光传感器和焦点检测装置的制作方法

专利名称：光传感器和焦点检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测焦点的光传感器、焦点检测装置和摄 像设备。
背景技术：
当用相差焦点检测装置检测相同距离处的被摄体的焦点 时，由于摄像光学系统的色差，焦点检测结果按照波长而发生 偏差(散焦)。
对于这种焦点检测结果发生偏差的焦点检测装置，例如，
曰本特公平l-45883号公报提出了 一种通过使用检测光源的光 接收部来检测并校正由于光源差异而引起的焦点检测结果的偏 差的技术。在该焦点检测装置中，检测与红外区域对应的信号 以及其它波长区域的信号，算出散焦量，基于该散焦量校正散 焦。
日本专利第2555681号公报提出了 一种焦点检测装置，在该 焦点检测装置中，将用于检测色温的第一和第二光电二极管布 置成与同一芯片上的焦点检测光电二极管阵列的基准部和参照 部邻近。在该焦点才全测装置中，光电二极管阵列和第一、第二 光电二极管接收几乎相同的被摄体像。
日本特开2004-272238号公报公开了 一种焦点检测装置，在 该焦点检测装置中，对应多个光学系统设置多个焦点检测感光 器，邻近焦点检测感光器地设置监视感光器。
在曰本特公平l-45883号公报公开的技术中，获得指示红外 光的光电信号的感光器和获得指示其它波长的光的光电信号的 感光器被设置在检测从形成被摄体像的摄像光学系统接收的光
束的焦点的感光器附近。然而，该公报并未说明对于多个焦点
检测视场，感光器的布置。日本专利第2555681号公报示教了邻 接光电二极管阵列地布置用于检测色温的光电二极管，但并未 说明对于多个焦点检测视场的布置。
在曰本特开2004-272238号公报公开的焦点检测装置中，对 每个焦点检测感光器都设置监视感光器。然而，随着焦点检测 装置的测距视场数量的增加，焦点检测感光器的数量增加，监 视感光器的数量也成比例地增加。因此，传感器电路和传感器 的尺寸增大。

发明内容
考虑到上述情形做出了本发明，以减少控制电路，减小光 传感器的芯片面积，并且降低电力消耗。
根据本发明的一个方面，通过提供一种光传感器来实现上 述目的，所述光传感器包括第一焦点检测传感器和第二焦点 检测传感器，所述第一焦点检测传感器和所述第二焦点检测传 感器被构造成接收来自被摄体的光束，以从 一 对接收到的光学 像检测出摄像光学系统的第 一 散焦量；第三焦,泉检测传感器和 第四焦点检测传感器，所述第三焦点检测传感器和所述第四焦 点检测传感器被构造成接收来自所述被摄体的光束，以从一对 接收到的光学像检测出所述摄像光学系统的第二散焦量；以及 第一光检测传感器，其被构造成检测所述光束的波长成分。所 述第一光检测传感器布置在所述第一焦点检测传感器和所述第 三焦点检测传感器之间或者布置在所述第二焦点检测传感器和 所述第四焦点斗企测传感器之间。
根据本发明的另一方面，提供一种焦点检测装置，其包括 光传感器，其包括第一焦点检测传感器和第二焦点检测传感
器，所述第一焦点检测传感器和所述第二焦点检测传感器被构 造成接收来自被摄体的光束，以从一对接收到的光学像检测出 摄像光学系统的第 一 散焦量；第三焦点检测传感器和第四焦,$、 检测传感器，所述第三焦点检测传感器和所述第四焦点检测传 感器被构造成接收来自所述被摄体的光束，以从一对接收到的
光学像检测出所述摄像光学系统的第二散焦量；以及第 一 光检
测传感器和不同于所述第 一 光检测传感器的第二光检测传感 器，所述第一光检测传感器和所述第二光检测传感器被构造成 检测所述光束的波长成分，其中，所述第一光检测传感器布置 在所述第一焦点检测传感器和所述第三焦点检测传感器之间或 者布置在所述第二焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器 之间，其中，所述第一焦点检测传感器和所述第三焦点检测传 感器以及所述第二焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器 中的其间布置所述第二光检测传感器的焦点检测传感器不同于
