CN102687052A - 照相机 - Google Patents

Abstract

一种以可更换的方式安装有镜头单元的照相机，包括相位差检测型焦点检测单元，对比度检测型焦点检测单元以及用于获取用于校正在焦点检测光束与来自摄像镜头的摄像光束之间的偏移量的校正信息的处理器。对比度检测型焦点检测单元从由相位差检测型焦点检测单元检测出的焦点位置起在基于校正信息而设置的单一方向上进行扫描。

Description

照相机

技术领域

本发明涉及一种照相机(摄像设备)。

背景技术

专利文献1公开了包括相位差检测方法(以下简称为“相位差AF”)的焦点检测单元以及对比度检测方法(以下简称为“TVAF”)的焦点检测单元的混合焦点检测单元。专利文献2公开了通过对摄像装置设置摄像像素和焦点检测像素以及光瞳分割单元来进行的相位差检测(摄像面相位差AF(以下简称为“SAF”))功能。专利文献3公开了利用二次成像光学系统的相位差AF。

其它传统技术包括专利文献4和5。

专利文献

PTL1：日本特开2004-095047号公报

PTL2：日本特开2009-003122号公报

PTL3：日本特开2007-323063号公报

PTL4：日本特开63-172110号公报

PTL5：日本特开2000-156823号公报

发明内容

由于TVAF具有极好的焦点检测精度但需要长时间用于聚焦，因此在焦点检测所要求的容许时间段短、特别是在跟踪运动体或者在连续拍摄时的情况下不能应用TVAF。

本发明提供一种用于提供快速且精确的焦点检测的照相机。

根据本发明的照相机是一种以能够更换的方式安装有镜头单元的照相机，所述镜头单元包括用于形成被摄体图像的摄像镜头，所述镜头单元与第一焦点检测单元兼容，所述第一焦点检测单元用于通过检测在使用第一光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，所述照相机包括：第二焦点检测单元，用于通过检测在使用第二光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，其中所述第二光瞳分割单元不同于所述第一光瞳分割单元；第三焦点检测单元，用于通过进行如下扫描而检测所述被摄体图像的对比度的峰值位置来提供焦点检测，其中所述扫描用于改变在摄像装置与由所述摄像镜头所形成的焦点位置之间的距离；以及获取单元，用于获取用于校正在来自所述摄像镜头的焦点检测光束与摄像光束之间的偏移量的校正信息，其中，所述第三焦点检测单元从由所述第二焦点检测单元检测出的焦点位置起在基于所述校正信息所设置的单一方向上进行所述扫描。

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变得明显。

本发明能够提供用于提供快速且精确的焦点检测的照相机。

附图说明

图1是本实施例能够应用的数字照相机(摄像设备)的框图。

图2是图1中示出的数字照相机中从摄像镜头到相位差AF单元的光路图。

图3是图1所示的摄像镜头以及摄像装置的从光学取景器侧观看的光路图。

图4是用于说明图1中示出的在相位差AF单元的焦点检测校正值与SAF单元的焦点检测单元之间的关系的光路图。

图5是用于说明图1中示出的照相机MPU所进行的自动调焦操作的流程图。

图6是图5中示出的S112的概念图。

图7是图5的变形的流程图。

图8A是图7中示出的S122、S126以及S128的概念图。

图8B是图7中示出的S122、S126以及S128的概念图。

图8C是图7中示出的S122、S126以及S128的概念图。

具体实施方式

图1是本实施例的数字照相机的与自动调焦有关的主要部分的框图。本实施例的数字照相机为镜头更换式的单镜头反光照相机，并且包括照相机本体10以及镜头单元60。

镜头单元60可更换地安装到照相机本体10，并且镜头单元60包括摄像镜头62、光圈64、镜头MPU 70以及镜头存储器72。

摄像镜头62用于形成被摄体图像、并且包括用于在光轴方向上前后移动以进行调焦的调焦透镜(未示出)以及用于提供变焦的变焦透镜(未示出)。L表示摄像镜头62的光轴。

光圈62用于调整其开口直径从而在摄像时调整光量，并且用作用于调整曝光速度的快门。

镜头MPU 70提供与摄像镜头相关的整个操作以及控制，并且控制摄像镜头62的调焦透镜和变焦透镜的驱动以及光圈64的驱动。另外，镜头MPU 70检测当前镜头位置，并且作为对来自照相机MPU 20的请求的响应将镜头位置信息通知照相机MPU20。

镜头存储器(第一存储器)72存储包括如下所述的焦点检测校正值(校正信息)BP和偏移方向的、自动调焦所需的光学信息(校正信息)。如下所述，可以将用于存储校正信息的第一存储器设置于照相机本体10或者镜头单元60中的任一个。

