且流程进入步骤S207。

在步骤S205中，针对在步骤S202中获得的像素信号Vs(n)，由明暗补偿运算电路113使用预先存储在存储器112中的荧光灯下的明暗系数Wc(n)来计算补偿后像素信号Vo(n)。假定由Vo(n)表示第n个补偿后信号，则可以根据以下等式确定Vo(n)。

Vo(n)＝Vs(n)×Wc(n)

在步骤S206中，针对在步骤S202中获得的像素信号Vs(n)，由明暗补偿运算电路113使用预先存储在存储器112中的泛光灯下的明暗系数Wf(n)来计算补偿后像素信号Vo(n)。假定由Vo(n)表示第n个补偿后信号，则可以根据以下等式确定Vo(n)。

Vo(n)＝Vs(n)×Wf(n)

在步骤S207中，针对在步骤S202中获得的像素信号Vs(n)，由明暗补偿运算电路113使用预先存储在存储器112中的AF辅助光下的明暗系数Wir(n)来计算补偿后像素信号Vo(n)。假定由Vo(n)表示第n个补偿后信号，则可以根据以下等式确定Vo(n)。

Vo(n)＝Vs(n)×Wir(n)

在步骤S208中，根据在步骤S205、步骤S206或步骤S207中进行了明暗补偿的图像信号的两个图像之间的偏移，利用已知方法来计算散焦量。

在下一步骤S209中，如果散焦量在(1/4)Fδ(其中，F表示镜头光圈值，δ表示常数20μm，这样，F2.0镜头的开放光圈的值为10μm)等的期望范围内，则判断为聚焦，并且自动调焦操作结束。如果散焦量大于(1/4)Fδ，则在步骤S210中，将该散焦量经由串行通信线LCK、LDO和LDI发送至镜头微计算机50，以指示镜头驱动。镜头微计算机50在接收到该指令时，根据接收到的散焦量确定调焦驱动马达16的驱动方向，并根据所指示的散焦量驱动调焦驱动马达。流程返回至步骤S201以重复上述操作，直到实现聚焦状态为止。

在下一步骤S211中，判断释放开始开关SW2。如果释放开始开关SW2接通，则流程进入在图10中继续的步骤S301，并且如果释放开始开关SW2断开，则AF处理结束。

接着，将参考图10来说明释放期间的操作。在上述自动调焦操作结束、并且图2所示的释放开始开关SW2接通时，在步骤S301中，照相机微计算机100从测量可见光的第一测光传感器7的测光值获得被摄体亮度BV，通过将该被摄体亮度BV与所设置的ISO感光度SV相加来获得曝光值EV，并使用已知方法来计算光圈值AV和快门速度TV。

在下一步骤S302中，使光学构件2上翻并从拍摄光路退出。同时，照相机微计算机100指示镜头微计算机50将光圈缩小至在步骤S202中确定的光圈值AV，并且镜头微计算机50接收该指令。随后，一旦光学构件2从拍摄光路完全退出，则在步骤S303中，照相机微计算机100对快门前叶片驱动磁体MG-1通电，并且开始焦平面快门8的开放操作。

在经过预定的快门开放时间段之后，流程进入步骤S304，在步骤S304中，照相机微计算机100对快门后叶片驱动磁体MG-2通电，关闭焦平面快门8的后叶片以结束曝光，并且在步骤S305中使光学构件2向下移动，并且结束拍摄。

如上所述，根据本发明第一典型实施例的照相机被配置成，在对由焦点检测传感器所获得的像素信号进行明暗补偿时，由光源检测传感器判断照射被摄体的光源，并且使用预先测量出并存储的多个光源下的明暗系数中的最佳明暗系数来执行补偿(步骤S204至步骤S207的操作)。结果，可以提高焦点检测的精度。

明暗系数的运算表达式和补偿公式不限于上述这些，并且作为替代，可以使用其它的运算表达式。

同样，光源判断用的阈值不限于上述这些阈值，并且作为替代，可以使用其它的阈值。

此外，根据以上所提供的说明，对于线传感器211a、211b、212a和212b，分别在各种光源类型下测量并存储明暗系数。然而，由于对于水平线212a和212b的光束到光学构件的入射角度非常接近(例如，入射角度之间的差等于或小于预定量)、并且明暗的光源依赖最小，因此可以在一种光源下进行测量和存储操作。在这种情况下，无论光源判断结果如何，都可以使用一种光源下的明暗系数来进行补偿。