其间布置所述第 一 光检测传感器的焦点检测传感器；和焦,泉检 测单元，其被构造成从所述第一焦点检测传感器和所述第二焦 点检测传感器所接收到的一对光学像检测出所述第一散焦量， 并且从所述第三焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器所 接收到的 一 对光学像检测出所述第二散焦量。
根据本发明的另一方面，提供一种摄像设备，其包括焦 点检测装置，其包括光传感器，其包括第一焦点检测传感 器和第二焦点检测传感器，所述第一焦点检测传感器和所述第 二焦点检测传感器被构造成接收来自被摄体的光束，以从一对 接收到的光学像检测出摄像光学系统的第 一 散焦量；第三焦,泉 检测传感器和第四焦点检测传感器，所述第三焦点检测传感器 和所述第四焦点检测传感器被构造成接收来自所述被摄体的光 束，以从一对接收到的光学像检测出所述摄像光学系统的第二
散焦量；以及第一光检测传感器和不同于所述第一光检测传感
器的第二光检测传感器，所述第一光检测传感器和所述第二光 检测传感器被构造成检测所述光束的波长成分，其中，所述第 一光检测传感器布置在所述第一焦点检测传感器和所述第三焦 点检测传感器之间或者布置在所述第二焦点检测传感器和所述 第四焦点检测传感器之间，其中，所述第一焦点检测传感器和 所述第三焦点检测传感器以及所述第二焦点检测传感器和所述 第四焦点检测传感器中的其间布置所述第二光检测传感器的焦 点检测传感器不同于其间布置所述第 一 光检测传感器的焦点检
测传感器；和焦点检测单元，其被构造成从所述第一焦点检测 传感器和所述第二焦点检测传感器所接收到的 一 对光学像检测 出所述第一散焦量，并且从所述第三焦点检测传感器和所述第 四焦点检测传感器所接收到的 一 对光学像检测出所述第二散焦 量；和摄像单元，其被构造成接收基于所述焦点检测装置的输 出经过焦点调节的入射光。
从以下参照附图对典型实施例的说明中，本发明的其它特 征和方面将变得明显。


图1是示出根据本发明第 一典型实施例的摄像设备的示例 性构造的示意图。
图2A-2B是示出摄像设备的示例性电气构造的方框图。 图3是示出第一典型实施例中的焦点检测装置的示例性构
造的分解透视图。
图4是示出焦点检测装置的示例性光学构造的说明图。
图5是示出设置在焦点检测装置中的传感器的示例性构造
的示意图。
图6是示出设置在焦点检测装置中的示例性像重建透镜
(image - reforming lens ) 的示意图。
图7是示出摄像设备的预定像平面、像重建透镜、传感器和
通过像重建透镜形成在传感器上的像之间的关系的说明图。 图8是图5所示传感器的某些周边电路的示意图。 图9是示出设置在传感器中的环境检测感光器的特性的实
例的图。
图IO是示出环境检测感光器的特性的另 一 实例的图。 图1 l是示出环境检测感光器的特性的又一 实例的图。 图12是示出根据第二实施例的摄像设备的焦点检测装置中
设置的传感器的构造的示意图。
图13是示出摄像设备的预定像平面、像重建透镜、传感器
和通过像重建透镜形成在传感器上的像之间的关系的说明图。 图14是示出设置在传感器中的环境检测感光器的特性的实
例的图。
图15是示出根据第三实施例的摄像设备的焦点检测装置中 设置的传感器的构造的示意图。
图16是设置在焦点检测装置中的示例性像重建透镜的示意图。
图17是示出摄像设备的预定像平面、像重建透镜、传感器 和通过像重建透镜形成在传感器上的像之间的关系的说明图。
图18是示出摄像设备的预定像平面、像重建透镜、传感器 和通过像重建透镜形成在传感器上的像之间的关系的说明图。
具体实施例方式
