CN102547116B - 焦点检测设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及摄像设备及其控制方法。一种摄像设备，其包括：图像传感器(107)，具有光电转换通过相互不同的光瞳区域的光束的第一像素和第二像素；校正计算部(121)，计算与所述光束的渐晕状态相对应的校正参数，并且使用所述校正参数对根据来自所述第一像素和所述第二像素的输出所产生的第一图像信号和第二图像信号进行校正处理；以及焦点检测计算部(121)，基于进行了所述校正处理的所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的相位差，计算摄像光学系统的焦点状态。所述校正计算部在第一焦点检测区域中使用第一校正参数进行所述校正处理，并且在邻近所述第一焦点检测区域的第二焦点检测区域中使用所述第一校正参数进行所述校正处理。

Description

焦点检测设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种诸如数字静态照相机或摄像机等的通过使用图像传感器检测摄像光学系统的焦点状态的摄像设备。
背景技术
日本特开平04-267211号公报公开了一种具有图像传感器的摄像设备，其中，图像传感器用于通过被摄体的图像拍摄产生拍摄图像，并且在图像传感器中，二维配置其微透镜和光电转换部相对移位的许多像素。日本特开平04-267211号公报所公开的摄像设备通过相加来自微透镜和光电转换部的相对移位方向彼此相反的像素的输出，产生正常拍摄图像。另一方面，该摄像设备通过计算根据微透镜和光电转换部的相对移位方向彼此相反的上述像素(下面将该像素称为“焦点检测像素”)的输出所产生的成对的图像信号之间的相位差、并且通过根据相位差计算焦点状态(离焦量)来检测摄像光学系统的焦点状态(即进行焦点检测)。
然而，在该焦点检测中，生成作为下面的一种现象的所谓的渐晕：摄像光学系统(包括诸如镜头和光圈等的光学元件以及保持它们的镜筒)遮挡向焦点检测像素行进的光束的一部分。在这种情况下，在该成对的图像信号中的至少一个中，信号水平由于光量减少而降低，图像信号失真，并且图像信号强度不均匀(即，各个焦点检测像素的光接收灵敏度不均匀，以下称为“遮光”)。这类由渐晕所引起的信号水平的降低、图像信号的失真和遮光降低了该成对的图像信号的一致性程度，这使得不能进行良好的焦点检测。
因此，日本特开平05-127074号公报所述的摄像设备根据口径比、出射光瞳位置和离焦量改变预先存储在存储器中的对于渐晕校正所要使用的图像信号校正值。该摄像设备通过使用改变后的图像信号校正值校正图像信号，然后利用校正后的图像信号进行焦点检测。
此外，日本特开2008-085623号公报所述的摄像设备通过使用基于镜头的形状所产生的基准校正数据和从测量图像传感器和镜头的安装位置移位所获得的安装位置移位校正数据，进行遮光校正。
另外，日本4011738号专利公开一种旨在缩短用于在摄像区域中所设置的多个焦点检测区域中的两个以上的焦点检测区域中同时进行焦点检测所需的计算时间的摄像设备。当选择了运动被摄体摄像模式时，该摄像设备识别主被摄体位置以基于与主被摄体位置有关的信息高效地选择两个以上的焦点检测区域。具体地，该摄像设备选择穿过主被摄体位置的水平线和垂直线上的两个以上的焦点检测区域，并且在所选择的焦点检测区域中进行焦点检测。
希望日本4011738号专利所述的、在两个以上的焦点检测区域中同时进行焦点检测的摄像设备如日本特开平05-127074号公报和日本特开2008-085623号公报所述的摄像设备一样，根据向焦点检测像素行进的光束的渐晕来校正图像信号。然而，在这种情况下，摄像设备必须针对各焦点检测区域计算图像信号校正值。
此外，在可拆卸地装配诸如包括摄像光学系统的可更换镜头等的光学设备的摄像设备中，对于各焦点检测区域，必须通过通信从该光学设备获取用于计算图像信号校正值所需的信息。这一信息获取增大了计算量和通信的次数，这增加了用于进行焦点检测所需的时间。
发明内容
本发明提供一种能够在短时间内在多个焦点检测区域中同时进行焦点检测的摄像设备。
作为本发明的一个方面，提供一种摄像设备，图像传感器，包括分别光电转换通过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的光瞳区域的光束的第一像素和第二像素；校正计算部，用于计算与受到由所述摄像光学系统所引起的渐晕影响的所述光束的渐晕状态相对应的校正参数，并且使用所述校正参数对根据来自所述第一像素的输出所产生的第一图像信号和根据来自所述第二像素的输出所产生的第二图像信号中的至少一个进行校正处理；以及焦点检测计算部，用于基于由所述校正计算部对其中至少一个进行了所述校正处理的所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的相位差，计算所述摄像光学系统的焦点状态，其中，所述焦点检测计算部在从摄像区域中所设置的多个焦点检测区域中所选择的第一焦点检测区域中进行所述焦点状态的计算，并且在所述第一焦点检测区域的预定邻近范围内所包括的第二焦点检测区域中进行所述焦点状态的计算，以及所述校正计算部计算作为与所述第一焦点检测区域中的渐晕状态相对应的校正参数的第一校正参数，在所述第一焦点检测区域中使用所述第一校正参数进行所述校正处理，并且在所述第二焦点检测区域中使用所述第一校正参数进行所述校正处理。
作为本发明的另一方面，提供一种用于控制摄像设备的方法，所述摄像设备设置有图像传感器，所述图像传感器包括分别光电转换通过摄像光学系统的出射光瞳的相互不同的光瞳区域的光束的第一像素和第二像素，所述方法包括以下步骤：参数计算步骤，用于计算与受到由所述摄像光学系统所引起的渐晕影响的所述光束的渐晕状态相对应的校正参数；校正计算步骤，用于使用所述校正参数对根据来自所述第一像素的输出所产生的第一图像信号和根据来自所述第二像素的输出所产生的第二图像信号中的至少一个进行校正处理；以及焦点检测计算步骤，用于基于在所述校正计算步骤中对其中至少一个进行了所述校正处理的所述第一图像信号和所述第二图像信号之间的相位差，计算所述摄像光学系统的焦点状态，其中，在所述焦点检测计算步骤中，在从摄像区域中所设置的多个焦点检测区域中所选择的第一焦点检测区域中进行所述焦点状态的计算，并且在所述第一焦点检测区域的预定邻近范围内所包括的第二焦点检测区域中进行所述焦点状态的计算，以及在所述校正计算步骤中，计算作为与所述第一焦点检测区域中的渐晕状态相对应的校正参数的第一校正参数，在所述第一焦点检测区域中使用所述第一校正参数进行所述校正处理，并且在所述第二焦点检测区域中使用所述第一校正参数进行所述校正处理。
