專利名稱：相位差檢測方法、相位差檢測裝置、測距裝置和成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相位差檢測方法、相位差檢測裝置、測距裝置和成像裝置。
背景技術(shù)：
過去，在自動聚焦照相機(jī)等中，在使用所謂的無源系統(tǒng)聚焦將被照相的目標(biāo)時(shí)，在非TTL照相機(jī)的情況下，通過使用目標(biāo)圖象來檢測到該目標(biāo)的距離，該目標(biāo)圖象不經(jīng)過攝像鏡頭，并且此后，響應(yīng)檢測到的至該目標(biāo)的距離控制攝像鏡頭的位置，在TTL照相機(jī)的情況下，通過使用目標(biāo)圖象檢測從調(diào)焦?fàn)顟B(tài)的移動量，通過經(jīng)過攝像鏡頭獲得該目標(biāo)圖象，并且此后，響應(yīng)檢測到的移動量控制攝像鏡頭的位置。在下文，將參考圖3A描述上述操作的原理。
在同樣的圖中，通過預(yù)定基線長b彼此分開排列的一對鏡頭1a和1b設(shè)置在一對光傳感器陣列3a和3b上，該對光傳感器陣列3a和3b與鏡頭對1a和1b相隔焦距f分開排列，分別通過互不相同的光徑A和B形成目標(biāo)2的圖象。假定將目標(biāo)2放置在正面方向與鏡頭對1a和1b距離L的位置上。
當(dāng)將目標(biāo)2放置在無限遠(yuǎn)處時(shí)，在光傳感器陣列對3a和3b上形成的圖象中心形成在光傳感器陣列對3a和3b上的參考位置(3a1，3b1)處，光傳感器陣列3a和3b與鏡頭1a和1b的光軸相應(yīng)，但當(dāng)目標(biāo)2比無限遠(yuǎn)位置更近時(shí)，它們形成在從該參考位置(3a1，3b1)偏移α的位置上。從三角形測距的原理，至目標(biāo)的距離L為L＝bf/α。在此，由于基線長度b和焦距f均是常數(shù)，如果檢測到移動量α，則可測量距離L。這是用在非TTL照相機(jī)中的無源測距的原理(所謂的外界光三角形測距)。另外，在非TTL照相機(jī)中，實(shí)際上移動量α代替距離L用作為測距裝置的輸出值。
在TTL照相機(jī)的情況下，通過將穿過成像鏡頭(未示出)的光應(yīng)用到鏡頭對1a和1b，用如上所述的相同的方式，檢測左和右圖象間的移動量α。另外，假定在聚焦?fàn)顟B(tài)情況下圖象中心是各個(gè)光傳感器陣列3a和3b上的參考位置。因此，加和減移動量α表示前聚焦?fàn)顟B(tài)和后聚焦?fàn)顟B(tài)，并且它的絕對值分別表示從焦點(diǎn)所偏移動的程度。另外，在該應(yīng)用中，將移動量α稱為相位差。
在這些情況中的任何一個(gè)中，通過光學(xué)系統(tǒng)將目標(biāo)成象在光傳感器陣列對上，以及通過執(zhí)行有關(guān)分別從圖象信號對抽取的部分圖象數(shù)據(jù)組(參見圖3B)的相關(guān)計(jì)算來檢測由光傳感器陣列對輸出的圖象信號對的相對位移，即相位差。另外，象剛才描述過的那種相位差檢測并不限于自動聚焦照相機(jī)，而是能用于各種測距裝置和焦點(diǎn)檢測裝置等。
一種使用這種相位差作為用于降低在有強(qiáng)光源，如太陽光等作為將被照相的目標(biāo)的背景(在所謂的背光時(shí))的情況下，由于背光導(dǎo)致的檢測準(zhǔn)確性降低的方法中，在如日本專利No.3230759(JP-A-5264892公報(bào))中描述過。更確切地說，判斷由于背光等等在光傳感器的輸出是否有閃光的影響，以及在判定有閃光影響的情況下，計(jì)算基于圖象信號對的光強(qiáng)度差的補(bǔ)償值，更確切地說，響應(yīng)各個(gè)圖象信號的平均值的差的補(bǔ)償值，分別將計(jì)算的補(bǔ)償值加到一個(gè)圖象信號上或從一個(gè)圖象信號減去計(jì)算的補(bǔ)償值，以及通過執(zhí)行基于補(bǔ)償后的圖象信號的相關(guān)計(jì)算來計(jì)算相位差。
然而，背光等的影響是很復(fù)雜的，即使如上所述，對圖象信號執(zhí)行預(yù)定補(bǔ)償，也不必然消除背光等的影響。例如，當(dāng)由于背光圖象信號對進(jìn)入如圖4A和4B所示的狀態(tài)時(shí)，即使如上所述計(jì)算基于圖象信號對的光強(qiáng)度差的補(bǔ)償值，以及將計(jì)算的補(bǔ)償值加到一個(gè)圖象信號或從一個(gè)圖象信號減去計(jì)算的補(bǔ)償值來進(jìn)行補(bǔ)償，也很難從圖象信號消除背光等的影響。因此，在上述專利NO.3230759(JP-A-5-264892)描述過的技術(shù)中，有可能執(zhí)行的是徒然補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供相位差檢測方法、相位差檢測裝置、測距裝置以及能抑制徒然補(bǔ)償?shù)某上笱b置。