现在将参照附图详细说明本发明的多个实施例、特征和方面。 第一典型实施例
以下将说明本发明的第 一 典型实施例。
图1是示出根据第 一 典型实施例的摄像系统的构造的示意 图。参照图l,摄像系统包括摄像设备IOO。摄像设备100包括以
下部件101至116。也就是说，摄像设备100包括形成取景光学系 统的正像光学系统IOI、目镜102和取景器屏103。反射镜104使 一部分成像光束朝取景光学系统101偏转。反射镜105使通过反 射镜10 4的成像光束朝下述焦点检测装置偏转。摄像元件10 6控 制摄像设备100的摄像操作。快门107给摄像元件106遮蔽光。内 置闪光灯108容纳在摄像设备100内。
摄像元件106接收通过可互换镜头200的来自被摄体的光 束，并输出与该光束对应的电信号。焦点检测装置109包括由多 个感光器(与下述线传感器(line sensor)对应)形成的多个传 感器(与下述传感器对应)，并通过相差检测方法检测焦点。
更具体地，通过在可互换镜头200设置中的聚焦透镜的出瞳 (exit pupil)的光束一皮分成两部分，这两部分一皮分割的光束分 别被一对线传感器接收。然后，检测从线传感器输出的与光量 对应的信号的差异，即，光束的沿分割方向的相对位置的差异， 从而获得聚焦透镜的散焦量。因此， 一旦焦点检测传感器储存 散焦量，就可以获得校正用的聚焦透镜应移动量和移动方向。
测光装置110测量摄像设备100的曝光。透镜lll使来自被摄 体的光束聚焦到测光装置110上。摄像控制电路(也称作微处理 器)112控制摄像设备100。将以下将说明的外部闪光灯安装到 配件插座113。为内置闪光灯108设置菲涅耳透镜(Fresnel lens ) 114。取景显示器115插入并显示关于设置在摄像设备100中的光 学取景器的信息。外部显示器116显示摄像设备100外部的各种 数据。
可互换镜头200用作摄像光学系统，其包括与摄像设备100 中的通信单元进行通信的镜头控制电路(也称作微处理器)201、 进行摄像的透镜(摄像光学系统)202和调节光量的光圈 (aperture stop ) 203。透镜202包括聚焦透镜。
将镜头遮光罩300安装到可互换镜头200上。镜头遮光罩300 包括储存关于该镜头遮光罩300信息的遮光罩信息存储电路 301。
用作照明单元的外部闪光灯400包括外部闪光灯控制电路 (也称作微处理器)401、光发射器402、反射伞403、闪光板404、 安装部405和红外辅助光单元406。外部闪光灯控制电路401控制 外部闪光灯400。反射伞403将来自光发射器402的光束朝被摄体 侧反射。闪光板404控制由反射伞403所反射的光束的分布。将 安装部405安装到摄像设备100的配件插座113上。红外辅助光单 元406设置在外部闪光灯400内。
图2是示出设置在上述摄像系统中的摄像设备100 、可互换 镜头200、镜头遮光罩300和外部闪光灯400的电路构造的方框 图。
如图2所示，摄像设备100包括下列部件112、 2至4和6至15。 微处理器(摄像控制电路)112控制摄像设备100。电动机驱动 电路2驱动摄像设备100的可动部。测光单元3 (包含在图l所示 的测光装置110中)测量被摄体的亮度。焦点检测单元4 (包含 在图1所示的焦点检测装置109中)检测可互换镜头200的焦点状 态。快门控制电路6控制摄像设备100的曝光，其设置在图l所示 的快门107中。
光圈控制电路7控制进入摄像设备100的光束，并且控制图1 所示的光圏203。显示单元8显示摄像设备100的状态，并且包括 图1所示的取景显示器115和外部显示器116。闪光灯控制电路9
控制图l所示的内置闪光灯108。存储电路IO储存摄像设备IOO 的设定状态。摄像电路ll进行摄像操作。通信电路12进行与除 安装到摄像设备1 OO上的可互换镜头200之外的配件的通信。镜 头通信电路13进行与可互换镜头200的通信。开关14 ( SW1 )用 于开始摄像准备操作，开关15 (SW2)用于开始摄像操作。