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显而易见。
附图说明
图1是示出作为本发明实施例1的摄像设备的结构的框图。
图2A和2B示出实施例1的摄像设备中使用的图像传感器中所设置的摄像像素的结构。
图3A和3B示出图像传感器中所设置的焦点检测像素的结构。
图4示出实施例1的摄像设备中的光瞳分割。
图5A～5C示出焦点检测像素的光瞳强度分布。
图6A～6C示出位于图像传感器中央的焦点检测像素的光瞳强度分布。
图7是示出图像传感器的驱动电路的结构的电路图。
图8示出从图像传感器所获得的成对的图像信号。
图9示出实施例1的摄像设备的外观。
图10A～10B示出实施例1的摄像设备中的焦点检测区域的选择。
图11是示出在选择最小单位区域时在实施例1(和实施例2)的摄像设备中所进行的焦点检测处理的流程图。
图12是示出在选择扩展区域时在实施例1(和实施例2)的摄像设备中所进行的焦点检测处理的流程图。
图13A～13C示出在本发明实施例2的摄像设备中当出射光瞳的图像高度高时的焦点检测像素的光瞳强度分布。
图14A～14C示出在实施例2中当出射光瞳的图像高度高并且光束通过区域窄于图13中的光束通过区域时的焦点检测像素的光瞳强度分布。
图15示出实施例2中的开口直径D、出射光瞳距离Dp和光圈值F之间的关系。
图16A～16E示出实施例2的摄像设备中的焦点检测区域的选择。
具体实施方式
下面将参考附图说明本发明的典型实施例。
实施例1
摄像设备的结构
图1示出作为本发明第一实施例(实施例1)的摄像设备的结构。在图1中，附图标记101表示作为摄像光学系统的摄像镜头中被配置得最接近被摄体(即被置于最前端位置)的第一透镜组。以可在光轴的方向(以下称为“光轴方向”)上移动的方式保持第一透镜组10。
附图标记102表示改变开口直径来调整用于曝光的光量和控制静止图像拍摄的曝光时间的光圈快门单元。附图标记103表示摄像镜头的第二透镜组。光圈快门单元102可与第二透镜组103作为一体在光轴方向上移动。在光轴方向上移动第一透镜组101和第二透镜组103以进行倍率变化(变焦操作)。
附图标记105表示在光轴方向上移动以进行调焦的第三透镜组。附图标记106表示作为用于减少拍摄图像中的伪色和摩尔纹的光学元件的光学低通滤波器。附图标记107表示由CMOS传感器构成的图像传感器(摄像元件)及其周围电路。图像传感器107在水平方向上具有m个像素(光接收元件)，并且在垂直方向上具有n个像素，并且具有针对各个像素所设置的、以拜耳排列所配置的原色马赛克滤波器，从而构成片上二维单板颜色传感器。
附图标记111表示围绕光轴转动凸轮套筒(未示出)以在光轴方向上移动第一透镜组101和第二透镜组103用于变焦的变焦致动器。附图标记112表示在打开和闭合方向上驱动光圈快门102以使其进行光量调节(光圈操作)或曝光时间控制(快门操作)的光圈快门致动器。附图标记114表示在光轴方向上移动第三透镜组105以进行调焦操作的调焦致动器。
附图标记115表示包括诸如氙气管或LED等的光源的电子闪光灯。附图标记116表示通过投影透镜将包括特定模式的掩模图像投影至被摄体的AF辅助光发射器。向被摄体投影掩模图像，这可以提高被摄体暗或具有低对比度时的焦点检测性能。
附图标记121表示用作负责控制下述各个电路的操作的控制器、并用作检测摄像镜头的焦点状态(换句话说，进行焦点检测)的焦点检测单元的CPU。作为焦点检测单元的CPU121用作校正计算部和焦点检测计算部。CPU121包括计算部、ROM、RAM和A/D转换器、D/A转换器和通信接口电路。CPU121根据存储在ROM中的计算机程序控制各个电路的操作，并且执行诸如AF(包括焦点检测和调焦操作)、摄像、图像处理和通信记录等的一系列摄像操作。
附图标记122表示控制电子闪光灯115的发光的电子闪光灯控制电路。附图标记123表示控制AF辅助光发射器116的发光的辅助光驱动电路。附图标记124表示驱动图像传感器107、对从图像传感器107所输出的像素信号(摄像信号)A/D转换、并且将转换后的数字摄像信号发送给照相机CPU121的图像传感器驱动电路。
附图标记125表示对来自图像传感器107的数字摄像信号进行诸如丫转换和颜色插值等的各种图像处理以产生拍摄图像(图像数据)、并对图像数据进行诸如JPEG压缩等的其它处理的图像处理电路。附图标记126表示基于焦点检测结果在调焦操作中控制调焦致动器114的驱动的调焦驱动电路。附图标记128表示控制光圈快门致动器112的驱动以进行光圈操作或快门操作的光圈快门驱动电路。附图标记129表示响应于用户的变焦操作控制变焦致动器111的驱动以进行变焦操作的变焦驱动电路。
附图标记131表示诸如LCD等的显示与摄像模式有关的信息、摄像之前的预览图像、与焦点状态有关的信息和拍摄图像的显示装置。附图标记132表示包括电源开关、释放开关(摄像触发器开关)、变焦操作开关和摄像模式选择开关的操作开关。附图标记133表示记录拍摄图像的可拆卸闪存。
图9示出本实施例的摄像设备的外观(背面)。图9中的附图标记201表示光学取景器。附图标记202表示与图1所示的显示装置131相对应的背面液晶监视器。附图标记203表示作为用于操作上述释放开关的构件的释放按钮。附图标记204是菜单操作按钮，并且附图标记205表示焦点检测区域选择按钮。
摄像像素的结构
图2A和2B分别是示出图像传感器(C-MOS传感器)107中所设置的多个摄像像素中的摄像像素单元的结构的放大正视图和横断面图。图2A和2B示出被置于图像传感器107的中央的摄像像素单元。
在本实施例中，如图2A所示，一个摄像像素单元包括四个(2列×2行)像素。在这四个像素中，被配置在两个对角线位置的两个像素是对绿色(G)具有光谱灵敏度的摄像像素，并且被配置在其它两个对角线位置的其它两个像素是对红色(R)和蓝色(B)具有光谱灵敏度的摄像像素。以下将对G、R和B具有光谱灵敏度的摄像像素分别称为“G像素”、“R像素”和“B像素”。这类像素配置已知是上述拜耳排列。在许多2列×2行的摄像像素中，根据预定规则分散(离散)地配置后面所述的焦点检测像素。
图2B示出沿图2A中的线A-A截取的横截面。附图标记ML表示被置于各像素的最前面的层中的片上微透镜。附图标记CFR表示R(红色)颜色滤波器，并且附图标记CFG表示G(绿色)颜色滤波器。附图标记PD表示CMOS传感器的光电转换部。附图标记CL表示形成用于传输CMOS传感器中的各种信号的信号线的配线层。附图标记TL表示摄像光学系统。