照相机本体10包括主镜11、副镜12、聚焦屏13、五棱镜14、目镜15、摄像装置16、摄像装置驱动电路17、图像处理电路18、照相机MPU 20、存储器22、操作开关24、相位差AF单元(第一焦点检测单元)30、SAF单元(第二焦点检测单元)40以及TVAF(第三焦点检测单元)50。

相位差AF单元30对于照相机本体10不是必须的。例如，假定镜头单元60与相位差AF单元兼容并且能够可更换地安装到包括作为唯一焦点检测单元的相位差AF单元的照相机，并且假定镜头存储器72存储焦点检测校正值BP。即使在这样的镜头单元60可更换地安装到不具有上述组件中的相位差AF单元的照相机本体的情况下，本实施例也是可行的。

主镜11以及副镜12配置在摄像镜头62与摄像装置16之间，用于在利用光学取景器观察时进入从摄像镜头62到摄像装置16的光路中、并且在摄像时从光路中缩回。主镜11由半透半反镜构成，并且将来自摄像镜头62的光束分割为朝向光学取景器系统的反射光束以及朝向副镜12的透过光。反射光在聚焦屏13上的粗糙表面上形成图像，然后由操作者通过五棱镜14以及目镜15观察该图像。另一方面，已透过主镜11的光由副镜12反射并且引导至相位差AF单元30。

摄像装置16包括C-MOS传感器及其外围电路，其中，在横向的m个像素及纵向的n个像素的光接收像素上配置一个光电转换元件。摄像装置16用于光电转换被摄体图像。摄像装置16配置为使得可以独立地输出所有像素。另外，一部分像素用作可以在摄像面(第二图像面)上设置SAF的焦点检测像素。

更具体地，摄像装置16包括用于接收穿过用于形成被摄体图像的摄像镜头的出射光瞳的整个区域的光并且用于光电转换被摄体图像的多个摄像像素、多个焦点检测像素以及用于将穿过摄像镜头62的出射光瞳的不同区域的光束引导至各个焦点检测像素的光瞳分割单元(第二光瞳分割单元)。

多个焦点检测像素作为整体可以接收到穿过摄像镜头的出射光瞳的整个区域的光束。例如，通过在2行×2列像素中维持对角地配置的一对G像素的同时用焦点检测像素来替换R像素和B像素而构成摄像装置16。光瞳分割单元包括专利文献2中的图6和图7中所公开的具有微透镜以及开口的配线层。

摄像装置驱动电路17控制摄像装置16的操作，对所获得的图像信号进行模数转换并且将结果信号发送到照相机MPU 20。图像处理电路18对由摄像装置16获得的图像进行Y转换、彩色插值以及JPEG压缩。

照相机MPU(控制器)20是用于提供与照相机本体10有关的整个操作以及控制的处理器。照相机MPU 20连接到镜头MPU70，并且向镜头MPU 70请求摄像镜头62的位置的信息、以预定的驱动量驱动镜头以及诸如焦距等的镜头单元60固有的光学信息。

照相机MPU 20还用作用于获取以下将说明的校正信息的获取单元。在本实施例中，照相机MPU 20从镜头单元60的镜头存储器72获得校正信息。然而，照相机主体10可以通过诸如USB线缆等的连接单元连接到计算机或者便携式电话(电子设备)，并且可以通过互联网(或者其它网络)以及电子设备来获得校正信息。

照相机MPU 20提供用于基于各个焦点检测单元的检测结果通过镜头MPU 70来驱动调焦透镜的AF控制。另外，照相机MPU 20在SAF单元40进行焦点检测后使得TVAF单元50进行焦点检测。

在本实施例中，照相机MPU 20基于校正信息将用于TVAF单元50的扫描方向设置为从SAF单元40检测出的焦点位置起的预定方向。然而，本实施例不要求控制器设置用于TVAF单元50的扫描方向。换言之，TVAF单元50能够从SAF单元40检测出的焦点位置起在根据校正信息所设置的单一方向上扫描即足够。

存储器(第二存储器)22存储用于控制照相机操作的程序以及诸如图5中用于S106的阈值、图7中用于S106的阈值、用于120的阈值(第一阈值)以及用于S124的阈值(第二阈值)等的各种阈值。

另外，如上所述，存储器22可以用作存储用于校正偏移量的焦点检测校正值BP的第一存储器。

操作开关(以下简称为“操作SW”)24包括电源开关、释放(摄像触发)开关(SW1、SW2)、变焦开关、摄像模式选择开关、拨盘以及其它输入部。操作SW 24用作用于在取景器上显示的多个焦点检测区域中设置作为实际焦点检测的对象的焦点检测区域的设置单元。