在未安装外部闪光灯400的状态下，内置闪光灯108不仅在 摄像操作过程中照亮被摄体，而且还用作焦点检测过程中照亮 被才聂体的辅助光。
可互换镜头200包括下列组件201和22至29。《敖处理器(镜 头控制电路)201控制可互换镜头200。存储电路22保持可互换 镜头200的设定值。镜头驱动电路23驱动可互换镜头200。镜头 位置检测电路24检测可互换镜头2 0 0的位置。镜头焦距检测电路 25检测可互换镜头200的设定焦距。光圏驱动电路26设置在图1 所示的光圏203中，并驱动光圈203。配件检测电路27检测安装 到可互换镜头2 0 0上的配件。配件检测开关2 8用于检测安装到可 互换镜头200上的配件。镜头通信电路29进行与摄像设备1 OO和 安装到可互换镜头200上的配件的通信。
在第 一典型实施例中，镜头通信电路29接收来自摄像设备 IOO的控制命令，并传输可互换镜头200中保持的形状信息、关 于安装到可互换镜头20 0上的配件的信息、以及镜头设定值。
用作配件的外部闪光灯400包含下列组件。樣史处理器(外部 闪光灯控制电路)401控制外部闪光灯400。通信电路42进行与 摄像设备100的通信。存储电路43保持外部闪光灯400的设定值。 照射角度改变单元44根据安装有外部闪光灯400的摄像设备100 的状态和可互换镜头20 0的状态改变闪光灯照射角度范围。闪光 灯照射角度检测单元4 5检测设定的闪光灯照射范围。光量监控 单元46直接监控从外部闪光灯400发出的光量。光量控制电路47
控制来自外部闪光灯400的光量。闪光灯充电电^各48为外部闪光 灯400充电。设定单元49设定外部闪光灯400的状态。显示单元 50显示外部闪光灯400的设定状态。红外辅助光单元406设置在 外部闪光灯400中。
在第 一典型实施例中，通信电路42交换关于外部闪光灯400 的设定信,包-和控制信息。根据来自摄像设备10 0的命令从红外辅 助光单元406发出红外光。
镜头遮光罩300包括遮光罩通信电路60和储存关于镜头遮 光罩3 0 0的信息的存储电路61 。从存储电路61中读出的信息被输 入至遮光罩通信电路60,以与镜头通信电路29进行通信。
图3是示出设置在摄像设备100中的焦点检测单元装置109 的示例性构造的分解透视图。
参照图3，主体1120用于定位多种部件，并且具有用于定位 和固定的各种形状。红外截止滤光片1050相对于主体1120定位。 通过设置在遮光板1030中的遮光板定位固定部1031和设置在主 体1120中的遮光板定位固定部1123, 4吏遮光々反1030相对于主体 1120定位。遮光板1030安装在主体1120中，并粘结固定到主体 1120。遮光板1030包括壁1032和1033,这些壁阻止除各焦点才企 测视场中的通过分场透镜1020的有效光束之外的不需要的光束 进入其它焦点4企测 一见场中的感光器。在壁10 3 2和10 3 3之间i殳置 开口 1034，焦点检测光束从该开口中穿过。在调整之后，通过 设置在主体1120中的分场透镜固定部1124，将分场透镜1020固 定地粘结到主体1120上。
通过一对视场掩模定位装配轴和设置在主体1120中的一对 装配孔使视场掩模(field mask) 1450相对于主体1120定位，该 对装配孔即视场掩模定位装配孔1125和视场掩模定位装配槽 1126,以限制视场掩模1450在安装面内的平面运动。设置在视 场掩模1450中的 一对视场掩模固定弹性爪1012与设置在主体 1120中的一对视场掩模固定孔1127接合，从而将视场掩模1450 固定至主体1120。在视场掩模1450中设置视场掩模提升阻止部 1013,从而在将焦点检测装置109安装在摄像设备100中之后， 即使视场掩模固定弹性爪1012与视场掩模固定孔1127脱离，也 能防止视场掩模1450从主体1120提升。