第一發(fā)明是相位差檢測方法，包括判斷步驟，用于判斷預(yù)定補(bǔ)償對圖象數(shù)據(jù)行是否有效，該圖象數(shù)據(jù)行是響應(yīng)一對光傳感器陣列的輸出生成的，在該光傳感器陣列對上形成測量圖象目標(biāo)的圖象；第一相位差檢測步驟，用于在判定預(yù)定補(bǔ)償無效的情況下基于圖象數(shù)據(jù)行檢測在光傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差；以及第二相位差檢測步驟，用于在判定預(yù)定補(bǔ)償有效的情況下執(zhí)行關(guān)于圖象數(shù)據(jù)行的預(yù)定補(bǔ)償，以及基于補(bǔ)償后的圖象數(shù)據(jù)行，檢測在光傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差。根據(jù)包括這些步驟的方法，由于在判定預(yù)定補(bǔ)償無效的情況下，基于圖象數(shù)據(jù)行檢測在光傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差，以及在判定預(yù)定補(bǔ)償有效的情況下，將預(yù)定補(bǔ)償應(yīng)用到圖象數(shù)據(jù)行，以及基于補(bǔ)償?shù)膱D象數(shù)據(jù)檢測在傳感器陣列上形成的圖象間的相位差，所以抑制徒然補(bǔ)償成為可能。
第二發(fā)明是第一發(fā)明中的結(jié)構(gòu)，所述判斷是判定在基于圖象數(shù)據(jù)行，平行于另一光傳感器陣列的輸出波形來移動光傳感器陣列對當(dāng)中的一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形的情況下，預(yù)定補(bǔ)償是有效的，并且該補(bǔ)償是基于移動量的補(bǔ)償。根據(jù)這種方法，除上述優(yōu)點(diǎn)外，可以在平行于另一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形來移動光傳感器陣列對當(dāng)中的一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形的情況下執(zhí)行有效補(bǔ)償。
第三發(fā)明是第一發(fā)明中的結(jié)構(gòu)，所述圖象數(shù)據(jù)行是包括多個(gè)圖象數(shù)據(jù)的一對圖象數(shù)據(jù)行，該圖象數(shù)據(jù)是響應(yīng)光傳感器陣列對的輸出生成的，在該光傳感器陣列對上形成測量圖象目標(biāo)的圖象，以及所述判斷是判定在該對圖象數(shù)據(jù)行的每一個(gè)中的最大圖象數(shù)據(jù)差與該對圖象數(shù)據(jù)行的每一個(gè)中的最小圖象數(shù)據(jù)差之間的差值落在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，預(yù)定補(bǔ)償是有效的，并且該補(bǔ)償是通過基于最大圖象數(shù)據(jù)差以及最小圖象數(shù)據(jù)差的補(bǔ)償值來補(bǔ)償圖象數(shù)據(jù)行。根據(jù)這種方法，可能抑制徒然補(bǔ)償，同樣，由于當(dāng)判斷差值是否落在預(yù)定范圍內(nèi)以及計(jì)算補(bǔ)償值時(shí)使用最大圖象數(shù)據(jù)差以及最小圖象數(shù)據(jù)差，所以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙重用途使用變?yōu)榭赡堋?br> 第四發(fā)明是相位差檢測裝置，該裝置包括判斷單元，用于判斷預(yù)定補(bǔ)償對圖象數(shù)據(jù)行是否有效，該圖象數(shù)據(jù)行是響應(yīng)一對光傳感器陣列的輸出生成的，在該光傳感器陣列對上形成測量圖象目標(biāo)的圖象；第一相位差檢測單元，用于在判斷單元判定預(yù)定補(bǔ)償無效的情況下基于圖象數(shù)據(jù)行檢測在光傳感器陣列對上形成的圖象之間的相位差；第二相位差檢測單元，用于在判斷單元判定預(yù)定補(bǔ)償有效的情況下，相對于該圖象數(shù)據(jù)行執(zhí)行預(yù)定補(bǔ)償，以及基于補(bǔ)償后的圖象數(shù)據(jù)行，檢測在光傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于在判定預(yù)定補(bǔ)償無效的情況下，基于圖象數(shù)據(jù)行檢測在傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差，以及在預(yù)定補(bǔ)償有效的情況下，將該預(yù)定補(bǔ)償應(yīng)用到圖象數(shù)據(jù)行，以及基于補(bǔ)償后的圖象數(shù)據(jù)檢測在傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差，因此抑制徒然補(bǔ)償成為可能。
