焦点检测装置及其控制方法、以及摄像装置.pdf

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1、10申请公布号CN104052920A43申请公布日20140917CN104052920A21申请号201410090302222申请日20140312201304918920130312JPH04N5/232200601G02B7/28200601G03B13/3620060171申请人佳能株式会社地址日本东京都大田区下丸子330272发明人阪口武士74专利代理机构北京怡丰知识产权代理有限公司11293代理人迟军54发明名称焦点检测装置及其控制方法、以及摄像装置57摘要本发明提供一种焦点检测装置及其控制方法、以及摄像装置，该焦点检测装置包括第一图像传感器，其被配置为接收通过了光学系统的光束。

2、，并输出要用于相位差检测方法的焦点检测的第一信号；第二图像传感器，其被配置为通过掩模设备接收通过了所述光学系统并且比所述第一图像传感器接收的光束更窄的光束，并输出要用于所述相位差检测方法的焦点检测的第二信号；以及计算电路，其被配置为进行所述相位差检测方法的焦点检测的计算。在所述焦点检测计算中，使用所述第一信号的对焦位置的搜索范围比使用所述第二信号的对焦位置的搜索范围更宽。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书8页附图12页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图12页10申请公布号CN104052920ACN104052920A1/2页21一种焦点。

3、检测装置，其包括第一图像传感器，其被配置为接收通过了光学系统的光束，并输出要用于相位差检测方法的焦点检测的第一信号；第二图像传感器，其被配置为通过掩模设备接收通过了所述光学系统并且比所述第一图像传感器接收的光束更窄的光束，并输出要用于所述相位差检测方法的焦点检测的第二信号；以及计算电路，其被配置为进行所述相位差检测方法的焦点检测的计算，其特征在于，在所述焦点检测计算中，使用所述第一信号的对焦位置的搜索范围比使用所述第二信号的对焦位置的搜索范围更宽。2根据权利要求1所述的焦点检测装置，其特征在于，所述计算电路计算将所述光学系统驱动到对焦位置的量。3根据权利要求1所述的焦点检测装置，其特征在于，基。

4、于从所述光学系统发出的信息，来限制所述光学系统被驱动的量。4根据权利要求3所述的焦点检测装置，其特征在于，从所述光学系统发送的信息包含从所述光学系统的当前焦点位置到无限远端的无限远侧离焦量、以及从所述光学系统的当前焦点位置到近距离端的近距离侧离焦量。5根据权利要求4所述的焦点检测装置，其特征在于，所述计算电路将所述无限远侧离焦量转换成第一移位量，将通过所述第一移位量乘以预定值而获得的第二移位量与无限远侧最大移位量进行比较，并且在所述第二移位量小于所述无限远侧最大移位量的情况下，将所述无限远侧最大移位量限制为所述第二移位量，并且所述计算电路将所述近距离侧离焦量转换成第三移位量，将通过所述第三移位。

5、量乘以所述预定值而获得的第四移位量与近距离侧最大移位量进行比较，并且在所述第四移位量小于所述近距离侧最大移位量的情况下，将所述近距离侧最大移位量限制为所述第四移位量。6根据权利要求5所述的焦点检测装置，其特征在于，在所述光学系统以预定离焦量离焦的情况下，根据所述预定离焦量与所述第一图像传感器检测到的离焦量之间的差，来获得所述预定值。7根据权利要求5所述的焦点检测装置，其特征在于，所述预定值根据被摄体的对比度而变化。8根据权利要求5所述的焦点检测装置，该焦点检测装置还包括存储器，该存储器被配置为存储所述预定值。9一种摄像装置，其包括获得单元，其被配置为获得光学系统的信息；以及根据权利要求1至8中。

6、的任意一项所述的焦点检测装置。10一种焦点检测装置的控制方法，所述控制方法包括以下步骤从第一图像传感器中输出要用于相位差检测方法的焦点检测的第一信号，所述第一图像传感器被配置为接收通过了光学系统的光束；从第二图像传感器中输出要用于所述相位差检测方法的焦点检测的第二信号，所述第权利要求书CN104052920A2/2页3二图像传感器被配置为通过掩模设备接收通过了所述光学系统并且比所述第一图像传感器接收的光束更窄的光束；以及通过计算电路进行所述相位差检测方法的焦点检测的计算，其特征在于，在所述焦点检测计算中，使用所述第一信号的对焦位置的搜索范围比使用所述第二信号的对焦位置的搜索范围更宽。权利要求书。