第二实施例

在第一实施例中，通过根据光源判断结果选择预先存储的多个明暗系数中的任一个明暗系数来进行补偿。

以下所述的第二实施例是进行与第一实施例不同的补偿运算的典型实施例。

图11是用于说明与本发明的第二实施例有关的照相机的自动调焦操作的流程图。将参考前面所述的图14来说明图11所示的控制流程。

当按下图2所示的照相机主体1上的开关SW1时，在步骤S401中操作开始。在这种情况下，照相机微计算机100进行焦点检测传感器201中的线传感器211a、211b、212a和212b的累积操作。在累积开始之后，根据来自焦点检测传感器201的信号监视累积状况。一旦所累积的信号达到预定量，则累积暂停。

在下一步骤S402中，通过请求焦点检测传感器201输出图像信号来进行所累积的图像信号的读取操作。焦点检测传感器201根据从照相机微计算机100发送来的预定驱动脉冲，按线传感器211a→211b→212a→212b的次序输出各个图像信号作为像素信号。照相机微计算机100通过对这些像素信号顺次进行A/D转换来读取图像信号。

在下一步骤S403中，读取第一测光传感器7和第二测光传感器31的测光值。

在下一步骤S404中，根据在步骤S403中读取的第一测光传感器7和第二测光传感器31的测光值之间的比计算光源系数。在这种情况下，根据以下等式来计算表示光源的光谱成分中的可见光的比例的系数Kc(第一系数)和表示光源的光谱成分中的近红外光的比例的系数Kir(第二系数)。在以下等式中，由Bc表示由第一测光传感器7所获得的测光值，并且由Bir表示由第二测光传感器31所获得的测光值。

Kc＝Bc/(Bc+Bir)

Kir＝Bir/(Bc+Bir)

在下一步骤S405中，针对在步骤S402中获得的像素信号Vs(n)，由明暗补偿运算电路113使用预先存储的荧光灯下的明暗系数Wc(n)和AF辅助光下的明暗系数Wir(n)、以及在步骤S404中计算出的光源系数Kc和Kir，根据以下等式来计算补偿后像素信号Vo(n)。

Vo(n)＝Vs(n)×{(Kc×Wc(n))+(Kir×Wir(n))}

在步骤S406中，根据在步骤S405中进行了明暗补偿的图像信号的两个图像之间的偏移，利用已知方法来计算散焦量。

在下一步骤S407中，如果散焦量在(1/4)Fδ(其中，F表示镜头光圈值，δ表示常数20μm，这样，F2.0镜头的开放光圈的值为10μm)等的期望范围内，则判断为聚焦，并且自动调焦操作结束。如果散焦量大于(1/4)Fδ，则在步骤S408中，将该散焦量经由串行通信线LCK、LDO和LDI发送至镜头微计算机50，以指示镜头驱动。镜头微计算机50在接收到该指令时，根据接收到的散焦量确定调焦驱动马达16的驱动方向，并根据所指示的散焦量驱动调焦驱动马达。随后，流程返回至步骤S401以重复上述操作，直到实现聚焦状态为止。

在下一步骤S409中，判断释放开始开关SW2。如果释放开始开关SW2接通，则流程进入在图10中继续的步骤S301，并且如果释放开始开关SW2断开，则AF处理结束。由于图10示出与第一典型实施例相同的照相机操作，因此将省略对图10的说明。

如上所述，根据本发明第二典型实施例的照相机被配置成，在对由焦点检测传感器所获得的像素信号进行明暗补偿时，由光源检测传感器计算表示光源的可见光的比例的系数Kc和表示光源的近红外光的比例的系数Kir作为光源信息(步骤S403和步骤S404的操作)。另外，通过使用光源系数Kc和Kir对预先存储的荧光灯(可见光)下的遮光系数Wc和AF辅助光(近红外光)下的遮光系数Wir进行加权，即使在不同类型的光源下也可以计算适当的遮光系数(步骤S405的操作)。换言之，可以根据不同类型的光源的使用来提高焦点检测的精度。