相位差AF单元(相位差焦点检测单元)30包括用于引导穿过了摄像镜头62的不同光瞳区域的光束的第一光瞳分割单元，并且用作如下的第一焦点检测单元，其通过在图像面(第一图像面)上检测被摄体图像对的图像信号之间的相位差来检测摄像镜头62的焦点。

本实施例的相位差AF单元30利用专利文献3中公开的二次成像光学系统进行相位差AF，并且具有视野掩模、场透镜、光圈、二次成像镜头单元、配置在第一图像面上的光接收元件。然而，只要能够检测到在被摄体图像对之间的相位差，则其结构不限于专利文献3中的结构。

图2是在摄像镜头62与相位差AF单元30之间的光学系统的部分光路图。对与图2的纸面垂直的方向应用与图2类似的光学操作。由虚线示出的光束LF1是通过摄像镜头62以及光圈64、并且在摄像装置16的光接收面的中央或者在视野掩模31与摄像镜头62的光轴L之间的交点形成图像的摄像光束。由斜线示出的光束LF2是焦点检测光束。

如上所述，本实施例的相位差AF沿光轴L方向从摄像镜头62起按顺序包括视野掩模31、场透镜33、光圈34、二次成像镜头单元35以及光接收元件36。视野掩模31配置在与摄像装置16的光接收面在光学上等价的位置。

场透镜33具有通过多种类型的摄像镜头62的代表性的出射光瞳位置以及用于形成光圈34的图像的光学能。在假定光圈64位于摄像镜头62的出射光瞳位置的情况下，由场透镜33将光圈34的一对开口投影到光圈64的表面上。两个分割得到的光束在光圈64上转变为由斜线示出的焦点检测光束LF3，并且光接收元件36接收摄像镜头62的光瞳分割得到的焦点检测光束LF3对。因此，场透镜33以及光圈34用作上述第一光瞳分割单元。

摄像光束LF1在视野掩模31上形成图像。一对焦点检测光束LF2不在视野掩模31上形成图像而是在后方的表面32上形成图像。当如上所述、摄像光束LF1与焦点检测光束LF2的成像位置不同时，最佳图像面位置偏移，并且需要焦点检测校正值BP以校正该偏移。

焦点检测校正值BP是用于对摄像光束LF1与焦点检测光束LF2之间的图像面位置在光轴方向上的偏移量进行校正的校正信息，其中，摄像光束LF1与焦点检测光束LF2来自摄像镜头62并且分别入射到相位差AF单元30。如上所述，第一存储器存储焦点检测校正值BP，并且焦点检测校正值BP包含与偏移方向有关的信息。“偏移方向”表示焦点检测光束LF2的图像面位置是位于摄像光束LF1的图像面位置的前焦点侧还是后焦点侧。

图2示出当相位差AF单元30检测出焦点后已正确地反映焦点检测校正值BP时的状态。图2示出焦点检测光束LF2的图像面位置(面32)位于摄像光束LF1的图像面位置(视野掩模31)的后焦点侧。

可以针对视野掩模31的各个开口(未示出)将焦点检测校正值BP存储在镜头存储器72中。最佳图像面位置根据光束的差异而偏移、根据在摄像装置16与光接收元件36之间接收光的分光特性的差异而偏移、或者根据所要处理的空间频率的差异而偏移，并且本实施例的焦点检测校正值BP包含这些信息。

表1示出存储在镜头存储器72或者存储器22中的焦点检测校正值BP的一个例子。

表1

在表1中，本实施例将摄像镜头62的变焦位置以及调焦位置分割为8个，并且对各个位置设置焦点检测校正值BP111至BP188以进行高精度的校正。

本实施例的SAF单元40是如下的第二焦点检测单元，其用于提供使用嵌入摄像装置16中的焦点检测像素的图像信号的相位差AF。更具体地，SAF单元40提供通过检测如下的被摄体图像对的相位差来检测摄像镜头62的焦点状态的SAF，其中，通过焦点检测像素以及穿过摄像镜头62的一对光瞳区域的光束来形成该被摄体图像对。SAF的原理与针对专利文献2的图5-7所说明的类似，并且SAF单元40包括专利文献2的图8中所公开的合成单元、连接单元以及操作单元。

然而，第二焦点检测单元不限于SAF单元，SAF单元包括不同于第一光瞳分割单元的第二光瞳分割单元、并且通过在不同于第一图像面的第二图像面上检测被摄体图像对之间的相位差来检测摄像镜头62的第一焦点位置就足够了。

TVAF单元(对比度焦点检测单元)50是用于以如下的对比度检测方法来检测焦点的第三焦点检测单元，该对比度检测方法使用在由图像处理电路18所获得的图像信息中所包括的对比度成分。TVAF使用将区域定义为焦点检测对象的焦点检测框以及所谓的爬山方法、通过移动调焦透镜来检测与对比度的峰值相对应的调焦透镜的位置。