7、CN104052920A1/8页4焦点检测装置及其控制方法、以及摄像装置技术领域0001本发明涉及一种采用摄像平面相位差检测方法的焦点检测装置。背景技术0002一种相位差检测方法通过二次成像光学系统将通过摄像光学系统的不同光瞳区域形成的光学图像，再成像到不同于图像传感器的焦点检测传感器上，作为一对二次图像，并基于该对二次图像之间的相对距离来检测摄像光学系统的焦点状态。该相位差检测方法被称为所谓的TTL（通过拍摄镜头）二次成像相位差检测方法。该二次成像相位差检测方法通过二次成像光学系统中包括的场透镜（FIELDLENS）将一对线传感器（焦点检测传感器）投影到摄像光学系统的光瞳上，来划分该光瞳。0。

8、003日本特开昭（JP）62133409号公报提出一种采用该二次成像相位差检测方法的焦点检测装置，并且在使用相关性计算检测相位差时，基于透镜的离焦信息来改变相关性计算的计算范围。离焦信息是指从当前焦点位置到无限远端的离焦量和从当前焦点位置到近距离端的离焦量。基于从当前焦点位置到无限远端的离焦量以及K和G值，来计算无限远侧的移位量。同样，基于离焦量以及K和G值，来计算近距离侧的移位量。这种方法通过在安装透镜可检测的离焦范围中进行相关性计算，来消除浪费的计算时间。0004另一种相位差检测方法是所谓的摄像平面相位差检测方法，该方法针对图像传感器中的二维排列微透镜中的各个提供一对受光元件，并通过将该对。

9、受光元件投影到摄像光学系统的光瞳上来划分该光瞳。0005在摄像平面相位差检测方法中，随着离焦量增加，由于图像信号劣化以及相位移位，检测到的离焦量变得比实际值更大。因此，当基于类似于JP62133409号公报的透镜的离焦量来设置用于计算的移位范围时，代表被摄体位置的移位位置可能位于移位范围之外，并且可能检测到代表移位范围内的其他被摄体位置的移位位置。此外，可能以大于透镜可驱动量的离焦量，来驱动要基于根据检测到的移位量计算的其目标驱动量而被驱动的透镜。发明内容0006本发明提供了一种能够减少使用摄像平面相位差检测方法的摄像光学系统的焦点状态的错误检测的焦点检测装置。0007作为本发明的一方面的焦点。

10、检测装置包括第一图像传感器，其被配置为接收通过了光学系统的光束，并输出要用于相位差检测方法的焦点检测的第一信号；第二图像传感器，其被配置为通过掩模设备接收通过了所述光学系统并且比所述第一图像传感器接收的光束更窄的光束，并输出要用于所述相位差检测方法的焦点检测的第二信号；以及计算电路，其被配置为进行所述相位差检测方法的焦点检测的计算，其特征在于，在所述焦点检测计算中，使用所述第一信号的对焦位置的搜索范围比使用所述第二信号的对焦位置的搜索范围更宽。说明书CN104052920A2/8页50008从以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。附图说明0009图1是根据本实施例的包括。

11、焦点检测装置的照相机系统的框图。0010图2A和2B是例示根据本实施例的摄像平面相位差检测方法的构成的示意图。0011图3是根据本实施例的实时取景拍摄处理流程的流程图。0012图4是根据本实施例的运动图像拍摄处理的流程图。0013图5是根据本实施例的静止图像拍摄处理的流程图。0014图6是根据本实施例的焦点检测计算处理的流程图。0015图7A至7C是用于说明根据本实施例的焦点检测计算处理的图。0016图8A和8B是用于说明根据本实施例的摄像平面相位差检测方法和二次成像相位差检测方法的光学特性的图。0017图9是用于说明通过根据本实施例的摄像平面相位差检测方法观测到的离焦量的图。0018图10是。