摄像像素的片上微透镜ML和光电转换部PD被配置成尽可能有效地取入通过摄像光学系统TL的光束。换句话说，通过微透镜ML使得将摄像光学系统TL的出射光瞳EP和光电转换部PD配置成相互共轭关系，并且将光电转换部PD的有效面积设置得大。R像素、G像素和B像素具有彼此相同的结构。尽管图2B示出入射到R像素的光束，但是类似于入射到R像素，光束入射到G和B像素。因此，与RGB摄像像素相对应的出射光瞳EP具有大的直径，以有效取入来自被摄体的光束，这提高了图像信号的S/N比。
焦点检测像素的结构
图3A和3B是分别示出在图像传感器107中规则且分散地配置的多个焦点检测像素(第二像素)中的焦点检测像素单元的结构的放大正视图和横断面图。图3A和3B示出被置于图像传感器107的中央的焦点检测像素单元。
在本实施例中，如图3A所示，一个焦点检测像素单元包括四个(2列×2行)像素。在这四个像素中，将两个像素分配为接收穿过摄像镜头TL的出射光瞳中在x方向上相互不同的区域(分割区域)的光束的焦点检测像素。还将x方向称为“光瞳分割方向”，并且还将分割区域称为“光瞳区域”。
由于人图像识别特性对亮度信息敏感，所以G像素的缺陷容易导致人识别到图像质量劣化。因此，G像素是亮度信息的主成分。另一方面，尽管R和B像素提供颜色信息，但是人对颜色信息不敏感，因此R和B像素的缺陷几乎不会导致人识别到图像质量劣化。
因此，在本实施例中，各自均包括焦点检测像素的焦点检测像素单元被分散配置在多个摄像像素中，并且在各焦点检测像素单元中，保持G像素作为摄像像素，并且将焦点检测像素配置在与R和B像素的位置相对应的位置处。在图3A中，以SHA和SHB示出焦点检测像素。
图3B示出沿图3A中的线B-B所截取的横截面。微透镜ML和光电转换部PD具有与图2B所示的摄像像素中的相同的结构。
在本实施例中，由于不使用来自焦点检测像素的信号来产生拍摄图像，所以代替颜色分离颜色滤波器，配置透明薄膜(白色薄膜)CFW。此外，由于焦点检测像素分割出射光瞳，所以配线层CL的开口部相对于微透镜ML的中心线在x方向上移位。
具体地，在图3B中，由于焦点检测像素SHA的开口部OPHA在-x方向上移位，因此焦点检测像素SHA的光电转换部PD接收穿过摄像镜头TL的左侧(+x侧)光瞳区域EPHA的光束。另一方面，由于焦点检测像素SHB的开口部OPHB在+x方向上移位，因此焦点检测像素SHB的光电转换部PD接收穿过摄像镜头TL的右侧(-x侧)光瞳区域EPHB的光束。
在下面的说明中，还将x方向上规则配置的多个焦点检测像素SHA称为“焦点检测像素组SHA”，并且将通过使用焦点检测像素组SHA所获取的图像信号称为“图像信号(第一图像信号)ImgA”。此外，还将x方向上规则配置的多个焦点检测像素SHB称为“焦点检测像素组SHB”，并且将通过使用焦点检测像素组SHB所获取的图像信号称为“图像信号(第二图像信号)ImgB”。
使用通过作为对这些图像信号ImgA和ImgB进行相关计算所计算出的图像信号ImgA和ImgB之间的相对移位量的相位差，使得能够计算示出摄像镜头的焦点状态的离焦量。将这一焦点检测方法称为相位差检测方法。根据所计算出的离焦量移动第三透镜组105，使得能够获取聚焦状态。
通过焦点检测像素的光瞳分割
图4示出本实施例中焦点检测像素所进行的光瞳分割。附图标记TL表示摄像镜头，附图标记107表示图像传感器，附图标记OBJ表示被摄体，并且附图标记IMG表示被摄体图像。摄像像素接收穿过摄像镜头TL的出射光瞳EP的整个区域的光束，如图2B所示。另一方面，焦点检测像素具有用于在x方向上进行光瞳分割的光瞳分割功能，如图3B所示。
具体地，焦点检测像素SHA接收通过+x侧光瞳区域EPHA的光束LHA，并且焦点检测像素SHB接收通过-x侧光瞳区域EPHB的光束LHB。这些焦点检测像素SHA和SHB在整个图像传感器107上的分散配置使得能够在整个摄像区域上进行焦点检测。
尽管以上说明了用于对在x方向上具有亮度分布的被摄体进行焦点检测的结构，但是在y方向上使用相同的结构，这使得可以对在y方向上具有亮度分布的被摄体进行焦点检测。
不生成渐晕时的光瞳强度分布和线扩散函数
在下面的说明中，以下将出射光瞳平面上光束的强度分布称为“光瞳强度分布”。图5A、5B和5C示出摄像镜头(摄像光学系统)没有生成光束的渐晕的理想情况下的焦点检测像素的光瞳强度分布和根据光瞳强度分布所获得的线扩散函数。
图5A示出焦点检测像素SHA的光瞳强度分布，并且图5B示出焦点检测像素SHB的光瞳强度分布。图5A和5B中的x轴延伸的方向(以下称为“x轴方向”)和y轴延伸的方向(以下称为“y方向”)分别对应于图4所示的x方向和y方向。在图5A和5B中，在各椭圆形光接收区域中，强度从其外侧向内侧增大。
图3A示出了相互分开的与焦点检测像素SHA相对应的光瞳区域EPHA和与焦点检测像素SHB相对应的光瞳区域EPHB。然而，在图5A和5B所示的实际情况中，由于入射焦点检测像素SHA和SHB的光束因开口部所引起的衍射而扩散，所以光瞳区域EPHA和EPHB相互部分重叠。
图5C示出与焦点检测像素SHA和SHB相对应的线扩散函数LSFA和LSFB。通过对图5A和5B所示的光瞳强度分布分别进行y方向投影获得该附图中的线扩散函数LSFA和LSFB。水平轴对应于图5A和5B中的x轴，并且垂直轴示出线扩散函数的强度。原点O对应于摄像镜头的光轴的位置。
当光学系统没有像差时，可以将所谓的点扩散函数当作为具有出射光瞳的形状的光瞳强度分布的缩小投影，其中，所谓的点扩散函数就是由从点光源所发射的、并穿过光学系统的出射光瞳的光束在成像面上所形成的点图像的强度分布。线扩散函数是点扩散函数的投影，因此光瞳强度分布的投影对应于线扩散函数。
如图5C所示，在位于图像传感器107的中央的焦点检测像素中，线扩散函数LSFA和LSFB对于光轴相互对称。换句话说，在焦点检测像素SHA和SHB中的光电转换部PD上所形成的光学图像的形状大体相互一致。此外，线扩散函数LSFA和LSFB各自在x轴方向上相对于作为x轴方向上的对称中心的它们的重心具有大体对称的形状。
生成渐晕时的光瞳强度分布和线扩散函数
图6A、6B和6C示出在摄像镜头(摄像光学系统)生成光束的渐晕的情况下焦点检测像素的光瞳强度分布和根据光瞳强度分布所获得的线扩散函数。“摄像镜头(摄像光学系统)”不仅包括第一透镜组101、第二透镜组103、第三透镜组105、光圈快门单元102和诸如低通滤波器106等的光学元件，而且还包括诸如保持它们的镜筒等的保持构件和用于遮挡光束的构件。
图6A示出焦点检测像素SHA的光瞳强度分布，并且图6B示出焦点检测像素SHB的光瞳强度分布。图6A和6B中的x轴方向和y轴方向还分别对应于图4所示的x方向和y方向。另外，在图6A和6B中，在各椭圆形光接收区域中，强度从其外侧向内侧增大。
在形成图6A和6B所示的焦点检测像素SHA和SHB的光瞳强度分布的光束中，焦点检测像素SHA和SHB仅接收到穿过Area1所示的区域的光束。换句话说，由于摄像镜头的渐晕，焦点检测像素SHA和SHB没有接收区域Area1外部的光束。
