CN102566005B

CN102566005B - 焦点检测设备及其控制方法

Info

Publication number: CN102566005B
Application number: CN201110425020.XA
Authority: CN
Inventors: 竹内健悟
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: US8704941B2; CN102566005A; JP5789098B2; US20120154667A1; JP2012128278A

Abstract

提供一种焦点检测设备及其控制方法。外部AF焦点检测设备对于短距离处的被摄体能够实现良好的焦点检测精度，并且对于长距离处的被摄体能够实现适当量的处理。在到被摄体的距离小于预定阈值的情况下，相对于在一对线传感器中的一个线传感器中所选择的累积像素SA5～SA25，在另一线传感器中选择像素以包括视野光学图像的偏移方向上的更多像素，即，选择像素SB5～SB29作为累积像素。可选地，选择在通过从在一个线传感器中所选择的累积像素的范围偏移预定数量的像素所获得的范围中包括的像素，作为另一线传感器中的累积像素。

Description

焦点检测设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种焦点检测设备及其控制方法，尤其涉及一种进行自动焦点检测的焦点检测设备及其控制方法。

背景技术

当前，诸如静态照相机和摄像机等的普通摄像设备具有自动焦点检测(AF)功能。作为自动焦点检测方法，对比度检测方法和相位差检测方法被广泛使用。对于相位差检测方法，使用三角测量的原理，根据从一对线传感器所获得的信号之间的相位差检测到被摄体的距离(或者离焦量)，并且基于该检测的结果控制摄像镜头的调焦透镜的位置，从而摄像镜头可以聚焦于被摄体。

已知用于实现相位差检测方法的两个具体结构，即通过线传感器接收入射摄像镜头的光的所谓的TTL方法和通过线传感器接收经由不通过摄像镜头的路径入射的光的所谓的外部AF。对于前一方法，可以基于来自线传感器的输出信号之间的相位差来检测离焦量，对于后一方法，可以检测到被摄体的距离。

对于外部AF方法，将进行焦点检测的光学系统(焦点检测光学系统)设置在与形成要拍摄的被摄体的图像的光学系统(摄像光学系统)的位置不同的位置处。这导致这两个系统之间的视差，从而使得摄像区域和焦点检测区域不一致。另外，从外部AF传感器的一对线传感器所获得的信号之间的相位差随着到被摄体的距离变短而增大，并且随着到被摄体的距离变长而减小。由于外部AF方法的原理，需要根据到被摄体的距离，从线传感器所包括的多个像素中动态优化并选择在相位差检测中所使用的像素(检测像素部)。因此，对于外部AF方法，日本特开2003-98421提出了一种从线传感器的多个焦点检测区域中确定要使用的最佳焦点检测区域的方法。日本特开2003-98421讨论了一种技术，在该技术中，当基于照相机的变焦透镜的焦距(视角)切换焦点检测区域时，根据在大体位于摄像画面中央的焦点检测区域中所获得的焦点检测的结果，确定要选择的焦点检测区域。

如上所述，对于外部AF方法，在短距离处的被摄体的情况下，由于从一对线传感器所获得的信号之间的相位差非常大，所以需要在各个线传感器中设置更多像素以实现对短距离处的被摄体的高精度的焦点检测。相反，在长距离处的被摄体的情况下，由于在信号之间几乎没有相位差，所以与对短距离处的被摄体进行焦点检测的情况相比，可以使用较少数量的像素进行高精度的焦点检测。因此，如果通过使用与对短距离处的被摄体进行焦点检测所使用的相同数量的像素，对长距离处的被摄体进行焦点检测，则导致过处理，因此在处理时间和功率消耗方面并非是所希望的。

发明内容

本发明解决如上所述的传统技术所遇到的问题，并且提供一种外部AF焦点检测设备及其控制方法，其中，所述外部AF焦点检测设备对于短距离处的被摄体能够实现良好的焦点检测精度，并且对于长距离处的被摄体能够实现适当量的处理。