12、用于说明针对根据本实施例的摄像平面相位差检测方法和二次成像相位差检测方法中的各个的相关量与透镜的光学信息之间的关系的图。0019图11是根据本实施例的相关性计算范围设置处理的流程图。0020图12是根据本实施例的透镜驱动量设置处理的流程图。具体实施方式0021以下将参照附图详细描述本发明的实施例。以下描述的实施例是实现本发明的示例，因此可以根据本发明所适用的装置的配置，在各种条件下酌情修改或改变实施例。本发明不限于以下实施例。0022实施例0023图1是例示根据本发明的实施例的包括镜头和照相机本体的镜头交换式照相机系统的配置的框图。虽然本实施例将描述镜头交换式照相机系统（摄像装置），但是本发明。

13、也适用于镜头一体式摄像装置。0024如图1所示，根据本实施例的照相机系统由镜头10（透镜单元）和照相机20（摄像装置）组成。镜头10包括被配置为集中控制镜头10的整体操作的透镜控制器106。照相机20包括被配置为集中控制照相机20的整体操作相机控制器212。照相机控制器212和透镜控制器106能够经由照相机通信控制器213和透镜通信控制器108相互通信。当本发明的实施例应用于镜头一体式摄像装置时，照相机控制器212可以用作透镜控制器106的所有功能和单元。在这种情况下，照相机控制器212集中控制镜头一体式摄像装置的整体操作。0025现在将描述镜头10的配置。镜头10包括固定透镜101、光圈10。

14、2、聚焦透镜103、光圈驱动器104、聚焦透镜驱动器105、透镜控制器106以及透镜操作单元107。在本实施例中，固定透镜101、光圈102以及聚焦透镜103组成了摄像光学系统。固定透镜101是镜头10中的最接近被摄体的固定的第一透镜单元。光圈102控制入射到稍后描述的图像传感器201的光强度，并由光圈驱动器104驱动。聚焦透镜103在镜头10中最接近摄像平面，并说明书CN104052920A3/8页6且由聚焦透镜驱动器105在光轴方向上驱动，以对在稍后描述的图像传感器201上形成的图像进行聚焦。各自由透镜控制器106控制的光圈驱动器104和聚焦透镜驱动器105分别改变光圈102的F值和聚焦透。

15、镜103在光轴方向上的位置。响应于通过透镜操作单元107的用户操作，透镜控制器106进行根据用户操作的控制。透镜控制器106根据经由照相机通信控制器213和透镜通信控制器108从稍后描述的照相机控制器212接收的控制指令或控制信息，来控制光圈驱动器104和聚焦透镜驱动器105。透镜控制器106将透镜控制信息（光学信息）经由透镜通信控制器108和照相机通信控制器213发送到照相机控制器212。0026现在将描述照相机20的配置。照相机20包括图像传感器201、CDS/AGC/AD转换器202、图像输入控制器203、照相机控制器212以及定时发生器215，从而能够从通过摄像光学系统的光束中获得图像。

16、信号。照相机20还包括AF信号处理器204、总线21、显示控制器205、显示单元206、记录介质控制器207、记录介质208、SDRAM209、ROM210、闪速ROM211、照相机通信控制器213以及照相机操作单元214。图像传感器201是诸如CCD传感器或CMOS传感器的光电转换器（光电二极管）。通过镜头10的摄像光学系统的光束或者被摄体图像形成于图像传感器201的受光面上，然后被转换成与各个光电二极管的光束强度相对应的信号电荷。根据照相机控制器212的请求，基于由定时发生器215发出的激励脉冲，从图像传感器201中依次读取在光电二极管上累积的各个信号电荷作为电压信号（图像信号/AF信号）。

17、。0027在本实施例中，如图2B所示，图像传感器201针对每个像素包括两个光电二极管PD，以进行摄像平面相位差AF。通过各微透镜ML分离通过摄像光学系统TL的出射光瞳EP的整个区域的光束，并将各分离光束的图像形成在这两个光电二极管PD上，能够提取诸如图像信号和AF信号的两种类型的信号。两个光电二极管PD的信号A和B的总和构成了图像信号，各个信号A和B是用于摄像平面相位差AF的信号。通过将这些像素分散地布置在图像传感器201的整个表面上，或者通过提供被配置为对通过摄像光学系统的出射光瞳的不同光瞳区域的相应光束进行光电转换的第一和第二像素，能够在摄像平面的整个区域上进行焦点检测。在焦点检测中，稍后。