图6C示出与焦点检测像素SHA和SHB相对应的线扩散函数LSFA’和LSFB’。也通过分别对图6A和6B所示的光瞳强度分布进行y方向投影获得该附图中的线扩散函数LSFA’和LSFB’。水平轴对应于图6A和6B中的x轴，并且垂直轴示出线扩散函数的强度。原点O对应于摄像镜头的光轴的位置。
如图6C所示，在位于图像传感器107的中央的焦点检测像素中，线扩散函数LSFA’和LSFB’相对于光轴相互对称。然而，焦点检测像素SHA和SHB的光瞳强度分布被限制光束穿过的区域Area1(即，区域Area1的渐晕)部分剪切。因此，线扩散函数LSFA’和LSFB’各自在x轴方向上相对于x轴方向上它们的重心具有不对称形状。因此，焦点检测像素SHA和SHB的光电转换部PD上所形成的光学图像的形状的一致度降低。
用于焦点检测的结构
图7示出图1所示的图像传感器107和图像传感器驱动电路124中与焦点检测有关的部分结构。在图7中，省略A/D转换器。
图像传感器107包括多个焦点检测像素单元901，其中，各焦点检测像素单元901均包括与图3A所示的焦点检测像素SHA相对应的焦点检测像素901a和与该附图中所示的焦点检测像素SHB相对应的焦点检测像素901b。此外，图像传感器107包括用于光电转换通过摄像镜头所形成的被摄体图像的多个摄像像素。
图像传感器驱动电路124包括合成部902和连结部903。图像传感器驱动电路124将图像传感器107的摄像面分成多个分区(区域)CST，从而使得每一分区CST包括两个以上的焦点检测像素单元901。图像传感器驱动电路124可以任意改变分区CST的大小、配置和数量。
合成部902在图像传感器107的各分割分区CST中进行处理，以合成来自焦点检测像素901a的输出信号，从而产生与一个像素信号相对应的第一合成信号。此外，合成部902在各分割分区CST中进行处理，以合成来自焦点检测像素901b的输出信号，从而产生与一个像素信号相对应的第二合成信号。
连结部903进行用于连结在多个分区CST中所产生的第一合成信号的处理，以产生第一连结信号，并且进行用于连结在多个分区CST中所产生的第二合成信号的处理，以产生第二连结信号。
在多个分区CST上这样连结根据各分区CST中的焦点检测像素901a的输出信号所产生的每一第一合成信号，从而获得与图像信号ImgA相对应的第一连结信号。类似地，在多个分区CST上这样连结根据各分区CST中的焦点检测像素901b的输出信号所产生的每一第二合成信号，从而获得与图像信号ImgB相对应的第二连结信号。
然后，CPU121对第一和第二连结信号(图像信号ImgA和ImgB)进行相关计算，以计算它们之间的相位差，并且基于相位差计算摄像镜头的离焦量。这样，本实施例合成来自各分区CST中所设置的焦点检测像素的输出信号，这使得即使各焦点检测像素处的亮度低，也能够十分良好地检测被摄体亮度分布。
图像信号的校正处理
图8示出通过图7所示的焦点检测像素单元901、合成部902和连结部903所产生、并然后发送至CPU121的成对的图像信号(ImgA和ImgB)430a和430b。在图8中，水平轴示出通过连结部903连结其输出信号的焦点检测像素的配置方向，并且垂直轴示出图像信号的强度。图像信号430a对应于焦点检测像素901a，并且图像信号430b对应于焦点检测像素901b。
图8示出图像信号430a向该附图中的左侧移位、并且图像信号430b向该附图中的右侧移位的摄像镜头的离焦状态。利用相关计算来计算作为这些图像信号430a和430b的移位量的相位差，这使得能够计算摄像镜头的离焦量和离焦方向。
在本实施例中，如图6C所示，各焦点检测像素的线扩散函数由于光束的渐晕而相对于其重心不对称，因而通过焦点检测像素所获得的图像信号也不对称。也就是说，该成对图像信号中的至少一个包括由光量的减少而导致的信号水平降低或失真。结果，该成对图像信号之间的一致度降低。
在利用相位差检测方法的焦点检测中，成对图像信号之间的一致度的降低使得不能正确计算相位差，这降低了离焦量的计算精度，即聚焦精度。
因此，本实施例计算作为用于校正所产生的图像信号的光量(信号水平)和失真的校正参数的光量校正值和失真校正值，并且通过使用这些校正值对图像信号进行校正处理。该校正处理使得能够提高该成对图像信号之间的一致度，这使得可以精确地计算相位差。
包括校正处理的焦点检测处理
在本实施例的摄像设备中，图9所示的焦点检测区域选择按钮205的操作和CPU121的选择处理中的一个在整个摄像区域上所设置的多个焦点检测区域中，选择实际进行焦点检测的焦点检测区域的位置。此外，可以通过焦点检测区域选择按钮205的操作从最小单位区域(一个焦点检测区域)和扩展区域(多个焦点检测区域)来选择实际进行焦点检测的焦点检测区域。
当选择最小单位区域时，将响应于焦点检测区域选择按钮205的操作或者通过CPU121的选择处理所选择的一个焦点检测区域AFmain设置为实际进行焦点检测的焦点检测区域，如图10A所示。将在最小单位区域中进行焦点检测的模式称为“最小单位区域焦点检测模式”。
另一方面，当选择扩展区域时，将上述所选择的一个焦点检测区域AFmain和与焦点检测区域AFmain相邻的(也就是说，配置在焦点检测区域AFmain周围的)多个(两个以上)的焦点检测区域AFsub设置为实际进行焦点检测的焦点检测区域，如图10B所示。换句话说，除主要进行焦点检测的焦点检测区域AFmain以外，本实施例还设置焦点检测区域AFsub，其中，焦点检测区域AFsub被配置在焦点检测区域AFmain的预定邻近区域(与焦点检测区域AFmain相邻的区域或在焦点检测区域AFmain周围的区域)中，并且在焦点检测区域AFsub中进行作为辅助焦点检测的焦点检测。当选择扩展区域时，焦点检测区域AFmain对应于第一焦点检测区域，并且焦点检测区域AFsub对应于第二焦点检测区域。将在扩展区域中进行焦点检测的模式称为“扩展区域焦点检测模式”。
本实施例在扩展区域焦点检测模式下使用用于在焦点检测区域AFmain中所获得的图像信号的校正参数作为用于在焦点检测区域AFsub中所获得的图像信号的校正参数。
接着参考图11和12所示的流程图说明包括校正处理的焦点检测处理(即摄像设备的控制方法)，其中，CPU121根据作为焦点检测程序的计算机程序执行该处理。
首先，参考图11所示流程图说明最小单位区域焦点检测模式下的焦点检测处理。
在步骤S001，CPU121通过使用来自与响应于焦点检测区域选择按钮205的操作或者通过CPU121的选择处理所选择的焦点检测区域AFmain相对应的焦点检测像素的输出信号，产生成对的图像信号ImgA和ImgB。