第五發(fā)明是第四發(fā)明中的結(jié)構(gòu)，所述判斷單元是基于圖象數(shù)據(jù)行，在平行于另一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形來移動該光傳感器陣列對當(dāng)中的一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形的情況下，判定預(yù)定補(bǔ)償有效的一個(gè)單元，并且該補(bǔ)償是基于移動量的補(bǔ)償。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，除上述優(yōu)點(diǎn)外，可在平行于另一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形來移動該光傳感器陣列對當(dāng)中的一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形的情況下執(zhí)行有效補(bǔ)償。
第六發(fā)明是第四發(fā)明中的結(jié)構(gòu)，所述圖象數(shù)據(jù)行是包括多個(gè)圖象數(shù)據(jù)的一對圖象數(shù)據(jù)行，該圖象數(shù)據(jù)是響應(yīng)光傳感器陣列對的輸出生成的，在該光傳感器陣列對上形成測量圖象目標(biāo)的圖象，并且判斷單元是在該圖象數(shù)據(jù)行對的每一個(gè)中的最大圖象數(shù)據(jù)差與該圖象數(shù)據(jù)行對的每一個(gè)中的最小圖象數(shù)據(jù)差之間的差值落在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，判定預(yù)定補(bǔ)償有效的一個(gè)單元，并且該補(bǔ)償是通過基于該最大圖象數(shù)據(jù)差以及該最小圖象數(shù)據(jù)差的補(bǔ)償值來補(bǔ)償圖象數(shù)據(jù)行。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，除上述優(yōu)點(diǎn)外，由于在判斷差值是否落在預(yù)定范圍內(nèi)以及計(jì)算補(bǔ)償值時(shí)使用最大圖象數(shù)據(jù)差以及最小圖象數(shù)據(jù)差，因此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙重用途使用成為可能。
在第四發(fā)明至第六發(fā)明的任何一個(gè)中的第七發(fā)明進(jìn)一步具有第二判斷單元，用于判斷背光對于在傳感器陣列對上基于圖象數(shù)據(jù)行形成的圖象是否有影響；以及第三相位差檢測單元，用于在第二判斷單元判定背光無影響的情況下，檢測在傳感器陣列對上基于圖象數(shù)據(jù)行形成的圖象之間的相位差。并且該第七發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)，其中判斷單元是在第二判斷單元判定背光有影響的情況下執(zhí)行判斷的一個(gè)單元。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，除上述優(yōu)點(diǎn)外，由于在判定背光無影響的情況下，執(zhí)行相位差而不判斷預(yù)定補(bǔ)償是否有效，所以當(dāng)沒有必要判斷預(yù)定補(bǔ)償是否有效時(shí)，可刪除這種判斷。
第八發(fā)明是包括上述相位差檢測裝置和距離檢測單元的測距裝置，該距離檢測裝置用于基于由相位差檢測裝置檢測到的相位差，響應(yīng)至目標(biāo)的距離計(jì)算距離數(shù)據(jù)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，除上述優(yōu)點(diǎn)外，當(dāng)計(jì)算距離數(shù)據(jù)時(shí)抑制徒然補(bǔ)償成為可能。
第九發(fā)明是成象裝置，其包括上述相位差檢測裝置、物鏡、成象單元，在其上形成通過該物鏡的目標(biāo)圖象，以及聚焦控制單元，用于響應(yīng)由相位差檢測裝置計(jì)算的相位差執(zhí)行物鏡和成象單元間的聚焦操作。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)執(zhí)行聚焦操作時(shí)抑制徒然補(bǔ)償成為可能。


本發(fā)明及其另外的優(yōu)點(diǎn)通過參考結(jié)合附圖的下述說明將變得更容易理解，其中圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)例子的電路框圖；圖2是用于圖1的操作說明的流程圖；圖3是用于圖1的操作說明的說明圖；和圖4A至4D是表示圖象數(shù)據(jù)行(IL，IR)對的說明圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考在圖中表示的一個(gè)實(shí)施例來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖1是將本發(fā)明用于成象裝置的例子。另外，在圖1中，相同參考數(shù)字用于圖3中相同的結(jié)構(gòu)元件。