根据本发明的一个方面，提供一种焦点检测设备，其包括焦点检测光学系统，所述焦点检测光学系统被配置成光轴不与摄像光学系统的光轴重叠，所述焦点检测设备包括：一对线传感器，其包括多个像素，并且用于对所述焦点检测光学系统的一对成像透镜所形成的一对视野光学图像进行光电转换，其中所述一对成像透镜具有平行的光轴；选择部件，用于针对所述一对线传感器中的每一个线传感器，选择在对所述视野光学图像的光电转换中所使用的多个像素；以及检测部件，用于基于经过了所述选择部件所选择的多个像素所进行的光电转换的所述一对视野光学图像的信号之间的相位差，检测到要进行焦点检测的被摄体的距离，其中，在所述检测部件前一次所检测到的到所述被摄体的距离小于预定阈值的情况下：针对所述一对线传感器中的一个线传感器，所述选择部件选择在所述摄像光学系统的摄像区域与所述焦点检测光学系统的摄像区域重叠的范围中包括的多个像素；以及针对所述一对线传感器中的另一线传感器，所述选择部件选择多个像素，以使得与选择位于与在所述一个线传感器中所选择的多个像素的位置相对应的位置处的像素的情况相比，包括更多的如下像素：在该像素上形成与在所述一个线传感器中所选择的多个像素上形成的视野光学图像相同的视野光学图像。

根据本发明的另一方面，提供一种焦点检测设备的控制方法，所述焦点检测设备包括焦点检测光学系统，所述焦点检测光学系统被配置成光轴不与摄像光学系统的光轴重叠，所述控制方法包括以下步骤：选择步骤，用于针对一对线传感器中的每一个线传感器，选择在对视野光学图像的光电转换中所使用的多个像素，其中，所述一对线传感器包括多个像素，并且用于对所述焦点检测光学系统的一对成像透镜所形成的一对视野光学图像进行光电转换，所述一对成像透镜具有平行的光轴；以及检测步骤，用于基于经过了在所述选择步骤中所选择的多个像素所进行的光电转换的所述一对视野光学图像的信号之间的相位差，检测到要进行焦点检测的被摄体的距离，其中，在所述选择步骤中，在所述检测步骤中前一次所检测到的到所述被摄体的距离小于预定阈值的情况下：针对所述一对线传感器中的一个线传感器，选择在所述摄像光学系统的摄像区域与所述焦点检测光学系统的摄像区域重叠的范围中包括的多个像素；以及针对所述一对线传感器中的另一线传感器，选择多个像素，以使得与选择位于与在所述一个线传感器中所选择的多个像素的位置相对应的位置处的像素的情况相比，包括更多的如下像素：在该像素上形成与在所述一个线传感器中所选择的多个像素上所形成的视野光学图像相同的视野光学图像。

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是示出用作可以应用根据本发明实施例的焦点检测设备的摄像设备的例子的摄像机的结构的例子的框图。

图2A和2B是示出图1所示的外部AF传感器单元的结构的例子的图。

图3A和3B是示出位于短距离处的被摄体的亮度信号和通过图2A和2B所示的外部AF传感器单元的各线传感器所检测到的亮度信号之间的关系的图。

图4是示出根据本发明实施例由摄像机所进行的焦点检测操作的流程图。

图5是详细示出在图4的步骤S402所进行的用于选择累积像素的处理的流程图。

图6A～6E是详细示出在图5的步骤S 507所进行的用于选择用于获取图像信号A的像素的处理的图。

图7A～7D是详细示出根据本发明第一实施例在图5的步骤S508所进行的用于选择用于获取图像信号B的像素的处理的图。

图8A～8D是详细示出根据本发明第二实施例在图5的步骤S508所进行的用于选择用于获取图像信号B的像素的处理的图。

具体实施方式

将参考附图详细说明本发明的典型实施例。

第一实施例

图1是示出用作应用了根据本发明实施例的外部AF焦点检测设备的摄像设备的例子的数字摄像机10的结构的例子的框图。

镜头单元100构成摄像光学系统，并且从被摄体侧(光入射的侧)开始，依次配置固定透镜101、变焦透镜102、光圈103、固定透镜104和调焦透镜105。在该附图中，示出各个透镜由单个透镜构成，但是可以由多个透镜构成。