在步骤S002，CPU121计算对于成对图像信号ImgA和ImgB的光量校正和失真校正要使用的校正参数(光量校正值和失真校正值)。
具体地，CPU121首先从摄像镜头获取用于确认由摄像镜头(摄像光学系统)所引起的光束的渐晕状态所需的镜头信息。镜头信息包括与各透镜组的大小、光轴方向位置和像差有关的信息、以及与光圈快门单元102的开口直径有关的信息。镜头信息还可以被认为是与由摄像镜头(摄像光学系统)所引起的光束的渐晕状态有关的信息。
当摄像设备是镜头可更换型摄像设备时，“获取镜头信息”意为通过通信从作为所装配的光学设备的可更换镜头接收镜头信息。另一方面，当摄像设备是镜头一体型摄像设备时，“获取镜头信息”意为从预先存储有镜头信息的存储器或者从用于检测透镜组在光轴方向上的位置的位置检测器读取镜头信息。
CPU121通过使用这样所获取的镜头信息和存储在CPU121的ROM中的各焦点检测像素的光瞳强度分布，预测在步骤S001所产生的成对图像信号ImgA和ImgB的渐晕状态。然后，CPU121计算作为用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的信号水平的校正参数的光量校正值。
接着，CPU121计算在步骤S001所产生的成对图像信号ImgA和ImgB之间的相位差，并且基于该相位差计算暂定离焦量。另外，CPU121通过使用暂定离焦量、镜头信息和光瞳强度分布，计算作为用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的失真的校正参数的失真校正值。从而计算与由摄像镜头(摄像光学系统)所引起的焦点检测区域AFmain中的光束的渐晕状态相对应的、焦点检测区域AFmian的校正参数。
接着在步骤S003，CPU121通过使用在步骤S002计算出的校正参数，对在步骤S001所产生的成对图像信号ImgA和ImgB进行校正处理。
具体地，CPU121首先使用光量校正值对图像信号ImgA和ImgB进行光量校正，以产生(计算)光量校正后的图像信号ImgA’和ImgB’。此后，CPU121使用失真校正值对光量校正后的图像信号ImgA’和ImgB’进行失真校正，以产生(计算)失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”。
接着，在步骤S004，CPU121对在步骤S003所产生的失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”进行相关计算，以计算它们之间的相位差。然后，CPU121基于相位差计算摄像镜头的离焦量。从而结束焦点检测处理。
CPU121根据所计算出的离焦量计算用于获得聚焦状态的第三透镜组105的移动量，然后驱动调焦致动器114以将第三透镜组105移动所计算出的移动量。从而完成自动调焦(AF)。
接着将参考图12所示流程图说明在选择扩展区域焦点检测模式时的焦点检测处理。
在步骤S101，CPU121响应于焦点检测区域选择按钮205的操作或者通过CPU121的选择处理，选择焦点检测区域AFmain，然后选择与焦点检测区域AFmain相邻的多个焦点检测区域AFsub。根据焦点检测区域AFmain的位置改变所选择的焦点检测区域AFsub的数量。
例如，当焦点检测区域AFmain位于摄像区域的中央附近时，在焦点检测区域AFmain周围与其相邻的焦点检测区域AFsub的数量为8。当焦点检测区域AFmain位于最靠近摄像区域的长边或短边的边缘处时，焦点检测区域AFsub的数量是5。另外，当焦点检测区域AFmain位于摄像区域的角落时，焦点检测区域AFsub的数量是3。
在步骤S102，CPU121通过使用来自与焦点检测区域AFmain和AFsub中的一个焦点检测区域相对应的焦点检测像素的输出信号，产生成对图像信号ImgA和ImgB。
在步骤S103，CPU121判断在步骤S102产生了成对图像信号ImgA和ImgB的焦点检测区域是焦点检测区域AFmain还是焦点检测区域AFsub。
如果判断为产生了成对图像信号ImgA和ImgB的焦点检测区域是焦点检测区域AFmain，则CPU121进入步骤S104(参数计算步骤)。在步骤S104，CPU121计算用于对在焦点检测区域AFmain中所获得的成对图像信号ImgA和ImgB进行光量校正和失真校正的校正参数(光量校正值和失真校正值)。通过以与图11的步骤S002所述的相同的方法计算校正参数。
具体地，CPU121首先从摄像镜头获取用于确认由摄像镜头所引起的光束的渐晕状态所需的镜头信息。接着CPU121通过使用镜头信息和存储在CPU121的ROM中的各焦点检测像素的光瞳强度分布，预测在步骤S102所产生的成对图像信号ImgA和ImgB的渐晕状态。然后，CPU121计算作为用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的信号水平的校正参数的光量校正值。
此外，CPU121计算在步骤S102所产生的成对图像信号ImgA和ImgB之间的相位差，并且基于相位差计算暂定离焦量。另外，CPU121通过使用暂定离焦量、镜头信息和光瞳强度分布，计算作为用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的失真的校正参数的失真校正值。从而计算与由摄像镜头(摄像光学系统)所引起的焦点检测区域AFmain中的光束的渐晕状态相对应的、焦点检测区域AFmian的校正参数(第一校正参数)。
另一方面，如果在步骤S103判断为产生了成对图像信号ImgA和ImgB的焦点检测区域是焦点检测区域AFsub，则CPU121进入步骤S105。在步骤S105，CPU121获取针对焦点检测区域AFmain在步骤S104所计算出的校正参数(光量校正值和失真校正值)。换句话说，在不计算焦点检测区域AFsub的校正参数的情况下，使用焦点检测区域AFmain的校正参数作为焦点检测区域AFsub的校正参数。这是因为，焦点检测区域AFsub与焦点检测区域AFmain相邻，因此焦点检测区域AFsub和焦点检测区域AFmain中由摄像镜头所引起的渐晕状态之间的差通常很小。
在步骤S106，CPU121通过使用在步骤S104所计算出的、或者在步骤S105所获得的校正参数，对在步骤S102所产生的成对图像信号ImgA和ImgB进行校正处理。具体地，CPU121对成对图像信号ImgA和ImgB进行与图11的步骤S003所述的相同的校正处理，以产生(计算)光量校正后的图像信号ImgA’和ImgB’，然后产生(计算)失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”。