在圖1中，如上所述，鏡頭對1a和1b分別在光傳感器陣列對3a和3b上形成目標(biāo)2的圖象。每個(gè)光傳感器陣列3a和3b是這樣的一種結(jié)構(gòu)162個(gè)象素(光電變換裝置)位于一條線上，且它們中的每個(gè)象素輸出與在該象素上形成的目標(biāo)2的圖象的光強(qiáng)度相應(yīng)的電信號。另外，可能任意改變光傳感器陣列對3a和3b中的象素?cái)?shù)量。輸出單元4將光傳感器陣列對3a和3b的輸出向CPU5輸出。作為第一、第二和第三相位差檢測單元、判斷單元、第二判斷單元以及距離檢測單元的CPU5處理光傳感器陣列對3a和3b的輸出，如下文所述，基于存儲在存儲單元6中的各種程序和各種數(shù)據(jù)，輸入光傳感器陣列對3a和3b的輸出。由CPU5控制聚焦控制單元7，該聚焦控制單元可在兩個(gè)箭頭X的方向中操作物鏡8并在物鏡8和成象單元9間執(zhí)行聚焦操作。另外，成象單元9可是銀膜，并且可是具有例如所謂的CCD傳感器和CMOS傳感器等的光電變換設(shè)備的固態(tài)成象設(shè)備。
接著，將參考圖1和2描述集中于CPU5的功能上的操作。另外，在圖1中，為解釋CPU5具有的功能，在CPU5中，采用功能框圖。
當(dāng)操作一個(gè)未示出的釋放開關(guān)時(shí)，光傳感器陣列對3a和3b開始操作(步驟3a)。如上所述，經(jīng)由互不相同的光徑A和B，通過鏡頭對1a和1b分別在光傳感器陣列對3a和3b上形成目標(biāo)2的圖象，并且從光傳感器對3a和3b輸出與所形成的圖象的光強(qiáng)度相應(yīng)的電信號。
A/D變換單元5a將通過輸出部件4輸入的光傳感器陣列對3a和3b的輸出從模擬變換成數(shù)字。存儲單元5b將經(jīng)由A/D變換成一對存儲區(qū)5bL和5bR的光傳感器陣列對3a和3b的輸出存儲為圖象數(shù)據(jù)行對(IL，IR)。在該實(shí)施例中，將經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換的光傳感器陣列3a的輸出存儲在存儲區(qū)5bL中，并且用同樣的方式，將經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換的光傳感器陣列3b的輸出存儲在存儲區(qū)5bR中。同樣，在該實(shí)施例中，由于光傳感器陣列對3a和3b的象素?cái)?shù)量分別是162，所以分別用162個(gè)數(shù)據(jù)(IL(1-162)，IR(1-162))配置圖象數(shù)據(jù)行(IL，IR)。
作為第二判斷單元的左右差判斷單元5c分別在有效區(qū)中從存儲在存儲器5b中的圖象數(shù)據(jù)行對(IL，IR)讀出圖象數(shù)據(jù)行(在該實(shí)施例中為IL(1-162)，IR(1-162))(步驟3b)，計(jì)算它們的平均值LA和RA的差值的絕對值(在下文中，稱為“左右差”)，并判斷計(jì)算的左右差是否大于設(shè)定值1(步驟3c、3d和3e)。更確切地說，如果左右差大于設(shè)定值1，則判斷對于在光傳感器陣列對3a和3b上形成的圖象存在由于背光和散射光產(chǎn)生的影響，并且在左右差小于設(shè)定值1的情況下，判斷對于在光傳感器陣列對3a和3b上形成的圖象存在由于背光和散射光產(chǎn)生的影響。另外，有效區(qū)不限于上述描述過的有效區(qū)，而是可隨意改變。同樣，考慮到光學(xué)系統(tǒng)的誤差以及光傳感器陣列的變換誤差，最好將設(shè)定值1的值設(shè)置為接近“0”。
在左右差判斷單元5c判定圖象數(shù)據(jù)行對(IL，IR)的平均值差的絕對值大于設(shè)定值1，即在對于在光傳感器陣列對3a和3b上形成的圖象存在由于背光和散射光產(chǎn)生的影響的情況下，判斷單元的補(bǔ)償有效判斷單元5d計(jì)算有效區(qū)中在IL(1-162)中的最大值(在下文中稱為“ILmax”)與IR(1-162)中的最大值(在下文中，稱為“IRmax”)的差值(在下文中稱為“Max”)以及在IL(1-162)中的最小值(在下文中稱為“ILmin”)與IR(1-162)中的最小值(在下文中稱為“IRmin”)的差值(在下文中稱為“Min”)(步驟3f和3g)，并判斷Max和Min的差值的絕對值是否小于設(shè)定值2(步驟3h)。詳言之，在Max和Min的差值的絕對值小于設(shè)定值2的情況下，判定補(bǔ)償(將在下文描述)有效，并且在Max和Min的差值的絕對值不小于設(shè)定值2的情況下，判定補(bǔ)償(將在下文描述)無效。換句話說，該判斷變?yōu)榕袛鄨D象數(shù)據(jù)(IL(1-162)和圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))是否是平行移動關(guān)系，詳言之，是否存在圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))和圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))是平行移動關(guān)系的可能性。另外，最好將設(shè)定值2設(shè)置為0或接近0的值。