位置编码器108检测变焦透镜102的倍率、光圈103的大小(光圈值)和调焦透镜105的位置。

通过变焦电动机(ZM)106在光轴方向上驱动变焦透镜102，并且通过调焦电动机(FM)107在光轴方向上驱动调焦透镜105。分别响应于来自变焦驱动电路120和调焦驱动电路121的驱动信号而操作变焦电动机106和调焦电动机107。

图像传感器109可以是例如CCD图像传感器或CMOS图像传感器。图像传感器109通过使用多个光电转换元件，以像素为单位，逐像素地将摄像区域内由入射镜头单元100的光所形成的被摄体图像转换成电信号。信号处理电路119对图像传感器109所输出的电信号进行诸如A/D转换处理、放大处理、白平衡处理、颜色插值处理和伽马校正处理等的各种类型的处理，以生成预定格式的图像数据。将图像数据输出至显示装置114或者将其记录在诸如半导体存储器、光盘或硬盘等的记录介质115中。

操作开关组111包括电源开关、用于开始和停止记录操作或再现操作的开关、用于选择操作模式的开关、以及用于改变镜头单元100的变焦倍率(视角)的开关等。在操作电源开关时，将存储在非易失性存储器113中的程序之一加载至RAM 112，并且CPU 110执行被加载至RAM 112中的程序，从而控制摄像机的组件的操作。除外部AF以外，本实施例的摄像机能够进行对比度AF，其中，在对比度AF中，通过搜索由图像传感器109所拍摄的部分图像(焦点检测区域)的图像数据的对比度为峰值处的位置，进行自动焦点检测。对于对比度AF，通过所谓的爬山控制搜索聚焦位置，其中，在爬山控制中，在逐渐移动调焦透镜的同时，通过重复执行摄像和对比度检测，从焦点检测区域的图像数据中搜索获得最高对比度处的聚焦峰值。

数字摄像机10设置有外部AF传感器单元130，外部AF传感器单元130包括焦点检测光学系统，并且外部AF传感器单元130被配置成其光轴与镜头单元100(摄像光学系统)的光轴不重叠。外部AF传感器单元130包括成像透镜131(焦点检测光学系统)和线传感器单元132，其中，成像透镜131包括光轴平行的一对成像透镜，线传感器单元132包括一对线传感器。各线传感器均包括排列成行的多个光接收元件(像素)，后面将参考图2A和2B对此进行详细说明。被摄体的光经由具有固定焦距f的成像透镜131(换句话说，没有通过作为摄像光学系统的镜头单元100)入射线传感器单元132。在线传感器单元132中对被摄体图像进行光电转换，此后，通过A/D转换器(未示出)将其转换成数字数据。CPU 110通过使用从线传感器单元132所包括的一对线传感器所获得的一对数字数据和已知技术，计算到被摄体的距离、相关量和可靠度等。基于该计算结果，CPU 110将要将调焦透镜105移动至的位置提供给调焦驱动电路121，以控制调焦透镜105的位置，从而实现外部AF。

接着将参考图2A和2B说明外部AF传感器单元130的结构的例子。

在图2A中，被摄体201是要拍摄范围(视野)内的被摄体中用于焦点检测的对象。成像透镜131具有下面的结构：作为单个单元，形成光轴平行的第一成像透镜202A和第二成像透镜202B。线传感器单元132包括第一线传感203A和第二线传感器203B。

通过第一线传感器203A检测由这对成像透镜中的一个成像透镜、即第一成像透镜202A所形成的视野光学图像，并且通过第二线传感器203B检测由这对成像透镜中的另一个成像透镜、即第二成像透镜202B所形成的视野光学图像。第一线传感203A和第二线传感器203B对各自的视野光学图像进行光电转换，并且输出与视野光学图像的亮度相对应的电信号。下面，将由第一线传感器203A输出的电信号称为图像信号A，并且将由第二线传感器203B输出的电信号称为图像信号B。

第一成像透镜202A和第二成像透镜202B相隔预先设置的基线长度B，并且第一线传感203A和第二线传感器203B也相隔相同长度。因此，可以通过使用从第一线传感203A所获得的图像信号A和从第二线传感器203B所获得的图像信号B，基于三角测量的原理来测量到被摄体的距离L。