18、描述的AF信号处理器204基于AF信号计算两个图像信号之间的相关性，并计算图像移位量和各种可靠性信息。图2A是根据本实施例的图像传感器201的部分像素的放大图，该像素布置被称为原色拜耳阵列。更具体地，这是以拜耳阵列布置有R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）的原色滤波器的二维单片CMOS彩色图像传感器。在图2A中，R表示R像素，B表示B像素，各个GR和GB表示G像素。0028图像信号和AF信号被从图像传感器201中读取，被输入到CDS/AGC/AD转换器202，然后经历相关双采样、增益调整、以及数字化处理，以消除复位噪声。CDS/AGC/AD转换器202分别将图像信号输出到图像输入控制器203，并。

19、将摄像平面相位差AF信号输出到AF信号控制器204。0029图像输入控制器203将从CDS/AGC/AD转换器202输出的图像信号存储在SDRAM209中。然后，显示控制器205经由总线21显示存储在SDRAM209中的图像信号。在图像信号的记录模式中，记录介质控制器207将图像信号存储在记录介质208中。连接到总线21的ROM210存储要由照相机控制器212执行的控制程序、以及控制所需的各种数据等。闪速ROM211存储关于照相机20的操作的各种设置信息，例如用户设置信息等。0030AF信号处理器204计算从CDS/AGC/AD转换器202输出的两个AF信号之间的相关说明书CN10405292。

20、0A4/8页7性，并计算图像移位量和可靠性信息（两个图像的匹配度、两个图像的清晰度、对比度信息、饱和信息和划痕（SCRATCH）信息）。然后，AF信号处理器204将计算出的图像移位量和可靠性信息输出到照相机控制器212。照相机控制器212基于获得的图像移位量和可靠性信息向AF信号处理器204通知计算出的设置变化。例如，当图像移位量较大时照相机控制器212放大相关性计算区域，或者根据对比度信息改变带通滤波器的类型。后面将参照图6至12描述相关性计算的详情。根据本发明的实施例的焦点检测装置至少包括上述AF信号处理器204和稍后描述的照相机控制器212。0031虽然本实施例从图像传感器201中提取总。

21、共三个信号，例如一个图像信号和两个AF信号，但是可适用的方法并不限于此方法。为了减少图像传感器201的负荷，例如，该控制可以提取两个信号（例如一个图像信号和一个AF信号），然后减去这两个信号之间的差以生成另一AF图像信号。0032照相机控制器212与照相机20的所有内部构件进行通信，并控制这些内部构件。除了照相机20中的处理之外，照相机控制器212还根据来自照相机操作单元214的用户操作和输入，执行各种照相机功能，例如电源开/关、设置改变、记录开始、AF控制开始及记录图像确认。如上所述，照相机控制器212与镜头10中的透镜控制器106进行信息通信，发送针对镜头10的控制指令或信息，并且获得镜头。

22、10中的（光学）信息。如上所述，照相机控制器212用作获得单元，其被配置为获得镜头10（摄像光学系统）的光学信息。照相机控制器212还用作焦点检测计算器，其被配置为检测摄像光学系统的焦点状态，并且，照相机控制器212用作驱动量计算器，其被配置为基于摄像光学系统的焦点状态，计算用于驱动摄像光学系统的驱动量。稍后将描述其详情。0033现在将描述根据本实施例的图1的照相机20的操作。0034图3是例示照相机20的摄像处理的过程的流程图。在步骤S301中，照相机控制器212进行照相机20的初始化处理，然后流程进入到步骤S302。在初始化处理中，照相机控制器212与镜头10进行通信，并获得镜头10的各种。