當(dāng)補(bǔ)償有效性判斷單元5d判定補(bǔ)償是有效的，即，當(dāng)其判斷存在圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))和圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))平行移動關(guān)系的可能性時(shí)，左右差補(bǔ)償單元5e計(jì)算Max和Min的總和除以2的值，即，基于圖象數(shù)據(jù)行對的各個(gè)最大圖象數(shù)據(jù)的差以及該圖象數(shù)據(jù)行對的各個(gè)最小圖象數(shù)據(jù)的差，作為補(bǔ)償量的值(步驟3i)，并且通過使用計(jì)算的補(bǔ)償量來補(bǔ)償存儲器5b中的IL和IR的差(步驟3j)。在步驟3j補(bǔ)償時(shí)，例如，比較LA和RA，在LA較小的情況下，將上述補(bǔ)償量加到IL的各個(gè)圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))并從IR的各個(gè)圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))減去上述補(bǔ)償量，在LA較大的情況下，從IL的各個(gè)圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))減去上述補(bǔ)償量并將上述補(bǔ)償量加到IR的各個(gè)圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))中?？傊谝苿恿繄?zhí)行用于平行移動圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))或圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))的補(bǔ)償。另外，可執(zhí)行用于平行移動圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))和圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))兩者的補(bǔ)償。在這種情況下，將總移動量設(shè)置為補(bǔ)償量。
正如所描述過的，由于判斷補(bǔ)償是否有效工作以及在補(bǔ)償工作可能有效的情況下執(zhí)行補(bǔ)償，所以可能抑制執(zhí)行徒然補(bǔ)償?shù)目赡苄?。對該?shí)施例，由于在圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))和圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))可能存在平行移動關(guān)系的情況下，執(zhí)行用于平行移動圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))或圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))或圖象數(shù)據(jù)(IL(1-162))和圖象數(shù)據(jù)(IR(1-162))兩者的補(bǔ)償，所以可能抑制執(zhí)行徒然補(bǔ)償?shù)目赡苄浴?br> 同時(shí)，由于當(dāng)計(jì)算補(bǔ)償值時(shí)使用用于判斷補(bǔ)償是否有效的值，所以能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙重用途使用。
同時(shí)，在不存在由于背光產(chǎn)生的影響的情況下，由于不執(zhí)行判斷補(bǔ)償是否有效，所以當(dāng)沒有必要判斷補(bǔ)償是否有效時(shí)可取消該判斷。
當(dāng)在步驟3j執(zhí)行補(bǔ)償?shù)那闆r下，如果在步驟3e所述左右差小于設(shè)定值1以及判定對于在光傳感器陣列對3a和3b上形成的圖象沒有由于背光和散射光產(chǎn)生的影響，或者如果在步驟3h判定補(bǔ)償無效，則由相關(guān)計(jì)算單元5f執(zhí)行相關(guān)計(jì)算(步驟3k)。當(dāng)具體處理時(shí)，分別從存儲器5b中的圖象數(shù)據(jù)行對(IL，IR)抽取部分圖象數(shù)據(jù)組(iL，iR)，以便在光傳感器陣列上它們的相關(guān)位置不同，并且對于抽取的各個(gè)部分圖象數(shù)據(jù)組(iL，iR)的組合來計(jì)算相關(guān)度。該實(shí)施例采用這樣的系統(tǒng)部分圖象數(shù)據(jù)組中的數(shù)據(jù)量設(shè)置為26，并且如圖3B所示，固定從圖象數(shù)據(jù)行(IL)抽取的部分圖象數(shù)據(jù)組(iL)，并且一個(gè)一個(gè)地移位從圖象數(shù)據(jù)行(IR)抽取的部分圖象數(shù)據(jù)組(iR)。