接着在步骤S107，CPU121对在步骤S106所产生的失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”进行相关计算，以计算它们之间的相位差。此后，CPU121基于相位差计算摄像镜头的离焦量。
接着在步骤S108，CPU121判断是否在焦点检测区域AFmain和所有多个焦点检测区域AFsub中完成了焦点检测。如果判断为仍未完成所有焦点检测区域AFmain和AFsub中的焦点检测，则CPU121返回到步骤S102，以在仍未完成焦点检测的焦点检测区域中进行焦点检测。如果判断为完成了所有焦点检测区域AFmain和AFsub中的焦点检测，则CPU121结束焦点检测处理。
CPU121根据所计算出的离焦量计算用于获得聚焦状态的第三透镜组105的移动量，然后驱动调焦致动器114以将第三透镜组105移动所计算出的移动量。从而完成自动调焦。
实施例2
将说明本发明的第二实施例(实施例2)。实施例1说明了利用光量校正值和失真校正值进行校正处理的情况，其中，光量校正值和失真校正值作为用于校正由摄像镜头所引起的光束的渐晕所导致的图像信号的水平(光量)降低和失真的校正参数。另一方面，实施例2利用遮光校正值进行校正处理，其中，遮光校正值作为用于校正由摄像镜头所引起的光束的渐晕所导致的图像信号的遮光的校正参数。
本实施例的摄像设备的内部和外部结构与图1和9所示的相同。
遮光校正值的计算
图13A和13B分别示出在图6A和6B所示的区域Area1在+x方向上向图像高度高的位置移位时，即在出射光瞳的图像高度高时图3A所示的焦点检测像素SHA和SHB的光瞳强度分布。在图13A和13B中，在各椭圆形光接收区域中，强度从其外侧向内侧增大。在形成图13A和13B所示的焦点检测像素SHA和SHB的光瞳强度分布的光束中，焦点检测像素SHA和SHB仅接收通过以Area1所示的区域的光束。换句话说，由于摄像镜头的渐晕，焦点检测像素SHA和SHB没有接收区域Area1外部的光束。
图13C示出与焦点检测像素SHA和SHB相对应的线扩散函数LSFA”和LSFB”。通过分别对图13A和13B所示的光瞳强度分布进行y方向投影获得该附图中的线扩散函数LSFA”和LSFB”。水平轴对应于图13A和13B中的x轴，并且垂直轴示出线扩散函数的强度。
图14A和14B也分别示出当图6A和6B所示的区域Area1在+x轴方向上向图像高度高的位置移位时图3A所示的焦点检测像素SHA和SHB的光瞳强度分布。然而，图14A和14B示出在区域Area1窄于图13A和13B所示的区域Area1时的光瞳强度分布。
另外，在图14A和14B中，在各椭圆形光接收区域中，强度从其外侧向内侧增大。在形成图14A和14B所示的焦点检测像素SHA和SHB的光瞳强度分布的光束中，焦点检测像素SHA和SHB仅接收通过以Area1所示的区域的光束。换句话说，由于摄像镜头的渐晕，焦点检测像素SHA和SHB没有接收区域Area1外部的光束。
图14C示出与焦点检测像素SHA和SHB相对应的线扩散函数LSFA”’和LSFB”’。通过分别对图14A和14B所示的光瞳强度分布进行y方向投影获得该附图中的线扩散函数LSFA和LSFB。水平轴对应于图14A和14B中的x轴，并且垂直轴示出线扩散函数的强度。通过图15所示的公式可以理解，随着出射光瞳距离(从图像平面到出射光瞳的距离)Dp减小，开口直径(光圈框)D减小，因而区域Area1变得更窄。在图15所示的公式中，F表示F值(光圈值)。
通过图6C、13C和14C的比较可以理解，线图像根据出射光瞳(光圈框)的大小、出射光瞳距离和图像高度而改变，因而遮光也根据出射光瞳(光圈框)的大小、出射光瞳距离和图像高度而改变。因此，需要根据遮光的变化来计算作为校正参数的遮光校正值。
考虑镜头信息来剪切光瞳强度分布的数据，这使得能够根据光瞳强度分布的剪切数据来计算各焦点检测像素的遮光校正值。为了满足各种类型的摄像镜头，本实施例通过使用与模型化的光圈框D有关的信息来计算用于各种图像高度的遮光校正值，其中，如图15所示，根据光圈值F和出射光瞳距离Dp计算模型化的光圈框D。如果需要，可以通过使用用于剪切光瞳强度分布的框数据来计算遮光校正值，其中，严格考虑各个摄像镜头的镜头信息来计算该框数据。
如上所述，根据图像高度改变遮光校正值。然而，即使将特定数量的代表点处的所有图像高度的遮光校正值存储到存储器，也使得数据量巨大。另一方面，减少图像高度的采样数量以减少数据量，这可能使焦点检测精度劣化。
为了在获得良好焦点检测精度的同时减少数据量，本实施例预先计算所有焦点检测区域所要使用的遮光校正值，并且利用下面的二维三阶多项式近似公式(1)进行近似，其中，X和Y是焦点检测区域的坐标。将各项的系数(遮光系数)a、b、c、d、e和f存储在存储器中。
F＝a+b·X+c·X2+d·Y2+e·X3+f·X·Y2...(1)
光瞳强度分布在Y方向上具有对称形状，因而公式(1)不包括Y的奇数阶项。这也使得可以减少要存储到存储器的数据量。
根据光圈值和出射光瞳距离改变遮光系数。因此，本实施例计算数量与光圈值和出射光瞳距离的组合的数量相同的遮光系数a、b、c、d、e和f，并且产生遮光校正值的数据表。可以通过在出射光瞳距离所要求的范围(例如，50mm～300mm)中设置数个基准点，并且通过使用最接近实际出射光瞳距离的一个基准点的值来确定出射光瞳距离。此外，可以通过根据基准点的值的插值来计算出射光瞳距离。
包括校正处理的焦点检测处理
接着将说明本实施例的焦点检测处理。同样，在本实施例中，如实施例1一样，图9所示的焦点检测区域选择按钮205的操作和CPU121的选择处理中的一个在整个摄像区域上所设置的多个焦点检测区域中，选择实际进行焦点检测的焦点检测区域的位置。此外，如实施例1一样，可以通过焦点检测区域选择按钮205的操作从最小单位区域(一个焦点检测区域)和扩展区域(多个焦点检测区域)选择实际进行焦点检测的焦点检测区域。
当选择最小单位区域时，将响应于焦点检测区域选择按钮205的操作或者通过CPU121的选择处理所选择的一个焦点检测区域AFmain设置为实际进行焦点检测的焦点检测区域，如图16A所示。另一方面，当选择扩展区域时，将上述所选择的一个焦点检测区域AFmain和与焦点检测区域AFmain相邻(即被配置在焦点检测区域AFmain周围)的多个(两个以上)的焦点检测区域AFsub设置为实际进行焦点检测的焦点检测区域，如图16B所示。