23、光学信息。该各种光学信息包含从当前焦点位置到无限远端的离焦量、以及从当前焦点位置到近距离端的离焦量，这两者均在本实施例中使用。在本实施例中，各种光学信息存储于透镜控制器106中的透镜侧ROM109中。从闪速ROM211中读出照相机20的操作的各种设置信息（例如用户设置信息）。在步骤S302中，照相机控制器212确定照相机20的摄像模式为运动图像摄取（PICKUP）模式还是静止图像摄取模式。当为运动图像摄取模式时，流程进入到步骤S303，而当为静止图像摄取模式时，流程进入到步骤S304。在步骤S303中，执行运动图像摄取处理，然后该流程进入到步骤S305。稍后将参照图4描述步骤S303中的运动图。

24、像摄取处理的详情。当选择静止图像摄取模式时，流程进入到步骤S304，以进行静止图像摄取处理，然后流程进入到步骤S305。稍后将参照图5描述步骤S304中的静止图像摄取处理的详情。在步骤S303中的运动图像摄取处理或步骤S304中的静止图像摄取处理后，流程进入到步骤S305，以确定是否已经停止拍摄处理。当尚未停止拍摄处理时，流程进入到步骤S302，而当拍摄处理已经停止时，结束该拍摄处理。当执行非拍摄操作（例如照相机20的断电、摄像模式的改变、照相机20的用户设置处理、以及用于确认静止或运动图像的再现处理）时，停止该拍摄处理。0035现在将参照图4描述图3的步骤S303中的运动图像摄取处理。照相机。

25、控制器212在步骤S401至S403中执行运动图像记录处理。在步骤S401中，照相机控制器212确定运说明书CN104052920A5/8页8动图像记录开关是否接通，并且当开关接通时流程进入到步骤S402，而当开关断开时流程进入到步骤S403。本实施例可以通过按下运动图像记录按钮来开始和停止运动图像记录，也可以使用其他切换方法。0036在步骤S401至S403中的运动图像记录处理之后的步骤S404中，确定是否要进行运动图像伺服AF。当要进行运动图像伺服AF时流程进入到步骤S405，而当不进行运动图像伺服AF时流程进入到步骤S408。在此，运动图像伺服AF是指照相机控制器212连续执行后述的焦点。

26、检测处理并驱动透镜以进行连续聚焦的操作。当步骤S301的初始化处理读取在闪速ROM211中存储的设置信息或者执行照相机20的用户设置处理时，照相机控制器212设置运动图像伺服AF。在步骤S405中，执行焦点检测（计算）处理，如后面详述。在步骤S406中，在步骤S405中检测到（计算出）的焦点状态被转换成聚焦透镜103的驱动量，如后面详述。在步骤S407中，根据在步骤S406中计算出的透镜驱动量来驱动透镜。在步骤S408中，确定运动图像摄取处理是否已经停止。当运动图像摄取处理继续进行时流程返回到步骤S401，而当运动图像摄取处理要被中断时运动图像摄取处理结束。0037现在将参照图5描述说明图3的。

27、步骤S304的静止图像摄取处理。在步骤S501中，确定是否要进行连续AF。当要进行连续AF时流程进入到步骤S502，而当不进行连续AF时流程进入到步骤S505。在此，连续AF是稍后描述的用于驱动透镜连续聚焦的连续焦点检测处理。当步骤S301的初始化处理读取闪速ROM211中存储的设置信息或执行照相机20的用户设置处理时，设置连续AF。在步骤S502中，执行焦点检测（计算）处理，如后面详述。在步骤S503中，在步骤S502中检测到（计算出）的焦点状态被转换成聚焦透镜103的驱动量，如后面详述。在步骤S504中，根据步骤S503中计算出的透镜驱动量驱动透镜。在步骤S505中，确定静止图像摄取处理是。

28、否已经停止。当要继续进行静止图像摄取处理时流程返回到步骤S501，而当静止图像摄取处理要被中断时流程结束静止图像摄取处理。0038现在将参照图6描述图4的步骤S405和图5的步骤S502的焦点检测计算处理。尽管在以下描述中本实施例将步骤S405的运动图像摄取处理中的焦点检测计算处理与步骤S502的静止图像摄取处理中的焦点检测计算处理视为相同，但是焦点检测计算处理可以根据各个拍摄处理而不同。0039首先，在步骤S601中，从任意的焦点检测区域中获得图像信号。然后，基于步骤S601中获得的图像信号在步骤S602中计算相关量。图7A例示了图像信号A和B中的各个从S到S被移位1位，其中，S是最大移位量。