更確切地說，基于下述等式(1)執(zhí)行相關(guān)計(jì)算。S(I)=Σi=025|IL65+i-IRI+i|---(1)]]>I＝1～137L(1-162)，R(1-162)在這里，當(dāng)完成步驟3k的相關(guān)計(jì)算時(shí)，基于等式(1)的計(jì)算結(jié)果，最大相關(guān)度檢測單元5g檢測局部最小值(在下文中，稱為S(x)，如圖3B所示)，即最大相關(guān)度(步驟3l)，等式(1)的計(jì)算是由相關(guān)計(jì)算單元5f執(zhí)行的。
當(dāng)檢測到局部最小值S(x)時(shí)，內(nèi)插計(jì)算單元5h通過使用內(nèi)插法補(bǔ)償x以及局部最小值S(x)，內(nèi)插法使用將輸入的局部最小值S(x)和在其之前和之后的相關(guān)計(jì)算函數(shù)值S(x-1)和S(x+1)(步驟3m)。由于該內(nèi)插計(jì)算是公知技術(shù)，故省略其詳細(xì)說明。
當(dāng)用內(nèi)插計(jì)算補(bǔ)償x時(shí)，相位差檢測單元5i從光傳感器3b側(cè)的被補(bǔ)償?shù)膞的參考位置(例如，在象非TTL照相機(jī)的外界光三角形測距的情況下，該參考位置被設(shè)置成是與在測量方向中無限遠(yuǎn)位置處的目標(biāo)圖象的中心位置相應(yīng)的位置，以及在用于TTL照相機(jī)等的聚焦檢測裝置的情況下，該參考位置被設(shè)置成是與當(dāng)攝像鏡頭位于聚焦位置時(shí)目標(biāo)圖象的中心位置相應(yīng)的位置)檢測移動量，即相位差(步驟3n)。另外，第一和第三相位差檢測單元51功能上具有相關(guān)計(jì)算單元5f、最大相關(guān)度檢測單元5g、內(nèi)插計(jì)算單元5h和相位差檢測單元5i。第二相位差檢測單元52具有左右差補(bǔ)償單元5e、相關(guān)計(jì)算單元5f、最大相關(guān)度檢測單元5g、內(nèi)插計(jì)算單元5h以及相位差檢測單元5i。
當(dāng)檢測相位差時(shí)，可靠性判斷單元5j判斷經(jīng)補(bǔ)償?shù)木植孔钚≈礢(x)是否大于設(shè)定值3，即，局部最小值S(x)的可靠性是否高(步驟3o)。更確切地說，在局部最小值S(x)小于設(shè)定值3的情況下，判定可靠性高，在局部最小值S(x)大于設(shè)定值3的情況下，判定可靠性低。
當(dāng)在步驟3o判定可靠性高時(shí)，相位差補(bǔ)償單元5k對在步驟3n計(jì)算的相位差執(zhí)行預(yù)定補(bǔ)償?shù)?步驟3p)。關(guān)于該補(bǔ)償，例如是與其相應(yīng)的溫度補(bǔ)償?shù)取Ａ硗?，響?yīng)所需要的相位差檢測準(zhǔn)確性，可執(zhí)行或取消該補(bǔ)償。聚焦控制單元7基于經(jīng)補(bǔ)償?shù)南辔徊羁刂莆镧R8的位置，并且執(zhí)行物鏡8和成象單元9間的聚焦操作。另外，在非TTL照相機(jī)的情況下，不限于上述操作，并且可以基于補(bǔ)償?shù)南辔徊钣删嚯x檢測單元51計(jì)算至目標(biāo)2的距離數(shù)據(jù)，以及基于該距離數(shù)據(jù)，聚焦控制單元7可控制物鏡8的位置并且可執(zhí)行物鏡8和成象單元9間的聚焦操作。
當(dāng)在步驟3o判定可靠性低時(shí)，背光處理單元5m執(zhí)行預(yù)定的背光處理，例如釋放鎖和固定距離輸出(步驟3q)。
通過執(zhí)行這種補(bǔ)償，在圖象信號如圖4A和4B所示的情況下，防止執(zhí)行徒然補(bǔ)償，并且如圖4C所示，在圖象數(shù)據(jù)對有平行移動關(guān)系的情況下，執(zhí)行有效補(bǔ)償。而且，即使在圖象數(shù)據(jù)對如圖4D所示時(shí)，可能在步驟3o通過可靠性判斷執(zhí)行背光處理。
另外，在上文中，示出了一個(gè)例子，其中，當(dāng)執(zhí)行相關(guān)計(jì)算時(shí)，固定一個(gè)部分圖象數(shù)據(jù)組(iL)并一個(gè)一個(gè)地移動另一個(gè)部分圖象數(shù)據(jù)組(iR)，但可能隨意改變相關(guān)計(jì)算的等式。例如，在JP-A-8-166237公報(bào)中所公開的，可順序地使兩個(gè)部分圖象數(shù)據(jù)組離開它們原來的位置以便它們的相對位置不同。