图2B是更详细地示出第一线传感器203A的图。第一线传感器203A具有下面的结构：以像素间距p并排配置40个矩形像素。第一线传感器203A还包括用于控制电荷累积的数字电路(未示出)，并且第一线传感器203A被配置成如果一个像素所累积的电荷量达到预定值，则停止其它像素上的累积操作。另外，可以通过CPU 110设置要对40个像素中的哪一个进行电荷累积。该设置方法没有特别限制，例如，可以通过使用40位数据而且还使用40个逻辑门来控制像素的有效和无效，其中，在40位数据中，向有效像素分配“1”，并且向无效像素分配“0”，并且该逻辑门使用每一位作为一个输入。第二线传感器203B具有与第一线传感器203A相同的结构，因此这里省略对其的说明。在下面的说明中，将第一线传感器203A的像素1～40称为像素SA1～SA40，并且将第二线传感器203B的像素1～40称为像素SB1～SB40。

图3A示出被摄体的亮度的例子，并且图3B示出外部AF传感器单元130基于图3A所示的被摄体的亮度所获得的图像信号A和B的例子。在图3A和3B所示的例子中，到被摄体的距离短约50cm，在像素SA13和SB23中检测被摄体亮度301的位置，在像素SA22和SB32中检测被摄体亮度302的位置，并且图像信号A和B之间的相位差对应于11个像素。通过使用相位差，可以基于三角测量的原理计算到被摄体的距离L。

在如图3A和3B的例子所示，到被摄体的距离L短的情况下，检测到图像信号A和B之间足够大的相位差。然而，在到被摄体的距离L长的情况下，尤其在被摄体位于与镜头单元100的无限远距离相对应的距离处的情况下，在图像信号A和B之间大体检测不到相位差。

接着将参考图4所示的流程图说明根据本实施例的外部AF传感器单元130所进行的焦点检测操作。

当数字摄像机10进入预先设置的状态时，例如在接通数字摄像机10的电源并且进入用于记录的待机状态时，开始焦点检测操作。

在步骤S402，CPU 110在线传感器中选择用于获取图像信号A和B的像素(累积像素)，并且将所选择的像素设置在外部AF传感器单元130中。后面将详细说明该选择处理。在该例子中，假定在启动数字摄像机10时，默认选择第一线传感器203A的像素SA5～SA25和第二线传感器203B的像素SB5～SB25。

在步骤S403，CPU 110指示外部AF传感器单元130开始电荷累积，并且在线传感器单元132中开始电荷累积。当在步骤S402所选择的像素(SA5～SA25和SB5～SB25)中的任一个中累积的电荷的量(电压)达到预定值时，通过外部AF传感器单元130的控制电路自动终止所有像素的电荷累积操作(步骤S404)。在该例子中，将预定值设置成接近饱和电荷量的值。

在步骤S405，CPU 110对线传感器单元132中累积的各像素的电荷的量进行A/D转换，以获得与被摄体亮度相对应的图像信号A和B。在该例子中，仅读出第一线传感器203A的像素SA5～SA25中所累积的电荷和第二线传感器203B的像素SB5～SB25中所累积的电荷。因此，由21个像素中所累积的电荷的量构成各图像信号A和B。

在步骤S406，CPU 110进行所获得的图像信号A和B之间的相关运算，并且计算图像信号A和B之间的相位差(或者，换句话说，使这两个图像信号相一致所需的偏移量)。在步骤S407，CPU 110计算在步骤S406所计算出的相位差的精度，即可靠度。在步骤S408，CPU 110基于在步骤S407所计算出的可靠度而判断所检测到的相位差是否精确。如果判断为该相位差精确，则使用在步骤S406所计算的相位差作为最终焦点检测结果。

在步骤S409，如果检测到用于结束焦点检测的指示，则CPU110结束焦点检测处理。如果没有检测到指示，则CPU 110使过程返回到步骤S402，并且重复上述处理。

接着将参考图5所示的流程图详细说明在步骤S402所进行的累积像素选择处理的具体例子。

在步骤S502，在启动数字摄像机10之后的初始电荷累积时，或者在复位累积像素时，CPU 110将过程变换至步骤S503，并且默认选择预先设置的像素(在该例子中，SA5～SA25和SB5～SB25)。