视场掩模提升阻止部1013还用于减小摄像设备100中的镜 盒与焦点检测装置109之间的间隙。
通过一对遮光板定位孔1111和设置在视场掩模1450中的一 对遮光板定位用形状(未示出)定位遮光板1110。从而，遮光 板1110被夹在视场掩模1450和主体1120之间，并被固定至主体 1120。
通过设置在主体1120中的反射镜定位固定部(未示出)定 位反射镜1040，并且通过粘结将该反射镜l040固定至主体1120。 在反射镜1040的表面上设置遮光掩模1041。将遮光掩模1041的 形状构造成为焦点检测视场遮挡不需要的光束。当焦点检测光 束朝向稍后说明的感光器弯曲时，遮光掩模1041阻挡从遮光板 1030和反射镜1040之间通过的不需要的光束。遮光掩模1041基 本平行于与周边焦点检测视场对应的稍后说明的线传感器的列 方向，在焦点检测光束的分割方向上未设置遮光图案。因此， 不会由图案边缘处的反射引起重影。
通过装配轴1071和一对装配孔即，设置在主体1120中的像 重建透镜定位方孔1131和像重建透镜定位槽1132来定位像重建 透镜1070。通过粘结将像重建透镜1070固定至主体1120。通过 与像重建透镜1070的装配轴1071对应设置的定位部1061使多孔 光圈1060相对于像重建透镜1070定位。多孔光圏1060通过被夹 在透镜1070和主体1120之间而被保持在主体1120上。
通过主体抵接形状1101和传感器支撑构件支撑形状1151定
位传感器支撑构件IIOO,使其根据传感器支撑构件支撑形状 1151的曲率R2和主体抵接形状1101的曲率R1枢转。这样允许进 行相对于多个轴的倾斜调整。在进行如传感器的倾斜调整等各 种调整之后，通过粘结将传感器支撑构件1100固定至主体1120。
预先将传感器1090固定粘结至传感器保持器1080，以形成 保持在主体1120上的传感器单元，在主体1120和该传感器单元 之间布置有传感器支撑构件IIOO,并且对传感器1090进行各种 调整，例如传感器1090的倾斜和位置调整。接着，通过粘结将 传感器单元固定至传感器支撑构件IIOO。传感器保持器1080在 与传感器支撑构件1100粘结的表面上具有沟，粘结剂由沟引导。
此外，值得注意的是，图3所示的焦点检测装置109的构造 仅仅是示例性的，并不限于此。
以下将说明焦点检测装置109的光学关系。图4示出焦点检 测装置109的光学构造。
在图4中，仅示出了焦点检测单元109的主要光学部件，即， 分场透镜1020、像重建透镜1070和传感器1090。
分场透镜1020包括多个透镜元件。在第一典型实施例中， 分场透镜1020包括三个透镜元件1021、 1022和1023。
像重建透镜1070包括多个像重建透镜元件1072a至1072j。 各像重建透镜元件在传感器1090上重建在摄像设备100的预定 像平面上形成的被摄体视场(object field)的像(光学像)。在 图4中，视场掩模开口 1451至1453在光接收区域中被投影成投影 像1401a至1405a和1401b至1405b。
图5示出了设置在焦点检测装置109中的传感器1090的构 造。图6示出了设置在焦点检测装置109中的像重建透镜1070的 构造。图7示出了摄像设备100的预定像平面、像重建透镜1070、
传感器1090、以及通过像重建透镜1070在传感器1090上形成的 光学像之间的关系。
下面将参照图5 、图6和图7说明焦点检测装置10 9中的成像关系。
图7示意性地示出了布置在摄像设备100的预定像平面附近 的视场掩模1450、像重建透镜1070和设置在传感器1090中的传 感器芯片1091。此外，在摄像设备100的预定像平面上示意性地 示出了传感器芯片1091的反向投影像。