同樣，在上文中，將補(bǔ)償有效性判斷單元5d判斷所用的設(shè)定值2設(shè)置成固定值，但該設(shè)定值2也可設(shè)置成可變的。在這種情況下，如果根據(jù)不同情況改變該設(shè)定值，則可能提高補(bǔ)償有效性判斷的準(zhǔn)確性。例如，將設(shè)定值2設(shè)置成根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行對的差值改變。作為一個(gè)具體的例子，將LA-RA的絕對值除以上述為固定值的設(shè)定值2，然后乘以常數(shù)得到的值，以及將LA-RA的絕對值乘以預(yù)定常數(shù)得到的值被設(shè)置成設(shè)定值2。在這種情況下，由于當(dāng)圖象數(shù)據(jù)行對的差值變大時(shí)設(shè)定值2也變大，因此可能降低噪音等的影響，當(dāng)判斷補(bǔ)償有效性時(shí)隨圖象數(shù)據(jù)行對的差值變大，噪音等的影響有可能增加，并且也可能將用于背光判斷的LA和RA用作設(shè)定值2的參數(shù)，以及可能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙重用途使用。
同樣，在上文中，當(dāng)在補(bǔ)償值計(jì)算單元5h計(jì)算補(bǔ)償值時(shí)，將(Max+Min)/2設(shè)置成補(bǔ)償值，但該補(bǔ)償值是可變的。在這種情況下，如果根據(jù)不同環(huán)境改變補(bǔ)償值，則提高補(bǔ)償準(zhǔn)確性成為可能。例如，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行對的差值改變補(bǔ)償值。作為一個(gè)具體例子，通過(Max+Min)/2乘以LA-RA的絕對值然后除以上述為固定值的設(shè)定值2獲得的值，以及通過(Max+Min)/2乘以LA-RA的絕對值，然后乘以預(yù)定常數(shù)獲得的值被設(shè)置成補(bǔ)償值。在這種情況下，圖象數(shù)據(jù)行對的差值將反映在補(bǔ)償值上，并且也可能將用于背光判斷的LA和RA用作設(shè)定值2的參數(shù)，以及可能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙重用途使用。
而且，在上文中，將各個(gè)圖象數(shù)據(jù)行(IL，IR)的數(shù)據(jù)數(shù)量設(shè)置為162，以及將部分圖象數(shù)據(jù)組的數(shù)據(jù)數(shù)量設(shè)置成26，但可能隨意改變它們。
并且，在上文中，示出將本發(fā)明用于成象裝置的例子，但并不限于成象裝置，例如，可能將其用于不同的測距裝置以及焦點(diǎn)檢測裝置等。
根據(jù)本發(fā)明，由于在判定預(yù)定補(bǔ)償無效的情況下，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行檢測在傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差，以及在判定預(yù)定補(bǔ)償有效的情況下，將預(yù)定補(bǔ)償應(yīng)用于圖象數(shù)據(jù)行，并基于補(bǔ)償后的圖象數(shù)據(jù)檢測在傳感器陣列對上形成的圖象間的相位差，因此抑制徒然補(bǔ)償成為可能。
權(quán)利要求
1.一種相位差檢測方法，包括判斷步驟，用于判斷對圖象數(shù)據(jù)行的預(yù)定補(bǔ)償是否有效，該圖象數(shù)據(jù)行是響應(yīng)一對光傳感器陣列的輸出而生成的，在該對光傳感器陣列上形成測量圖象目標(biāo)的圖象；第一相位差檢測步驟，用于在判定預(yù)定補(bǔ)償無效的情況下根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行檢測在該對傳感器陣列上形成的圖象之間的相位差；以及第二相位差檢測步驟，用于在判定預(yù)定補(bǔ)償有效的情況下執(zhí)行對于該圖象數(shù)據(jù)行的預(yù)定補(bǔ)償，以及根據(jù)補(bǔ)償后的圖象數(shù)據(jù)行檢測在該對傳感器陣列上形成的圖象之間的相位差。
2.如權(quán)利要求1所述的相位差檢測方法，其中所述判斷是在根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行，平行于該對光傳感器陣列中另一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形移動該對光傳感器陣列當(dāng)中的一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形的情況下，判定預(yù)定補(bǔ)償有效，并且該補(bǔ)償是根據(jù)移動量的補(bǔ)償。
3.如權(quán)利要求1所述的相位差檢測方法，其中圖象數(shù)據(jù)行是包括多個(gè)圖象數(shù)據(jù)的一對圖象數(shù)據(jù)行，該圖象數(shù)據(jù)是響應(yīng)在其上形成測量圖象目標(biāo)的圖象的該對光傳感器陣列的輸出而生成的，并且所述判斷是在該對圖象數(shù)據(jù)行的每一個(gè)中的最大圖象數(shù)據(jù)差以及在該對圖象數(shù)據(jù)行的每一個(gè)中的最小圖象數(shù)據(jù)差之間的差值落在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，判定預(yù)定補(bǔ)償有效，并且該補(bǔ)償是通過基于最大圖象數(shù)據(jù)差以及最小圖象數(shù)據(jù)差的補(bǔ)償值來補(bǔ)償圖象數(shù)據(jù)行。