此外，由于只要可以利用与两种类型的光源相对应的遮光系数就可以进行遮光补偿操作，因此可以减少存储所需的存储容量。

此外，遮光系数的运算表达式和补偿公式不限于上述这些，并且作为替代，可以使用其它的运算表达式。

第三实施例

根据第一实施例和第二实施例的照相机基于光源检测结果和预先存储的多个遮光系数来进行补偿。

以下所述的第三实施例是进行与第一实施例和第二实施例不同的补偿运算的典型实施例。

图12是用于说明与本发明的第三实施例有关的照相机的自动调焦操作的流程图。将参考前面所述的图14来说明图12所示的控制流程。

当按下图2所示的照相机主体1上的开关SW1时，在步骤S501中操作开始。在这种情况下，照相机微计算机100进行焦点检测传感器201中的线传感器211a、211b、212a和212b的累积操作。在累积开始之后，根据来自焦点检测传感器201的信号监视累积状况。一旦所累积的信号达到预定量，则累积暂停。

在下一步骤S502中，通过请求焦点检测传感器201输出图像信号来进行所累积的图像信号的读取操作。焦点检测传感器201根据从照相机微计算机100发送来的预定驱动脉冲，按线传感器211a→211b→212a→212b的次序输出各个图像信号作为像素信号。照相机微计算机100通过对这些像素信号顺次进行A/D转换来读取图像信号。

在下一步骤S503中，读取第一测光传感器7和第二测光传感器31的测光值。

在下一步骤S504中，根据在步骤S503中读取的第一测光传感器7和第二测光传感器31的测光值之间的比计算光源系数。在这种情况下，使用以下等式来计算由Kir所表示的近红外光的比例。在该等式中，由Bc表示由第一测光传感器7所获得的测光值，并且由Bir表示由第二测光传感器31所获得的测光值。

Kir＝Bir/(Bc+Bir)

在下一步骤S505中，针对在步骤S502中获得的像素信号Vs(n)，由明暗补偿运算电路113使用预先存储的荧光灯下的明暗系数Wc(n)、在步骤S504中计算出的光源系数Kir、以及光学构件的入射角度系数a(θ)，根据以下等式来计算补偿后像素信号Vo(n)。

Vo(n)＝Vs(n)×{Wc(n)+(a(θ)×Kir)}

在这种情况下，光学构件的入射角度系数a(θ)以数值表示当光束(近红外光)入射光学构件时的入射角度和明暗的变化率。图13中示出例子。

由于入射角度针对各像素不同，因此当进行遮光补偿时，使用与补偿后像素的入射角度相对应的系数a(θ)来进行补偿运算。

在步骤S506中，根据在步骤S505中进行了遮光补偿的图像信号的两个图像之间的偏移，利用已知方法来计算散焦量。

在下一步骤S507中，如果散焦量在(1/4)Fδ(其中，F表示镜头光圈值，δ表示常数20μm，这样，F2.0镜头的开放光圈的值为10μm)等的期望范围内，则判断为聚焦，并且自动调焦操作结束。如果散焦量大于(1/4)Fδ，则在步骤S508中，将该散焦量经由串行通信线LCK、LDO和LDI发送至镜头微计算机50，以指示镜头驱动。镜头微计算机50在接收到该指令时，根据接收到的散焦量确定调焦驱动马达16的驱动方向，并根据所指示的散焦量驱动调焦驱动马达。随后，流程返回至步骤S501以重复上述操作，直到实现聚焦状态为止。

在下一步骤S509中，判断释放开始开关SW2。如果释放开始开关SW2接通，则流程进入在图10中继续的步骤S301，并且如果释放开始开关SW2断开，则AF处理结束。由于图10示出与第一典型实施例相同的照相机操作，因此将省略对图10的说明。

如上所述，根据本发明第三典型实施例的照相机被配置成，在对由焦点检测传感器所获得的像素信号进行明暗补偿时，由光源检测传感器来计算表示近红外光的比例的系数Kir(步骤S503和步骤S504的操作)。另外，通过使用预先存储的荧光灯(可见光)下的遮光系数Wc和光学构件的入射角度系数a(θ)，即使在不同类型的光源下也可以计算出适当的遮光系数(步骤S505的操作)。换言之，即使在使用不同类型的光源时，也可以提高焦点检测的精度。