然而，第三焦点检测单元不必限于用于移动调焦透镜的单元。第三焦点检测单元进行用于改变在摄像镜头62所形成的焦点位置与摄像装置16之间的距离的扫描、并且检测由摄像装置16形成的被摄体图像的对比度的峰值位置作为第二焦点位置就足够了。

本实施例使用将SAF与TVAF合成的混合焦点检测单元。本实施例使用SAF将调焦透镜104以高速移动到聚焦位置附近，然后使用TVAF将调焦透镜104精确地定位于聚焦位置，从而兼顾响应性与焦点检测精度。

由于TVAF具有极佳的焦点检测精度但需要长的调焦时间段，因此在焦点检测所要求的容许时间段短、特别是在跟踪运动体以及在连续拍摄时的情况下，不能应用TVAF。相应地，本实施例在SAF后基于焦点检测校正值BP的信息来设置用于TVAF的扫描方向，并且在该方向上执行TVAF。由于限制了扫描方向，因此缩短了TVAF时间段。

在焦点检测校正值BP等于或者小于阈值(第一阈值)或者在SAF的精度低的情况下(在SAF焦点检测的偏差区域超过阈值范围的情况下)，可以从调焦透镜的当前位置进行TVAF。

图3是从光学取景器侧观看摄像镜头62以及摄像装置16的光路图。图3示出在摄像装置16的中央形成图像的摄像光束LF1，以及在由摄像装置16的焦点检测像素接收到的焦点检测光束中在摄像装置16的光接收表面的中央附近形成图像的由斜线示出的焦点检测光束LF4。

对于SAF单元40，焦点检测光束LF4的最佳图像面位置从摄像光束LF1的最佳图像面位置偏移。图3示出摄像光束LF1在摄像装置16上形成图像并且焦点检测光束LF4向摄像镜头62的后焦点侧在光轴方向上偏移距离BP’。这是SAF单元40的焦点检测校正值BP’。

在画面的中央部附近，焦点检测校正值BP’主要由摄像镜头62的球面像差引起。当比较图2与图3时，BP与BP’的值不同，但是都相对于摄像光束LF1向后焦点侧偏移。本实施例利用该特性进行TVAF。

图4是用于说明在焦点检测校正值BP与BP’之间的关系的光路图。图4是示出通过光轴L的上侧的光线的图，并且光圈64具有释放F值。摄像镜头62的像差轴对称地发生，并且在光轴周围同样地发生。R1到R5表示从被摄体侧的光轴L上的一个被摄体点(未示出)发射的光束，并且其成像位置由于摄像镜头62的球面像差而偏移。光线R 1在位置BP₁形成图像，光线R2在位置BP₂形成图像，光线R3在位置BP₃形成图像，光线R4在位置BP₄形成图像并且光线R5在位置BP₅形成图像。

假定摄像光束LF1的最佳图像面位置是成像位置BP₁到成像位置BP₅的平均位置。于是最佳图像面位置成为与位置BP₃相同的最佳图像面位置M1。

另一方面，相位差AF单元30的最佳图像面位置由穿过光瞳P1的、包含光线R1以及R2的光束确定。因此，最佳图像面位置成为在BP₁与BP₂之间的位置M2。作为结果，如图4中所示获得相位差AF单元30的焦点检测校正值BP。

另外，SAF单元40的最佳图像面位置由通过光瞳P2的、包含光线R1至R4的光束确定。因此，最佳图像面位置位于在BP₂与BP₃之间的位置M3。作为结果，如图4中所示获得SAF单元40的焦点检测校正值BP’。

在处理摄像镜头62的球面像差的简单模型中，SAF单元40的最佳图像面位置相对于摄像光束LF1的最佳图像面位置M1在与相位差AF单元30的最佳图像面位置相同的方向上偏移，并且偏移量小于相位差AF单元30的偏移量。这是因为，在用于SAF单元40的摄像镜头62的出射光瞳上的焦点检测光束比用于相位差AF单元30的摄像镜头62的出射光瞳上的焦点检测光束更粗、并且更接近摄像光束LF1。因此，以下等式成立：

[公式1]

$\frac{{\mathrm{BP}}^{\′}}{\left|{\mathrm{BP}}^{\′}\right|}=\frac{\mathrm{BP}}{\left|\mathrm{BP}\right|}$