当选择扩展区域时，焦点检测区域AFmain对应于第一焦点检测区域，并且被配置在焦点检测区域AFmain的预定邻近范围(与焦点检测区域AFmain相邻的区域或在焦点检测区域AFmain周围的区域)中的焦点检测区域AFsub对应于第二焦点检测区域。图16B示出选择位于摄像区域中央的焦点检测区域AFmain和8个周围焦点检测区域AFsub的情况的例子。如实施例1一样，将在最小单位区域中进行焦点检测的模式称为“最小单位区域焦点检测模式”，并且将在扩展区域中进行焦点检测的模式称为“扩展区域焦点检测模式”。
类似于实施例1，在扩展区域焦点检测模式下，本实施例同样使用在焦点检测区域AFmain中所获得的图像信号的校正参数(遮光校正值和失真校正值)作为在焦点检测区域AFsub中所获得的图像信号的校正参数。
接着参考实施例1所使用的图11和12所示的流程图，说明包括校正处理的焦点检测处理(摄像设备的控制方法)，其中，CPU121根据作为焦点检测程序的计算机程序执行该处理。
首先，参考图11所示的流程图说明最小单位区域焦点检测模式下的焦点检测处理。
在步骤S001，CPU121通过使用来自与响应于焦点检测区域选择按钮205的操作或者通过CPU121的选择处理所选择的焦点检测区域AFmain相对应的焦点检测像素的输出信号，产生成对的图像信号ImgA和ImgB。
在步骤S002，CPU121计算作为在成对图像信号ImgA和ImgB的遮光校正中所要使用的校正参数(第一校正参数)的遮光校正值和失真校正值。
具体地，CPU121首先从摄像镜头获取用于确认由摄像镜头所引起的光束的渐晕状态所需的镜头信息。镜头信息(即与渐晕状态有关的信息)包括与实施例1所述的相同的信息。“获取镜头信息”的定义与实施例1中所述的相同。
CPU121通过使用这样所获取的镜头信息和存储在CPU121的ROM中的各焦点检测像素的光瞳强度分布，预测在步骤S001所产生的成对图像信号ImgA和ImgB的渐晕状态。然后，CPU121计算用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的遮光的遮光校正值。
此外，CPU121计算在步骤S001所产生的成对图像信号ImgA和ImgB之间的相位差，并且基于该相位差计算暂定离焦量。另外，CPU121通过使用暂定离焦量、镜头信息和光瞳强度分布，计算作为用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的失真的校正参数的失真校正值。从而计算与由摄像镜头(摄像光学系统)所引起的焦点检测区域AFmain中的光束的渐晕状态相对应的、焦点检测区域AFmian的校正参数。
接着在步骤S003，CPU121通过使用在步骤S002计算出的校正参数，对在步骤S001所产生的成对图像信号ImgA和ImgB进行校正处理。
具体地，CPU121首先使用遮光校正值对图像信号ImgA和ImgB进行遮光校正，以产生(计算)遮光校正后的图像信号ImgA’和ImgB’。此后，CPU121使用失真校正值对遮光校正后的图像信号ImgA’和ImgB’进行失真校正，以产生(计算)失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”。
接着，在步骤S004，CPU121对在步骤S003所产生的失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”进行相关计算，以计算它们之间的相位差。然后，CPU121基于相位差计算摄像镜头的离焦量。从而结束焦点检测处理。
CPU121根据所计算出的离焦量计算用于获得聚焦状态的第三透镜组105的移动量，然后驱动调焦致动器114以将第三透镜组105移动所计算出的移动量。从而完成自动调焦(AF)。
接着将参考图12所示流程图说明在选择扩展区域焦点检测模式时的焦点检测处理。
在步骤S101，CPU121响应于焦点检测区域选择按钮205的操作或者通过CPU121的选择处理，选择焦点检测区域AFmain，然后选择多个周围焦点检测区域AFsub。根据焦点检测区域AFmain的位置改变所选择的焦点检测区域AFsub的数量。例如，当如图16B所示，焦点检测区域AFmain位于摄像区域的中央附近时，在焦点检测区域AFmain周围与其相邻的焦点检测区域AFsub的数量为8。当如图16C所示，焦点检测区域AFmain位于摄像区域的边缘处时，焦点检测区域AFsub的数量是5。另外，当如图16D所示，焦点检测区域AFmain位于摄像区域的角落时，焦点检测区域AFsub的数量是3。然而，用于选择焦点检测区域AFsub的方法不局限于上述方法，例如，如图16E所示，可以仅选择位于焦点检测区域AFmain上方和下方的焦点检测区域AFsub。
在步骤S102，CPU121通过使用来自与焦点检测区域AFmain和AFsub中的一个焦点检测区域相对应的焦点检测像素的输出信号，产生成对图像信号ImgA和ImgB。
在步骤S103，CPU121判断在步骤S102产生了成对图像信号ImgA和ImgB的焦点检测区域是焦点检测区域AFmain还是焦点检测区域AFsub。如果判断为产生了成对图像信号ImgA和ImgB的焦点检测区域是焦点检测区域AFmain，则CPU121进入步骤S104(参数计算步骤)。在步骤S104，CPU121计算用于对在焦点检测区域AFmain中所获得的成对图像信号ImgA和ImgB进行遮光校正和失真校正的校正参数(遮光校正值和失真校正值)。通过以与图11的步骤S002所述的相同的方法计算校正参数。
具体地，CPU121首先从摄像镜头获取用于确认由摄像镜头所引起的光束的渐晕状态所需的镜头信息。接着CPU121通过使用镜头信息和存储在CPU121的ROM中的各焦点检测像素的光瞳强度分布，预测在步骤S102所产生的成对图像信号ImgA和ImgB的渐晕状态。然后，CPU121计算作为用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的遮光的校正参数的遮光校正值。
接着，CPU121计算在步骤S102所产生的成对图像信号ImgA和ImgB之间的相位差，并且基于相位差计算暂定离焦量。另外，CPU121通过使用暂定离焦量、镜头信息和光瞳强度分布，计算作为用于校正成对图像信号ImgA和ImgB的失真的校正参数的失真校正值。从而计算与由摄像镜头(摄像光学系统)所引起的焦点检测区域AFmain中的光束的渐晕状态相对应的、焦点检测区域AFmian的校正参数。
另一方面，如果在步骤S103判断为产生了成对图像信号ImgA和ImgB的焦点检测区域是焦点检测区域AFsub，则CPU121进入步骤S105。在步骤S105，CPU121获取针对焦点检测区域AFmain在步骤S104所计算出的校正参数(遮光校正值和失真校正值)。换句话说，在不计算焦点检测区域AFsub的校正参数的情况下，使用焦点检测区域AFmain的校正参数作为焦点检测区域AFsub的校正参数。这是因为，焦点检测区域AFsub与焦点检测区域AFmain相邻，因此焦点检测区域AFsub和焦点检测区域AFmain中由摄像镜头所引起的渐晕状态之间的差通常很小。