29、。图7A例示了当图像信号A和B中的各个被移位1位时的移位位置S、（S2S）、（S4S）、0、（S4S）、（S2S）和S。能够基于在各个移位位置处的图像信号A和B之间的差的绝对值的总和，来计算相关量COR。其中，I是移位量，M是像素的数目，相关量可以由以下表达式（1）进行计算。00400041图7B使用波形例示了相关量COR。在该图中，横坐标轴表示移位量，并且纵坐标轴表示相关量。图7B中的附图标记701B和702B表示极值区。随着相关量变小，图像信号A和B之间的匹配度增加。0042接下来，在步骤S603中，设置用于检测与基于步骤S602中计算出的相关量的图像信号A和B之间的高匹配度相对应的移位量。

30、的范围。步骤S602和S603的顺序可以交换，说明书CN104052920A6/8页9从而设置用于移位信号A和B的范围，然后可以在该范围内计算相关量，如后面详述。0043接下来，在步骤S604中，基于在步骤S602中计算出的相关量来计算相关变化量。将描述相关变化量COR的计算方法。基于图7B的相关量波形中的交替移位的相关量之间的差来计算相关变化量。其中，I是移位量，相关变化量可以由以下表达式（2）进行计算。0044CORICORICORI220045图7C通过波形例示了相关变化量COR。在该图中，横坐标轴表示移位量，并且纵坐标轴表示相关量。图7C中的附图标记701C和702C表示相关变化量由正。

31、值改变为负值的范围。相关变化量为0的移位位置被称为“零交叉”，其中，图像信号A和B之间的匹配度最高。0046接下来，在步骤S605中，基于在步骤S604中计算出的相关变化量来计算焦点移位量，然后在步骤S606中，将焦点移位量转换为离焦量。0047现在将参照图8A和8B，针对图6的步骤S603中的相关性计算范围设置，通过将根据本实施例的通过各微透镜划分光瞳的摄像平面相位差检测方法的光学特性、与通过场透镜划分光瞳的二次成像相位差检测方法的光学特性进行比较，来描述摄像平面相位差检测方法的光学特性。通过相同的附图标记表示图8A和8B中的、作为图1和图2所示的对应元件的元件。0048图8A示意性地例示了。

32、二次成像相位差检测方法中的光瞳划分。附图标记801表示位于预期的焦点平面附近的场透镜。附图标记802A和802B表示构成二次成像系统或透镜的一对透镜。附图标记803表示光电转换器，该光电转换器包括与二次成像系统的透镜对802A和802B相对应并布置在其后方（在光轴方向的图像平面侧）的两个线传感器列803A和803B。附图标记804表示光圈，其包括与二次成像系统的透镜对802A和802B相对应的一对开口804A和804B。附图标记805表示包括两个分开的区域805A和805B的摄像光学系统TL的出射光瞳。0049在该配置中，出射光瞳805将光圈804投影并具有小的直径。从光电转换器803中提取的。

33、信号很清晰而不太可能模糊。在这种类型的配置中，一对焦点检测信号在平行移动时会充分相互重叠，并且线传感器列803A的图像信号仅在相位上不同于线传感器列803B的图像信号。例如，即使当摄像光学系统TL大幅向左（朝向光轴方向上的被摄体）移动并且光束在图像传感器201的左侧成像时，光电转换器803上的信号对在由箭头A指示的方向移动而不模糊。通过光电转换器803检测信号对的相对移位量，可以检测摄像光学系统TL的对焦状态并且可实现其聚焦驱动。当摄像光学系统向右（朝向光轴方向上的图像平面）移动时，光电转换器803上的信号对在与图中箭头A的方向相反的方向移动。0050图8B示意性地例示了摄像平面相位差检测方法。