[公式2]

|BP'|≤|BP|

公式1表示相位差AF单元30和SAF单元40的最佳图像面位置相对于摄像光束LF1的最佳图像面位置M1在相同方向上偏移。公式2表示SAF单元40的最佳图像面位置从摄像光束LF1的最佳图像面位置M1的偏移小于相位差AF单元30的最佳图像面位置从摄像光束LF1的最佳图像面位置M1的偏移。尽管摄像镜头62实际上具有各种像差，但是在焦点检测校正值BP大到一定程度的情况下，上述关系成立。

使用公式1和2，本实施例在SAF后在TVAF中设置摄像镜头62的焦点位置与摄像装置16之间的距离改变的方向和范围(或者在TVAF中的扫描方向以及扫描范围)。

在TVAF中，摄像装置16获得图像数据。下面，图像处理电路18处理被摄体的对比度成分，计算来自摄像装置16的图像数据并且将评价值存储在存储器22中。然后，照相机MPU 20以预定量驱动摄像镜头62的调焦透镜。然后，再次获得图像数据，并且图像处理电路18对图像数据进行运算并且获得评价值。通过重复该过程并且搜索评价值的峰值位置，检测出摄像镜头62的焦点位置。由于TVAF众所周知，因此将省略对操作流程的详细说明。

图5是存储器22中存储的并且由照相机MPU 20执行的自动调焦(或者焦点检测方法)的流程图，其中“S”表示步骤的缩写。图5中示出的自动调焦在主镜11以及副镜12缩回到摄像光束外部、快门的开口释放并且顺次显示由摄像装置16所获得的图像数据的电子取景器时刻执行。

首先，在电子取景器时刻，照相机MPU 20检测焦点检测开始命令按钮或者操作SW 24的SW1是否变为ON(S102)，并且在判断为其变为ON的情况下，照相机MPU 20指示SAF单元40执行SAF(S104，第一步骤)。

SAF单元40根据顺次读取的图像数据生成一对焦点检测信号，并且使用众所周知的相关运算单元计算在一对焦点检测信号之间的相位差，并且将相位差转换为散焦量。可以由SAF单元40或者照相机MPU 20进行散焦量的计算。由于在本实施例中在电子取景器中进行SAF，因此本实施例离散地配置焦点检测像素并且在电子取景器中实现间隔剔除读出。

下面，照相机MPU 20判断散焦量是否等于或者小于在存储器22中存储的阈值(S106)。

在照相机MPU 20判断为散焦量大于阈值的情况下(S106中为“否”)，照相机MPU 20计算摄像镜头62的镜头驱动量，并且将其发送到镜头MPU 70以进行调焦透镜的调焦(S108)。

另一方面，在判断为散焦量等于或者小于阈值的情况下(S106中为“是”)，照相机MPU 20完成SAF，并且从镜头存储器72或存储器22获得表1中示出的相位差AF单元30的焦点检测校正值BP(校正信息)(S110)。

在这种情况下，照相机MPU 20将在S104中最后进行焦点检测时摄像镜头62的诸如变焦位置、调焦位置以及F值等的各种参数临时存储在存储器22中，并且获得适合于这些参数的焦点检测校正值BP。

下面，照相机MPU 20基于在S110中获得的焦点检测校正值BP来设置在TVAF中改变调焦透镜的焦点位置的方向以及范围(扫描方向以及扫描范围)(S112)。

S110以及S112构成由照相机MPU 20(处理器)所执行的用于焦点检测的控制方法。

图6是S112的概念图，并且左侧表示摄像镜头62在前焦点侧聚焦并且右侧表示摄像镜头62在后焦点侧聚焦。P10表示在配置有摄像装置16处的一次成像面位置，或者将要由TVAF检测的聚焦位置(第二焦点位置)(与图4中的位置M1相对应)。另一方面，P11表示在S104(第一步骤)中由SAF单元40检测出的(第一)焦点位置(与图4中的位置M3相对应)。P12与图4中示出的位置M2相对应。

在实际的自动调焦中不能识别SAF单元40的焦点检测校正值BP’，因此照相机MPU 20获得相位差AF单元30的焦点检测校正值BP(S110)，并且基于焦点检测校正值BP估计焦点检测校正值BP’。如图4中所示，BP与BP’相对于点P10在相同方向上偏移，并且BP’小于BP。

照相机MPU 20选择箭头F1所表示的方向作为用于TVAF的扫描方向，并且将箭头F1所表示的包括第二焦点位置P10的范围设置为扫描范围(S112)。该范围包括位置P10便足够。照相机MPU 20可以基于焦点检测校正值BP’计算箭头F1的范围，或者可以对箭头F1的范围使用预定值或者依赖于摄像镜头62的焦距或F值的值。