在步骤S106，CPU121通过使用在步骤S104所计算出的、或者在步骤S105所获得的校正参数，对在步骤S102所产生的成对图像信号ImgA和ImgB进行校正处理。具体地，CPU121对成对图像信号ImgA和ImgB进行与图11的步骤S003所述的相同的校正处理，以产生(计算)遮光校正后的图像信号ImgA’和ImgB’，然后产生(计算)失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”。
接着在步骤S107，CPU121对在步骤S106所产生的失真校正后的图像信号ImgA”和ImgB”进行相关计算，以计算它们之间的相位差。此后，CPU121基于相位差计算摄像镜头的离焦量。
接着在步骤S108，CPU121判断是否在焦点检测区域AFmain和所有多个焦点检测区域AFsub中完成了焦点检测。如果判断为仍未完成所有焦点检测区域AFmain和AFsub中的焦点检测，则CPU121返回到步骤S102，以在仍未完成焦点检测的焦点检测区域中进行焦点检测。如果判断为完成了所有焦点检测区域AFmain和AFsub中的焦点检测，则CPU121结束焦点检测处理。
CPU121根据所计算出的离焦量计算用于获得聚焦状态的第三透镜组105的移动量，然后驱动调焦致动器114以将第三透镜组105移动所计算出的移动量。从而完成自动调焦。
如上所述，当选择扩展区域焦点检测模式时，对于位于焦点检测区域AFmain的预定邻近范围中的多个焦点检测区域AFsub，实施例1和实施例2各自还使用针对焦点检测区域AFmain所计算出的校正参数。校正参数的这一共享使用使得可以消除对多个焦点检测区域AFsub的校正参数的计算，这使得能降低计算量。
此外，对于镜头可更换型摄像设备，不必通过通信从摄像镜头(光学设备)获取在多个焦点检测区域AFsub的校正参数的计算中所使用的镜头信息，这使得能够减少通信的次数，从而使得能够缩短在焦点检测区域AFmain和AFsub中同时进行焦点检测所需的时间。
基于焦点检测区域AFmain和AFsub中由摄像镜头所引起的渐晕状态之间的差小的前提，实施例1和实施例2各自均说明了对于焦点检测区域AFmain和AFsub共享使用针对焦点检测区域AFmain所计算出的校正参数。然而，在焦点检测区域AFmain和AFsub中由摄像镜头所引起的渐晕状态之间的差大的情况下，校正参数的这一共享使用是不可以的。
因此，在这种情况下，可选的实施例可以判断焦点检测区域AFmain和AFsub中的渐晕状态之间的差。然后，如果该差小于预定值，则可以共享校正参数；并且如果该差大于预定值，则可以计算专用于焦点检测区域AFsub的校正参数。换句话说，可以根据由摄像镜头所引起的渐晕状态，选择是否利用针对焦点检测区域AFmain所计算出的校正参数对焦点检测区域AFsub进行校正处理。
此外，实施例1和实施例2各自均说明了对成对图像信号ImgA和ImgB两者进行校正处理的情况。然而，可以对成对图像信号ImgA和ImgB中的至少一个进行校正处理，只要可以获得良好的相关计算结果(图像信号的一致度高)即可。
此外，实施例1和2各自都说明了在最小单位区域焦点检测模式和扩展区域焦点检测模式下仅选择一个焦点检测区域AFmain的情况。然而，可以选择多个焦点检测区域AFmain。
尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局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、等同结构和功能。
本申请要求2010年12月13日提交的日本2010-276591号专利申请和2011年11月22日提交的日本2011-255571号专利申请的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (4)

1.一种焦点检测设备，包括：
校正部，用于校正来自与从摄像区域中所设置的多个焦点检测区域中所选择的第一焦点检测区域相对应的第一区域和第二区域的图像信号，并且用于校正来自与在所述第一焦点检测区域的预定邻近范围内所包括的第二焦点检测区域相对应的第三区域和第四区域的图像信号，其中，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域是图像传感器的区域；以及
焦点检测计算部，用于能够基于来自所述第一区域的第一图像信号和来自所述第二区域的第二图像信号之间的相位差来计算焦点状态，并且用于能够基于来自所述第三区域的第三图像信号和来自所述第四区域的第四图像信号之间的相位差来计算焦点状态，
其特征在于，所述校正部利用用于校正所述第一图像信号和所述第二图像信号的参数来校正所述第三图像信号和所述第四图像信号，所述参数用于校正与渐晕状态相对应地在所述第一图像信号、所述第二图像信号、所述第三图像信号和所述第四图像信号中的至少一个中生成的信号水平降低、失真和遮光中的任何一个。
2.根据权利要求1所述的焦点检测设备，其特征在于，所述校正部根据渐晕状态，选择在所述第二焦点检测区域中是否使用所述参数进行校正处理。
3.根据权利要求1所述的焦点检测设备，其特征在于，
所述焦点检测设备被配置成能够以能拆卸的方式装配包括摄像光学系统的光学设备，并且被配置成能够与所装配的光学设备通信，以及
其中，所述校正部从所述光学设备获取与渐晕状态有关的信息来计算所述参数。
4.一种用于控制焦点检测设备的方法，所述方法包括以下步骤：
校正步骤，用于校正来自与从摄像区域中所设置的多个焦点检测区域中所选择的第一焦点检测区域相对应的第一区域和第二区域的图像信号，并且用于校正来自与在所述第一焦点检测区域的预定邻近范围内所包括的第二焦点检测区域相对应的第三区域和第四区域的图像信号，其中，所述第一区域、所述第二区域、所述第三区域和所述第四区域是图像传感器的区域；以及
计算步骤，用于基于来自所述第一区域的第一图像信号和来自所述第二区域的第二图像信号之间的相位差，计算焦点状态，
其特征在于，在所述校正步骤中，利用用于校正所述第一图像信号和所述第二图像信号的参数来校正来自所述第三区域的第三图像信号和来自所述第四区域的第四图像信号，所述参数用于校正与渐晕状态相对应地在所述第一图像信号、所述第二图像信号、所述第三图像信号和所述第四图像信号中的至少一个中生成的信号水平降低、失真和遮光中的任何一个。
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