4.一種相位差檢測裝置，包括判斷單元，用于判斷對圖象數(shù)據(jù)行的預(yù)定補(bǔ)償是否有效，該圖象數(shù)據(jù)行是響應(yīng)一對光傳感器陣列的輸出而生成的，在該對光傳感器陣列上形成測量圖象目標(biāo)的圖象；第一相位差檢測單元，用于在由判斷單元判定預(yù)定補(bǔ)償無效的情況下，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行檢測在該對傳感器陣列上形成的圖象間的相位差；以及第二相位差檢測單元，用于在由判斷單元判定預(yù)定補(bǔ)償有效的情況下，對于圖象數(shù)據(jù)行執(zhí)行預(yù)定補(bǔ)償，以及根據(jù)補(bǔ)償后的圖象數(shù)據(jù)行，檢測在該對傳感器陣列上形成的圖象之間的相位差。
5.如權(quán)利要求4所述的相位差檢測裝置，其中判斷單元是在根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行，平行于該對光傳感器陣列中另一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形移動該對光傳感器陣列當(dāng)中的一個(gè)光傳感器陣列的輸出波形的情況下判定預(yù)定補(bǔ)償有效的一個(gè)單元，并且該補(bǔ)償是根據(jù)移動量的補(bǔ)償。
6.如權(quán)利要求4所述的相位差檢測裝置，其中圖象數(shù)據(jù)行是包括多個(gè)圖象數(shù)據(jù)的一對圖象數(shù)據(jù)行，該圖象數(shù)據(jù)是響應(yīng)在其上形成測量圖象目標(biāo)的圖象的該對光傳感器陣列的輸出而生成的，并且所述判斷單元是在該對圖象數(shù)據(jù)行的每一個(gè)中的最大圖象數(shù)據(jù)差以及在該對圖象數(shù)據(jù)行的每一個(gè)中的最小圖象數(shù)據(jù)差之間的差值落在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，判定預(yù)定補(bǔ)償有效的一個(gè)單元，并且該補(bǔ)償是通過基于最大圖象數(shù)據(jù)差以及最小圖象數(shù)據(jù)差的補(bǔ)償值來補(bǔ)償圖象數(shù)據(jù)行。
7.如權(quán)利要求4-6中任何一個(gè)所述的相位差檢測裝置，還包括第二判斷單元，用于判斷關(guān)于根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行在該對傳感器陣列上形成的圖象是否有背光的影響；第三相位差檢測單元，用于在第二判斷單元判定沒有背光的影響的情況下，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)行檢測在該對傳感器陣列上形成的圖象之間的相位差，其中判斷單元是在第二判斷單元判定沒有背光的影響的情況下執(zhí)行判斷的一個(gè)單元。
8.一種測距裝置，包括如權(quán)利要求4至7的任何一個(gè)中所述的相位差檢測裝置；以及距離檢測單元，用于根據(jù)由相位差檢測裝置檢測到的相位差，響應(yīng)至測量圖象目標(biāo)的距離計(jì)算距離數(shù)據(jù)。
9.一種成象裝置，包括如權(quán)利要求4至7中任何一個(gè)中所述的相位差檢測裝置，以及物鏡；成象單元，在其上形成將通過該物鏡獲取的目標(biāo)圖象；以及聚焦控制單元，用于響應(yīng)由相位差檢測裝置計(jì)算的相位差執(zhí)行物鏡和成象單元之間的聚焦操作。
全文摘要
在用于檢測在一對光傳感器陣列上形成的圖象之間的相位差的相位差檢測裝置中，能將徒然補(bǔ)償限制到可能的限度。當(dāng)補(bǔ)償有效性判斷單元判定對圖象數(shù)據(jù)行對(IL和IR)的補(bǔ)償有效時(shí)，左右差補(bǔ)償單元計(jì)算作為補(bǔ)償量的值，該值是將該對數(shù)據(jù)行的最大值之差和最小值之差的總和除以2，并且按計(jì)算的補(bǔ)償量補(bǔ)償存儲器中IL和IR的差值?；谘a(bǔ)償?shù)腎L和IR，相關(guān)計(jì)算單元執(zhí)行相關(guān)計(jì)算，并且最大相關(guān)檢測單元檢測最大相關(guān)度，以及基于該最大相關(guān)度，內(nèi)插計(jì)算單元執(zhí)行內(nèi)插計(jì)算，以及在相位差檢測單元處檢測相位差。
文檔編號G02B7/34GK1450397SQ0310638
公開日2003年10月22日 申請日期2003年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月26日
發(fā)明者金光井, 史呂志 申請人:精工精密株式會社