34、的光瞳划分。微透镜ML将通过了摄像光学系统TL的出射光瞳的不同部分的两个光束成像在位于预期的焦点平面附近的图像传感器201上。附图标记806表示包括两个分开的区域806A和806B的摄像光学系统TL的出射光瞳。0051在这种配置中，出射光瞳806由微透镜ML投影并具有大的直径。从各个光电二极管PD提取出的信号很可能模糊。在这种类型的配置中，两个分开的区域806A和806B的形状具有背对背（BACKTOBACK）的关系，并且不会通过平行移动而相互重叠。在该对图像信号上叠加的模糊形状类似地具有背对背的关系，并且该对图像信号在形状和相位移位上不说明书CN104052920A7/8页10同。因此，当离。

35、焦量较大时，图像信号的相位差检测变得困难并且离焦量的检测误差增加。例如，当摄像光学系统TL大幅向左（朝向光轴方向上的被摄体）移动并且光束在图像传感器201的左侧成像时，在光电二极管PD上的信号对具有背对背的关系并且在形状和相位移位上不同。因此，当离焦量校大时，由于信号失真而观测到大于相位移位量的离焦量。0052图9例示了在利用已知的离焦量（预定的或设置的离焦量）的摄像平面相位差检测方法中观测到的离焦量（图像传感器的特性）。可以理解，随着离焦量的增加，可以观测到大于设置的离焦量的离焦量。也可以理解，当被摄体中的频率分量是高频率时，由于信号更显著地变形，因此可以观测到比低频率被摄体的离焦量更大的离。

36、焦量。换句话说，图9中所示的设置的离焦量与观测到的离焦量之间的关系根据被摄体的对比度而变化。图9中所示的数据存储在照相机20的ROM210中。0053现在将参照图10描述从当前焦点位置到近距离端的离焦量与从当前焦点位置到无限远端的离焦量之间的关系、或摄像平面相位差检测方法的光学特性与透镜光学特性之间的关系。附图标记1001表示作为透镜光学特性的当前焦点位置。从当前焦点位置1001到无限远端的离焦量由无限远侧的离焦量DEF1表示。从当前焦点位置1001到近距离端的离焦量由近距离侧的离焦量DEF2表示。无限远端与近距离端之间，将镜头10划分成多个区域，各个区域具有无限远侧的离焦量DEF1和近距离侧。

37、的离焦量DEF2。虚线表示在二次成像相位差检测方法中观测到的相关量。基于当前的离焦位置1001，能够检测到在无限远端的离焦量检测范围内具有高相关性的位置1002B、以及在近距离端的离焦量检测范围内具有高相关性的位置1003B。实线表示通过摄像平面相位差检测方法观测到的相关量。该方法基于当前的离焦位置1001能够检测到在无限远端的离焦量检测范围内具有高相关性的位置1002A，但是不能检测到在近距离端的离焦量检测范围内具有高相关性的位置1003A。当实际的被摄体位置位于位置1003A附近（不靠近位置1002A）时，摄像平面相位差检测方法不能基于当前焦点位置1001检测到位置1003A，而是错误地检。

38、测到位置1002A。0054将参照图11描述在步骤S603中的相关性计算范围设置。在步骤S1101中，照相机控制器212确定镜头10是否具有从当前焦点位置1001到无限远端的无限远侧的离焦量DEF1、以及从当前焦点位置1001到近距离端的近距离侧的离焦量DEF2的离焦信息（光学信息）。当镜头10具有离焦信息时流程进入到步骤S1102，而当镜头10不具有离焦信息时流程进入到步骤S1110。在步骤1102中，通过使用K值将无限远侧的离焦量转换成移位量SFT1。在步骤S1103中，将无限远侧的最大移位量S与移位量SFT1N进行比较，当移位量SFT1N较小时流程进入到步骤S1104，而当移位量SFT1。

39、N相等或较大时流程进入到步骤S1105。N表示从图9中观测到的离焦量与设置的离焦量之间的关系中计算出的（预定的）值。预定值N可以被预先存储于照相机20的ROM210（存储器）等中。在步骤S1104中，无限远侧的移位量被设置为SFT1N（第一移位量）。换句话说，限制无限远侧的最大位移量S。在步骤S1105中，将无限远侧的移位量设置为S。在步骤S1106中，通过使用K值将近距离侧的离焦量DEF2转换为移位量SFT2。在步骤S1107中，将近距离侧的最大移位量S与移位量SFT2N进行比较，当移位量SFT2N较小时流程进入到步骤S1108，而当移位量SFT2N相等或较大时流程进入到步骤S1109。在步。