像重建透镜1070包括像重建透镜元件1072a至1072j。用作 焦点检测传感器的线传感器1201a至1214a和1201b至1214b以及 用作光源检测感光器(也称作测光传感器)的环境检测感光器 1301a至1304a和1301b至1304b设置在传感器芯片1091的同 一基 板上。环境检测感光器1301a至1304a和1301b至1304b被布置成 关闭线传感器1201a至1214a和1201b至1214b之间的间隙。
此外，环境检测感光器1301a至1304a和1301b至1304b在线 传感器的相关方向(线传感器的列方向)上延伸得比其它方向 长。如图7所示，将环境检测感光器1301a至1304a和1301b至 l!304b布置成检测与线传感器1201a至1214a和1201b至1214b所 检测的光学像几乎相同的光学像。此外，将线传感器1201a至 HMa和U01b至1214b以及环境检测感光器1301a至1304a和 B01b至U(Mb布置成来自摄像光学系统的光学像中的靠近像 重建透镜的光轴的光学像由线传感器检测，而距像重建透镜的 光轴比线传感器所检测的光学像远的光学像由环境检测感光器 1301 a至1304a和1301 b至1304b检测。这只要已知光源检测感光 器的光谱灵敏度特性即可满足。这意味着可以将光源检测感光 器布置成比焦点检测传感器距光轴远。
通过像重建透镜元件1072a至1072h,在传感器芯片1091上形成视场掩模1450的视场掩模开口 1451至1453的投影像1401a 至1405a和1401b至1405b。
附图标记1501至1511表示当线传感器1201a至1214a和 1201b至1214b通过像重建透镜元件1072a至1072j被反向投影到 视场掩才莫1450上时所形成的反向投影像。附图标记1521至1524 表示当环境检测感光器1301a至1304a和1301b至1304b通过^f象重 建透镜元件1072a至1072j被反向投影到视场掩模1450上时所形 成的反向投影像。
以下将说明线传感器(焦点检测传感器)和环境检测感光 器(测光传感器)之间的关系。
将关注投影像1401a和1401b。投影像1401a是通过像重建透 镜元件1072a将视场掩模开口 1451投影到传感器芯片1091上所 形成的，投影像1401b是通过像重建透镜元件1072b将视场掩模 开口 1451投影到传感器芯片1091上所形成的。
设置在传感器芯片1091上的环境检测感光器1301a被线传 感器1201a、 1202a和1203a所包围，而这些线传感器通过由4象重 建透镜元件1072a在传感器芯片1091上形成的投影像1401 a成 组。
设置在传感器芯片1091上的环境检测感光器1301b被线传 感器1201b、 1202b和1203b所包围，而这些线传感器通过由像重 建透镜元件10 7 2 b在传感器芯片10 91上形成的投影像14 01 b成组。
在摄像设备100的预定像平面上，上述投影像1401a和1401b 限定由视场掩模开口 1451表示的同一区域，并且由通过摄像设 备10 0中的摄像光学系统的不同出瞳区域的光束形成上述投影 像1401a和1401b。
为此，对应于线传感器1201a和1201b、线传感器1202a和1202b、以及线传感器1203a和1203b,分别形成反向投影像1501 、 1502和1503。通过比较线传感器所检测的像，检测出摄像设备 IOO的焦点调节状态。对应于环境^r测感光器1301a和1301b，形 成反向投影像1521。由于环境检测感光器1301a和1301b具有不 同的光谱灵敏度特性，所以可通过比较环境检测感光器1301a 和1301b的输出来4企测检测区域的环境特性。