由于如图2中所示，焦点检测光束的图像面位置位于从摄像光束的图像面位置起的后焦点侧，因此本实施例如图6中所示将扫描方向设置为从第一焦点位置向前焦点侧。然而，在焦点检测光束的图像面位置位于相对于摄像光束的图像面位置的前焦点侧的情况下，照相机MPU 20将扫描方向设置为从第一焦点位置向后焦点侧。

一般来说，在焦点检测光束LF2的图像面位置P12位于相对于摄像光束LF1的图像面位置P10的前焦点侧和后焦点侧中的一侧的情况下，图像面P12相对于焦点检测光束LF4的图像面位置P11位于该侧的同一侧。在这种情况下，照相机MPU 20将扫描方向设置为从第一焦点位置P11起与该侧相反的方向。另外，照相机MPU 20设置等于或者小于焦点检测校正值BP的绝对值的扫描范围。由此，TVAF单元50可以从第一焦点位置P11起在与前焦点侧和后焦点侧中的上述一侧相反的方向上在焦点检测校正值BP’的范围内扫描第二焦点位置P10。

下面，照相机MPU 20基于在S112中设置的扫描方向以及扫描范围来指示TVAF单元50执行TVAF(S114)。

最后，照相机MPU 20基于TVAF的结果进行摄像镜头62的调焦并且终止自动调焦(S116)。

根据本实施例，在SAF单元40粗略地自动调焦至聚焦位置附近的位置之后，TVAF提供精确的自动调焦。这时，基于焦点检测校正值BP来限制TVAF的扫描方向，因此可以以高速高度精确地检测出焦点。

由于在本实施例中相位差AF单元30的焦点检测区域与SAF单元40的焦点检测区域近似相对应，因此可以通过将焦点检测校正值BP应用于公式1来设置用于TVAF单元50的焦点位置的扫描方向。

然而，在SAF单元40的焦点检测区域宽于相位差AF单元30的焦点检测区域的情况下，照相机MPU 20计算SAF单元40的焦点检测范围的代表图像点X。然后，照相机MPU 20将相位差AF单元30的焦点检测校正值BP设置为针对在摄像画面的中央的图像点0以及外围图像点H的焦点检测校正值，并且通过基于在图像点0的焦点检测校正值以及在图像点H的焦点检测校正值进行插值运算、计算在代表图像点X的焦点检测校正值。通过使用该值，即使当相位差AF单元30的焦点检测区域与SAF单元40的焦点检测区域不一致时，也能够设置用于TVAF单元50的扫描方向以及扫描范围。

图7是图5的变形的流程图，并且“S”表示步骤的缩写。将对图7中与图5中的步骤相对应的步骤指定相同的附图标记，并且将省略对其的说明。图7中示出的自动调焦也在主镜11和副镜12缩回到摄像光束外部、快门的开口释放并且顺次显示由摄像装置16所获得的图像数据的电子取景器时刻执行。

在S110后，照相机MPU 20判断由S110获得的焦点检测校正值BP是否等于或者小于在存储器22中存储的(第一)阈值(S120)。

在照相机MPU 20判断为焦点检测校正值BP等于或者小于阈值(步骤S120中为“是”)的情况下，照相机MPU 20将摄像镜头62的焦点位置的扫描方向设置为从位置P11起向前焦点侧及后焦点侧的两个方向，并且将扫描范围设置为窄范围(S122)。

图8A是S122的概念图。与图6相似，在实际的自动调焦中不能识别SAF单元40的焦点检测校正值BP’的值。因此，照相机MPU 110根据由相位差AF单元30检测出的焦点检测校正值BP估计BP’，但是在焦点检测校正值BP如图8A所示小到一定程度的情况下，根据公式1和2，BP’变得更小，并且P11接近点P10。

这里，根据偏差范围b，SAF单元40的第一焦点位置P11可能位于相对于第二焦点位置P10的前焦点侧，其中b表示由摄像镜头62中的调焦透镜的停止精度所确定的焦点检测的偏差范围。

相应地，如箭头F2所示，照相机MPU 20将用于TVAF的扫描方向设置为从点P11起的前焦点侧以及后焦点侧的两个方向，并且将扫描范围设置为在前焦点侧的扫描范围W_FA以及在后焦点侧的扫描范围W_FB(S122)。

这里，在前焦点侧的扫描范围W_FA以及在后焦点侧的扫描范围W_FB需要满足以下等式：

[公式3]

$W_{\mathrm{FA}}>{\mathrm{BP}}^{\′}+\frac{b}{2}$

[公式4]

$W_{\mathrm{BA}}>|\frac{b}{2}-{\mathrm{BP}}^{\′}|$

当满足公式3和4时，当由SAF单元40检测出的第一焦点位置P11的偏差在偏差范围b内时，TVAF也能够检测出焦点位置P10。

图8A示出如图2中所示，焦点检测光束的图像面位置P11或P12位于从摄像光束LF1的图像面位置P10起的后焦点侧，或者说图像面位置P12位于从图像面位置P11起的后焦点侧。