40、骤S1108中，近距离侧的移位量被设置为SFT2N（第二移位量）。换句话说，限制近距离侧的最大位移量S。分别地，在步骤1109中近距离侧的移位量被设置为S，在步骤S1110中无限远侧的移位量被设置为S，并且说明书CN104052920A108/8页11在步骤1111中近距离侧的移位量被设置为S。因此，通过设置相关性计算范围，在摄像平面相位差检测方法中能够减少焦点状态的错误检测。0055现在将参照图12描述步骤S406和S503中的透镜驱动量设置处理。在步骤S1201中，照相机控制器212确定检测到的离焦量DEF是位于无限远侧还是位于近距离侧，当检测到的离焦量位于无限远侧时流程进入到步骤S120。

41、2，而当检测到的离焦量位于近距离侧时，流程进入到步骤S1204。在步骤S1202中，照相机控制器212将检测到的离焦量DEF的绝对值与基于当前焦点位置检测到的无限远侧的离焦量DEF1进行比较，当检测到的离焦量DEF较大时流程进入到步骤S1203，而当检测到的离焦量DEF相等或者较小时流程结束透镜驱动量设置处理。在步骤S1203中，检测到的离焦量被设置为DEF1。换句话说，限制检测到的离焦量DEF。在步骤S1204中，照相机控制器212将检测到的离焦量DEF的绝对值与基于当前焦点位置检测到的无限远侧的离焦量DEF2进行比较，当检测到的离焦量DEF较大时流程进入到步骤S1205，而当检测到的离焦量。

42、DEF相等或者较小时流程结束透镜驱动量设置处理。在步骤S1205中，检测到的离焦量被设置为DEF2。换句话说，限制检测到的离焦量DEF。因此，设置透镜驱动量，并且能够以适当的驱动量来驱动透镜。0056如上所述，通过基于摄像光学系统的离焦信息和图像传感器的光学特性检测摄像光学系统的焦点状态，根据本实施例的照相机20能够减少由图像传感器的光学特性引起的焦点状态检测中的误差。因此，基于摄像光学系统的离焦信息操作摄像光学系统的驱动量，并且能够以适当的驱动量来驱动透镜。0057其他实施例0058本发明的实施例还可以通过读出并执行记录在存储介质（例如，非易失性计算机可读存储介质）上的计算机可执行指令以执行。

43、本发明的一个或多个上述实施例的功能的系统或装置的计算机、以及通过由该系统或装置的计算机例如读出并执行来自存储介质的计算机可执行指令以执行一个或多个上述实施例的功能的方法来实现。该计算机可以包括中央处理单元（CPU）、微处理单元（MPU）或其他电路中的一个或多个，并且可以包括不同的计算机或不同的计算机处理器的网络。该计算机可执行指令可以从例如网络或存储介质提供给计算机。该存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、分布式计算系统存储器、光盘（如压缩盘（CD）、数字通用盘（DVD）或蓝光盘（BD）TM）、闪速设备、存储卡等中的一个或多个。0059本发明通过使用摄像平面。

44、相位差检测方法能够减少摄像光学系统的焦点状态的错误检测。0060本发明适用于诸如小型数码照相机、单透镜反射照相机及摄像机的照相机系统。0061虽然参照示例性实施例对本发明进行了说明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有变型、等同结构及功能。说明书CN104052920A111/12页12图1说明书附图CN104052920A122/12页13说明书附图CN104052920A133/12页14图3说明书附图CN104052920A144/12页15图4说明书附图CN104052920A155/12页16图5说明书附图CN104052920A166/12页17图6说明书附图CN104052920A177/12页18图7A图7B图7C说明书附图CN104052920A188/12页19图8A图8B说明书附图CN104052920A199/12页20图9说明书附图CN104052920A2010/12页21图10说明书附图CN104052920A2111/12页22图11说明书附图CN104052920A2212/12页23图12说明书附图CN104052920A23。