另一方面，如果步骤S502的判断结果为“否”，那么在步骤S504，CPU 110判断在预先设置的短距离模式中是否包括数字摄像机10的当前操作模式(摄像模式)。这里所使用的短距离模式是指例如微距模式、人像拍摄模式和跟踪模式(保持特定被摄体处于聚焦状态的模式)的通常需要短距离聚焦精度的摄像模式的集合，并且可以预先设置。可以通过用户改变短距离模式中所包括的摄像模式。

如果判断为在短距离模式中没有包括当前摄像模式，则CPU 110将过程变换至步骤S505，并且选择与在前一次所选择的像素相同的像素。如果在前一次选择了默认像素，则再次选择默认像素。另一方面，如果在步骤S504判断为在短距离模式中包括当前摄像模式，则CPU 110将过程变换至步骤S506，并且参考例如存储在RAM 112中的前一焦点检测结果。然后，CPU110判断根据前一焦点检测结果所获得的到被摄体的距离是否小于预先设置的短距离阈值(例如，小于2m)。如果判断为前一次所检测到的到被摄体的距离等于或大于短距离阈值，则CPU110将过程变换至步骤S505，并且选择与前一次所选择的像素相同的像素。

另一方面，如果在步骤S506判断为前一次所检测到的到被摄体的距离小于短距离阈值，则CPU 110通过步骤S507和S508的处理更新对累积像素的选择。首先，在步骤S507，CPU 110选择用于获取图像信号A的像素。将参考图6A～6E说明该选择处理的例子。在本实施例中，使用图像信号A作为基准信号。因此，CPU 110从线传感器203A选择位于与镜头单元100的当前视野相对应的范围中的像素，作为用于获取图像信号A的像素。

如上所述，将外部AF传感器单元130设置在与用于拍摄要记录或显示的图像的图像传感器109的位置不同的位置处，因此，它们的光轴不同。为此，由于视差的影响，在图像传感器109中的不同位置处形成外部AF传感器单元130进行焦点检测的区域中的图像。

视差的大小不仅受光轴之间的距离的影响，而且还受到被摄体的距离的影响。在该例子中，假定将外部AF传感器单元130直接安装在图像传感器109旁边，如图6A所示，并且圆形被摄体601位于镜头单元100的光轴上与图像传感器109相距距离L1、L2或L3(其中，L1＞L2＞L 3)的位置处。

图6B～6D分别示出到被摄体的距离为L1、L2和L3的情况下的镜头单元100的视野602(图像传感器109的摄像区域)和外部AF传感器单元130的成像透镜131的视野603(线传感器的摄像区域)。

由于被摄体601位于镜头单元100的光轴上，所以被摄体601处于镜头单元100的视野602的中心，而不管到被摄体的距离如何。然而，由于视差的影响，在外部AF传感器单元130的成像透镜131的视野603中，在从中心向左轻微偏移的位置处观察到被摄体601，并且偏移量随着到被摄体的距离减小而增大。

如上所述，对于外部AF传感器单元130，即使被摄体处于相同位置，形成被摄体的图像的线传感器中的位置也根据到被摄体的距离而改变。为此，CPU 110在线传感器203A中选择与镜头单元100的摄像区域重叠的区域中所包括的像素作为用于获取图像信号A的像素。例如，在到被摄体的距离为L2的情况下，CPU 110从线传感器203A的像素中选择处于图6E中以阴影所表示的区域中的像素作为用于获取图像信号A的像素。

可以以将每一个到被摄体的距离与要选择的像素相关联的表的形式，将关于根据到被摄体的距离要选择的像素的信息存储在非易失性存储器113中。在镜头单元100是变焦镜头的情况下，针对变焦镜头的各倍率(视角)来准备表就足够了。可以使用下面的结构，在该结构中，对于每一个到被摄体的距离或者视角的每一个离散值来设置表，并且通过插值运算来计算其它值。在镜头单元100不是变焦镜头的情况下，不必考虑视角的变化。