一般说来，在焦点检测光束LF2的图像面位置P12位于从摄像光束LF1的图像面位置P10起的前焦点侧和后焦点侧的其中一侧的情况下，图像面位置12位于从图像面位置P11起的该其中一侧的相同侧。在S122中，在焦点检测光束LF2的图像面位置P12位于从摄像光束LF4的图像面位置P11起的前焦点侧和后焦点侧的其中一侧的情况下，照相机MPU 20将扫描方向设置为从第一焦点位置P11起向前焦点侧和后焦点侧的两个方向。另外，在S122中，在焦点检测光束LF2的图像面位置P12位于从摄像光束LF4的图像面位置P11起的前焦点侧和后焦点侧的其中一侧的情况下，照相机MPU 20将扫描方向设置为从第一焦点位置P11起向前焦点侧和后焦点侧的两个方向。另外，照相机MPU 20根据公式3、将从第一焦点位置P11起向与该其中一侧相反侧的扫描范围设置为大于以下和，其中，该和是SAF单元40的焦点检测的偏差范围b的一半与焦点检测校正值BP’之和。另外，照相机MPU 20根据公式4、将从第一焦点位置P11起向前焦点侧或后焦点侧的扫描范围设置为大于以下差的绝对值，其中，该差是从偏差范围b的一半减去焦点检测校正值BP’的差。

在这种情况下，在位置P12位于从第一焦点位置P11或第二焦点位置P10起的前焦点侧的情况下，在前焦点侧的扫描范围与公式4相对应，并且在后焦点侧的扫描范围与公式3相对应。另外，可以通过对公式3或4右侧的值乘以安全率而形成实际的扫描范围，以使得点P10一定能包括在该范围内。

另一方面，在判断为焦点检测校正值BP大于阈值的情况下(S120中为“否”)，照相机MPU 20判断由摄像镜头62的停止精度所确定的焦点检测偏差值是否等于或者小于存储器22中存储的(第二)阈值(S124)。摄像镜头62的焦点检测偏差预先存储在镜头存储器72中，并且能够由照相机MPU 20通过镜头MPU 70来获得。

在判断为焦点检测偏差等于或小于阈值的情况下(S124中为“是”)，照相机MPU 20基于在S110中获得的焦点检测校正值BP来设置扫描方向以及扫描范围(S126)。

图8B是S126的概念图。与图6中相同、在实际的调焦中不能识别焦点检测校正值BP’，并且估计为焦点检测校正值BP’随着焦点检测校正值BP变大而更大。另外，焦点检测的偏差范围b相对于焦点检测校正值BP’充分小。

相应地，如箭头F 3所示，照相机MPU 20将TVAF的扫描方向设置为在点P11的前焦点侧上的单一方向，并且根据公式3设置扫描范围(S126)。由此，无论焦点检测偏差如何，TVAF都能够检测出焦点位置。

图8B还示出焦点检测光束的图像面位置P11或者P12位于从焦点检测光束的图像面位置P10起的后焦点侧、或者说图像面位置P12位于从图像面位置P11起的后焦点侧。

一般说来，在焦点检测光束LF2的图像面位置P12位于从摄像光束LF1的图像面位置P10起的前焦点侧和后焦点侧的其中一侧的情况下，图像面位置P12位于从图像面位置P11起的该其中一侧的相同侧。在S126中，照相机MPU 20将扫描方向设置为从第一焦点位置P11起的与该其中一侧相反的方向。另外，照相机MPU 20根据公式3设置扫描范围，以使得扫描范围可以大于SAF单元40的焦点检测偏差范围b的一半与焦点检测校正值BP’的和。

在位置P12位于第二焦点位置P10的前焦点侧的情况下，公式3也适用。另外，可以通过对公式3的右侧的值乘以安全率来形成实际的扫描范围，以使得点P10一定能包括在该范围内。

另一方面，在判断为焦点检测偏差值大于阈值的情况下(S124中为“否”)，照相机MPU 20将摄像镜头62的焦点位置的扫描方向设置为位置P11的前焦点侧及后焦点侧的两个方向，并且将扫描范围设置为宽范围。

图8C是S128的概念图，并且点P10到P12的定义与图6中的相同。与图6相同，在实际的调焦中不能识别焦点检测校正值BP’，并且估计为焦点检测校正值BP’随着焦点检测校正值BP变大而更大。另外，焦点检测的偏差范围b大，因此根据偏差范围b、由SAF单元40检测出的焦点检测位置P11可能位于一次成像面位置P10的前焦点侧。