此外，由于只要可以利用与一种光源类型相对应的系数就可以进行明暗补偿运算，因此可以进一步减少存储所需的存储容量。无需说明，明暗系数的运算表达式和补偿公式不限于上述这些，并且作为替代，可以使用其它的运算表达式。

要理解，上述典型实施例仅是实现本发明的具体例子，并且决不意图限制本发明的技术范围。换言之，可以在不背离本发明的技术思想或主要特征的情况下进行各种改变和修改。

还可以通过读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实施例的功能的系统或设备的计算机(或者CPU或MPU等的装置)以及通过以下方法来实现本发明的方面，其中，由系统或设备的计算机通过例如读出并执行存储装置上所记录的程序以进行上述实施例的功能，来进行该方法的步骤。为了该目的，例如，经由网络或者从用作存储装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)向计算机提供该程序。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改以及等同结构和功能。

Claims (7)

1.一种焦点检测设备，包括：

焦点检测传感器，用于基于从透过拍摄镜头的被摄体光所获得的光束，检测被摄体的图像信号；

第一测光传感器，用于测量可见光区域；

第二测光传感器，用于测量波长比所述可见光区域的波长长的区域；以及

补偿单元，用于基于来自所述第一测光传感器和所述第二测光传感器的输出，补偿来自所述焦点检测传感器的图像信号。

2.根据权利要求1所述的焦点检测设备，其特征在于，所述补偿单元根据各像素的位置对来自所述焦点检测传感器的图像信号进行加权，并且消除由来自被摄体的具有均匀亮度的面的光束所产生的、所述焦点检测传感器的各个像素之间光量分布的差。

3.根据权利要求2所述的焦点检测设备，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元用于针对照射被摄体的光源的各种类型存储用于进行加权的权重系数，其中，所述权重系数是通过预先测量由来自被多种类型的光源照射的被摄体的具有均匀亮度的面的光束在所述焦点检测传感器的各个像素之间产生的光量分布的差而生成的，并用于消除所述差，

基于来自所述第一测光传感器和所述第二测光传感器的输出生成表示光源类型的光源信息，并且所述补偿单元基于与由所述光源信息所确定的光源类型相对应的权重系数来补偿来自所述焦点检测传感器的图像信号。

4.根据权利要求2所述的焦点检测设备，其特征在于，还包括存储单元，所述存储单元用于存储预先测量得到的第一系数和第二系数，所述第一系数与所述可见光区域相对应，所述第二系数与波长比所述可见光区域的波长长的所述区域相对应，

其中，所述补偿单元根据基于来自所述第一测光传感器和所述第二测光传感器的输出所生成的表示光源类型的光源信息、并根据所述第一系数和所述第二系数，生成权重系数，并且基于所生成的权重系数补偿来自所述焦点检测传感器的图像信号。

5.根据权利要求2所述的焦点检测设备，其特征在于，还包括布置在所述拍摄镜头和所述焦点检测传感器之间的光学构件，其中，所述光学构件反射或透射从透过所述拍摄镜头的被摄体光所获得的光束的一部分，

所述补偿单元根据基于来自所述第一测光传感器和所述第二测光传感器的输出所生成的表示光源类型的光源信息、并根据与各像素相对应的光束在入射所述光学构件时的入射角度，生成权重系数，并且基于所生成的权重系数补偿来自所述焦点检测传感器的图像信号。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的焦点检测设备，其特征在于，还包括布置在所述拍摄镜头和所述焦点检测传感器之间的光学构件，其中，所述光学构件反射或透射从透过所述拍摄镜头的被摄体光所获得的光束的一部分，

所述焦点检测传感器包括沿不同方向布置的多对线传感器，以及

当入射所述多对线传感器中成对的线传感器的光束在入射所述光学构件时的入射角度之间的差等于或小于预定量时，所述补偿单元在补偿来自该成对的线传感器的图像信号时，不使用来自所述第一测光传感器和所述第二测光传感器的输出。

7.一种焦点检测设备的控制方法，包括以下步骤：

使用焦点检测传感器基于从透过拍摄镜头的被摄体光所获得的光束来检测被摄体的图像信号；

使用第一测光传感器来测量可见光区域；

使用第二测光传感器来测量波长比所述可见光区域的波长长的区域；以及

基于使用所述第一测光传感器和所述第二测光传感器分别进行的测量的输出来补偿来自所述焦点检测传感器的图像信号。

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