如果焦点检测区域的位置从镜头单元100的光轴在水平方向上移动，观察到被摄体的位置的偏移量进一步增大。为此，在可以将焦点检测区域设置成除光轴上的位置以外的位置的情况下，根据焦点检测区域的位置(相对于中心的距离)来校正所选择的像素的区域。

参考图5，当CPU 110在步骤S507选择了用于获取图像信号A的像素时，在接着的步骤S508，CPU 110选择用于获取图像信号B的像素。将参考图7A～7D说明该选择操作。

在步骤S508，CPU 110根据在步骤S506所获取的前一次所检测到的到被摄体的距离，从线传感器203B的像素中选择用于获取图像信号B的像素。例如，假定在步骤S507选择了像素SA5～SA25作为用于获取图像信号A的像素，如图7A所示。在这种情况下，如果前一次所检测到的到被摄体的距离在1m以上且小于2m，则CPU 110选择下面的像素(SB5～SB25)和与这些像素邻接的预定数量的像素作为用于获取图像信号B的像素(图7B)：上述的像素在数量上与用于获取图像信号A的像素相同，并且位于与用于获取图像信号A的那些像素的位置相对应的位置处。在该例子中，选择像素SB5～SB25和与像素(SB25)邻接的预定数量的像素(该例子中为4个像素)作为用于获取图像信号B的像素，其中，像素(SB25)对应于用于获取图像信号A的像素中的右端的像素。换句话说，CPU 110选择处于从用于获取图像信号A的像素的范围向右侧扩展的范围中的像素SB5～SB29作为用于获取图像信号B的像素。

另外，如果前一次所检测到的到被摄体的距离在50cm以上且小于1m，则CPU 110选择像素SB5～SB33作为用于获取图像信号B的像素，并且，如果前一次所检测到的到被摄体的距离在50cm以下，则选择像素SB5～SB38。换句话说，随着前一次所检测到的到被摄体的距离变短，CPU 110增大所选择的其它像素的数量，其中，该其它像素是除在数量上与用于获取图像信号A的像素相同、且位于与用于获取图像信号A的那些像素的位置相对应的位置处的像素以外的像素。这是基于下面的原理：由于图像信号A是基准图像信号，而图像信号B是用于检测相对于图像信号A的相位差的图像信号，所以到被摄体的距离越短，相位差越大。换句话说，用于获取图像信号B的像素的数量随着到被摄体的距离变短而增大，以使得即使在图像信号A和B之间的相位差大的状况下，也获得良好的焦点检测精度(相位差检测精度)。因此，在到被摄体的距离短的情况下可以加宽图像信号A和B的重叠范围(可以增大用于获取图像信号B的像素中、形成与在用于获取图像信号A的像素上所形成的视野光学图像相同的视野光学图像的像素的数量)。结果，对于图像信号A和B，可以加宽可用于相位差检测的信号范围，从而可以提高相位差检测精度(或者换句话说，焦点检测精度)。在到被摄体的距离不短的情况下，图像信号A和B之间的相位差不大，因此同到被摄体的距离短的情况下相比，用于获取图像信号B的像素的数量减少。从而可以降低不必要的运算。

在上述例子中，在步骤S506，基于外部AF传感器单元130前一次所检测到的到被摄体的距离，判断到被摄体的距离是否小于短距离阈值。然而，还可以使用下面的结构：在该结构中，基于在调焦透镜聚焦于小于短距离阈值的距离处的被摄体的位置所拍摄的图像，使用对比度AF方法进行焦点检测，并且如果AF评价值高于预定阈值，则判断为到被摄体的距离小于短距离阈值。

另外，在步骤S504，根据照相机的操作模式判断是否改变累积像素的选择，但是可以基于其它条件来进行该判断。例如，如果基于通过图像传感器109顺次拍摄的图像或者过去的焦点检测结果中的时间变化，判断为到用作为焦点检测对象的被摄体的距离持续增大或减小，则可以改变累积像素的选择。

可选地，可以使用下面的结构，在该结构中，省略步骤S504，并且如果到被摄体的距离小于短距离阈值，则进行累积像素的选择。

第二实施例

接着说明本发明的第二实施例。除在图5的步骤S508所进行的用于选择用于获取图像信号B的像素的处理以外，本实施例与第一实施例都相同。因此，将仅说明作为本实施例的特征的步骤S508的处理。