相应地，如箭头F4所示，照相机MPU 20将用于TVAF的扫描方向设置为从点P11起的前焦点侧和后焦点侧的两个方向，并且将扫描范围设置为在前焦点侧的扫描范围W_FA以及在后焦点侧的扫描范围W_BA(S128)。在前焦点侧的扫描范围W_FA以及在后焦点侧的扫描范围W_BA需要满足公式3和4。

图8C也示出焦点检测光束的图像面位置P11或P12位于从摄像光束的图像面位置P10起的后焦点侧、或者说图像面位置P12位于从图像面位置P11起的后焦点侧，并且其一般化条件与S122的相同。

在S122、S126或者S128后，进行S114和S116。

如上所述，由于基于相位差AF单元30的焦点检测校正值BP来切换TVAF的控制，因此聚焦失败的可能性降低，并且可以进行高速焦点检测。

图5或图7中示出的各个流程图能够作为可以由处理器执行的程序来实现。

照相机适用于对被摄体的拍摄。

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、等同结构和功能。

附图标记列表

16 摄像装置

20 照相机MPU(获取单元、处理器)

22 存储器

30 相位差AF单元(第一焦点检测单元)

40 SAF单元(第二焦点检测单元)

50 TVAF单元(第三焦点检测单元)

62 摄像镜头

64 光圈

70 镜头MPU

72 镜头存储器

Claims (5)

1.一种以能够更换的方式安装有镜头单元的照相机，所述镜头单元包括用于形成被摄体图像的摄像镜头，所述镜头单元与第一焦点检测单元兼容，所述第一焦点检测单元用于通过检测在使用第一光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，所述照相机包括：

第二焦点检测单元，用于通过检测在使用第二光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，其中所述第二光瞳分割单元不同于所述第一光瞳分割单元；

第三焦点检测单元，用于通过进行如下扫描而检测所述被摄体图像的对比度的峰值位置来提供焦点检测，其中所述扫描用于改变在摄像装置与由所述摄像镜头所形成的焦点位置之间的距离；以及

获取单元，用于获取用于校正在来自所述摄像镜头的焦点检测光束与摄像光束之间的偏移量的校正信息，

其中，所述第三焦点检测单元从由所述第二焦点检测单元检测出的焦点位置起在基于所述校正信息所设置的单一方向上进行所述扫描。

2.根据权利要求1所述的照相机，其特征在于，所述校正信息大于第一阈值、并且由所述第二焦点检测单元提供的焦点检测的偏差范围小于第二阈值。

3.根据权利要求1或2所述的照相机，其特征在于，所述校正信息存储在所述镜头单元中，并且所述获取单元从所述镜头单元获取所述校正信息。

4.一种以能够更换的方式安装有镜头单元的照相机所使用的焦点检测方法，所述镜头单元包括用于形成被摄体图像的摄像镜头，所述镜头单元与第一焦点检测单元兼容，所述第一焦点检测单元用于通过检测在使用第一光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，所述照相机包括：

第一步骤，用于通过检测在使用第二光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，其中所述第二光瞳分割单元不同于所述第一光瞳分割单元；

第二步骤，用于通过进行如下扫描而检测所述被摄体图像的对比度的峰值位置来提供焦点检测，其中所述扫描用于改变在摄像装置与由所述摄像镜头所形成的焦点位置之间的距离；以及

获取用于校正在来自所述摄像镜头的焦点检测光束与摄像光束之间的偏移量的校正信息的步骤，

其中，从由所述第一步骤检测出的焦点位置起在基于所述校正信息所设置的单一方向上进行所述扫描。

5.一种由处理器执行的、以能够更换的方式安装有镜头单元的照相机中的焦点检测的控制方法，所述镜头单元包括用于形成被摄体图像的摄像镜头，所述镜头单元与第一焦点检测单元兼容，所述第一焦点检测单元用于通过检测在使用第一光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，所述照相机包括第二焦点检测单元和第三焦点检测单元，所述第二焦点检测单元用于通过检测在使用第二光瞳分割单元所形成的被摄体图像对之间的相位差来提供焦点检测，所述第二光瞳分割单元不同于所述第一光瞳分割单元，所述第三焦点检测单元用于通过进行如下扫描而检测所述被摄体图像的对比度的峰值位置来提供焦点检测，所述扫描用于改变在摄像装置与由所述摄像镜头所形成的焦点位置之间的距离，所述控制方法包括：

通过所述处理器获取用于校正在来自所述摄像镜头的焦点检测光束与摄像光束之间的偏移量的校正信息；以及

基于所述校正信息，将所述第三焦点检测单元的扫描方向设置为从由所述第二焦点检测单元检测出的焦点位置起的单一方向。

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