本实施例与第一实施例的相同在于，根据前一次所检测到的到被摄体的距离，从线传感器203B的像素中选择用于获取图像信号B的像素。然而，不同于根据到被摄体的距离而增大用于获取图像信号B的像素的数量的第一实施例，在本实施例中，CPU 110根据到被摄体的距离，偏移用于获取图像信号B的像素的选择范围。

例如，如第一实施例一样，假定在步骤S507选择了像素SA5～SA25作为用于获取图像信号A的像素，如图8A所示。

如果前一次所检测到的到被摄体的距离在1m以上且小于2m，则CPU 110选择下面的像素作为用于获取图像信号B的像素(图8B)：该像素在数量上与用于获取图像信号A的像素相同，并且位于从用于获取图像信号A的像素的位置向右偏移预定数量的像素(在该例子中，4个像素)的位置处。具体地，CPU 110选择处于通过从与像素SA5～SA25相对应的位置(SB5～SB25)向右偏移四个像素所获得的范围中的像素、即像素SB9～SB29作为用于获取图像信号B的像素。

同样，如果前一次所检测到的到被摄体的距离在50cm以上且小于1m，则CPU 110选择像素SB13～SB33作为用于获取图像信号B的像素，并且如果前一次所检测到的到被摄体的距离小于50cm，则选择像素SB18～SB38(图8C和8D)。这样，随着前一次所检测到的到被摄体的距离变短，CPU 110将用于获取图像信号B的像素的范围偏移更大量。

考虑到在到被摄体的距离短的情况下，图像信号A和B之间的相位差大这一情况，在第一实施例中，增大用于获取图像信号B的像素的数量(扩展该范围)，从而使得增大了形成与在用于获取图像信号A的像素上所形成的视野光学图像相同的视野光学图像的像素的数量。根据本实施例，代替增大用于获取图像信号B的像素的数量(代替扩展用于获取图像信号B的像素的范围)，将用于获取图像信号B的像素的范围偏移预定数量的像素，从而使得扩大了形成与在用于获取图像信号A的像素上所形成的视野光学图像相同的视野光学图像的范围。因此，除第一实施例所获得的效果以外，尤其在到被摄体的距离短的情况下，本实施例还可以降低进行相位差检测所需的运算量。

如果短距离处的被摄体不再存在，并且到被摄体的距离变长(例如，无限远)，则图像信号A和B之间的相位差快速减小，并且图像信号A和B之间的一致程度变得非常高。因此，即使利用未选择的像素，也可以进行无限远距离的焦点检测，并且即使使用未选择的像素，也可以维持长距离处的被摄体的焦点检测的精度。

其它实施例

在第一和第二实施例中，可以根据在镜头单元100和外部AF传感器单元130之间由于视差所导致的观察到被摄体的位置的偏移的方向，来判断要在线传感器的哪一方向上扩展或偏移用于获取图像信号B的像素的范围。另外，可以将扩展或偏移该范围的量设置成：到被摄体的距离越短，该量越大。在上述例子中，从图7B到7C和从图8B到8C，将该范围扩展或偏移四个像素，然而，从图7C到7D和从图8C到8D，将该范围扩展或偏移五个像素。

还可以利用读出并执行记录在存储器装置上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等装置)和通过下面的方法实现本发明的方面，其中，利用系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储器装置上的程序以进行上述实施例的功能来进行上述方法的步骤。为此，例如，通过网络或者通过用作存储器装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)将该程序提供给计算机。

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。

Claims

1.一种焦点检测设备，其包括焦点检测光学系统，所述焦点检测光学系统被配置成光轴不与摄像光学系统的光轴重叠，所述焦点检测设备包括：

一对线传感器，其包括多个像素，并且用于对所述焦点检测光学系统的一对成像透镜所形成的一对视野光学图像进行光电转换，其中所述一对成像透镜具有平行的光轴；

选择部件，用于针对所述一对线传感器中的每一个线传感器，选择在对所述视野光学图像的光电转换中所使用的多个像素；以及

检测部件，用于基于经过了所述选择部件所选择的多个像素所进行的光电转换的所述一对视野光学图像的信号之间的相位差，检测到要进行焦点检测的被摄体的距离，

其中，在所述检测部件前一次所检测到的到所述被摄体的距离小于预定阈值的情况下：

针对所述一对线传感器中的一个线传感器，所述选择部件选择在所述摄像光学系统的摄像区域与所述焦点检测光学系统的摄像区域重叠的范围中包括的多个像素；以及

针对所述一对线传感器中的另一线传感器，所述选择部件选择多个像素，以使得与选择位于与在所述一个线传感器中所选择的多个像素的位置相对应的位置处的像素的情况相比，包括更多的如下像素：在该像素上形成与在所述一个线传感器中所选择的多个像素上形成的视野光学图像相同的视野光学图像。

2.根据权利要求1所述的焦点检测设备，其特征在于，

在前一次所检测到的到所述被摄体的距离小于所述预定阈值的情况下，所述选择部件在所述另一线传感器中选择如下多个像素以及与该多个像素邻接的预定数量的像素：该多个像素的数量与在所述一个线传感器中所选择的多个像素的数量相同，并且该多个像素位于与在所述一个线传感器中所选择的多个像素的位置相对应的位置处。

3.根据权利要求1所述的焦点检测设备，其特征在于，

在前一次所检测到的到所述被摄体的距离小于所述预定阈值的情况下，所述选择部件在所述另一线传感器中选择数量与在所述一个线传感器中所选择的多个像素的数量相同、并且位于从在所述一个线传感器中所选择的多个像素的位置偏移了预定数量的像素的位置处的像素。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测设备，其特征在于，

所述焦点检测设备被设置在包括所述摄像光学系统的摄像设备中，以及

在所述摄像设备的操作模式不是预先设置的操作模式的情况下以及在所述检测部件前一次所检测到的到所述被摄体的距离不小于所述预定阈值的情况下，所述选择部件选择与前一次所选择的像素相同的像素。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的焦点检测设备，其特征在于，

所述焦点检测设备被设置在包括所述摄像光学系统的摄像设备中，

所述摄像设备包括焦点检测部件，所述焦点检测部件用于通过基于由所述摄像设备的图像传感器拍摄的并且由所述摄像光学系统形成的视野光学图像的对比度来驱动所述摄像光学系统的调焦透镜，对所述被摄体进行焦点检测，以及

在基于所述焦点检测部件所进行的对所述被摄体的焦点检测的结果而判断为到所述被摄体的距离小于所述预定阈值的情况下，所述选择部件进行与所述检测部件前一次所检测到的到所述被摄体的距离小于所述预定阈值的情况一样的像素选择。

6.一种焦点检测设备的控制方法，所述焦点检测设备包括焦点检测光学系统，所述焦点检测光学系统被配置成光轴不与摄像光学系统的光轴重叠，所述控制方法包括以下步骤：

选择步骤，用于针对一对线传感器中的每一个线传感器，选择在对视野光学图像的光电转换中所使用的多个像素，其中，所述一对线传感器包括多个像素，并且用于对所述焦点检测光学系统的一对成像透镜所形成的一对视野光学图像进行光电转换，所述一对成像透镜具有平行的光轴；以及

检测步骤，用于基于经过了在所述选择步骤中所选择的多个像素所进行的光电转换的所述一对视野光学图像的信号之间的相位差，检测到要进行焦点检测的被摄体的距离，

其中，在所述选择步骤中，在所述检测步骤中前一次所检测到的到所述被摄体的距离小于预定阈值的情况下：

针对所述一对线传感器中的一个线传感器，选择在所述摄像光学系统的摄像区域与所述焦点检测光学系统的摄像区域重叠的范围中包括的多个像素；以及

针对所述一对线传感器中的另一线传感器，选择多个像素，以使得与选择位于与在所述一个线传感器中所选择的多个像素的位置相对应的位置处的像素的情况相比，包括更多的如下像素：在该像素上形成与在所述一个线传感器中所选择的多个像素上形成的视野光学图像相同的视野光学图像。