由于环境检测感光器1301a布置成邻近线传感器1201a、 1202a和1203a,并且环境4企测感光器1301 b布置成邻近线传感器 1201b、 1202b和1203b,所以环境才全测感光器1301a和1301b的检 测结果可适用于(applied to)线传感器1201a、 1202a和1203a 以及线传感器1201b、 1202b和1203b的焦点;险测结果。
现在将说明投影像1402a和1402b 。通过像重建透镜元件 1072c将视场掩模开口 1452投影到传感器芯片1091上形成投影 像1402a,通过像重建透镜元件1072d将视场掩模开口 1452投影 到传感器芯片1091上形成投影像1402b。
设置在传感器芯片10 91上的环境检测感光器13 0 2 a被线传 感器1204a、 1205a和1206a所包围，而这些线传感器通过由 <象重
建透镜元件1072c在传感器芯片1091上形成的投影像1402a成组。
设置在传感器芯片1091上的环境检测感光器1302b被线传 感器1204b、 1205b和1206b所包围，而这些线传感器通过由像重
建透镜元件1072d在传感器芯片1091上形成的投影像1402b成组。
在摄像设备10 0的预定像平面上，上述投影像14 02 a和14 02b 限定由视场掩模开口 1452表示的同一区域，并且由通过摄像设 备10 0中的摄像光学系统的不同出瞳区域的光束形成上述投影 像1402a和1402b。
为此，对应于线传感器1204a和1204b、线传感器1205a和 1205b、以及线传感器1206a和1206b,分别形成反向投影像1504、 1505和1506。通过比较线传感器所检测的像，检测出摄像设备 IOO的焦点调节状态。对应于环境^r测感光器1302a和1302b,形 成反向投影像1522。由于环境检测感光器1302a和1302b具有不 同的光谱灵敏度特性，所以可通过比较环境检测感光器1302a 和1302b的输出来检测检测区域的环境特性。
由于环境一全测感光器1302a布置成邻近线传感器1204a、 1205a和1206a,并且环境检测感光器1302b布置成邻近线传感器 1204b、 1205b牙口1206b，戶斤以玉不境才全领'J感光器1302a禾口 1302b的才全 测结果可适用于线传感器1204a、 1205a和1206a以及线传感器 1204b、 1205b和1206b的焦点检测结果。
现在将关注投影像14 0 3 a和14 0 3 b 。通过像重建透镜元件 1072e投影视场掩模开口 1453形成投影像1403a，通过像重建透 镜元件1072f投影;现场掩模开口 1453形成投影像1403b。
在线传感器1207a、 1208a和1209a之间设置环境检测感光器 1303a和1304a,这些线传感器通过由像重建透镜元件1072e在传 感器芯片1091上形成的投影像1403a成组。在第一典型实施例 中，环境才企测感光器1303a设置在线传感器1207a和1208a之间， 环境检测感光器1304a设置在线传感器1208a和1209a之间。
在线传感器1207b、 1208b和1209b之间设置环境检测感光器 1303b和1304b，这些线传感器通过由像重建透镜元件1072f在传 感器芯片1091上形成的投影像1403b成组。
在摄像设备10 0的预定像平面上，上述投影像14 0 3 a和14 0 3 b 限定由视场掩模开口 1453表示的同一区域，并且由通过摄像设 备10 0中的摄像光学系统的不同出瞳区域的光束形成上述投影 像1403a和1403b。
为此，对应于线传感器1207a和1207b、线传感器1208a和 1208b、以及线传感器1209a和1209b,分别形成反向投影像1507、 1508和1509。通过比较线传感器所检测的像，检测出摄像设备 1 OO的焦点调节状态。反向投影像1508位于摄像设备1 OO的摄像 光轴上，线传感器1208a和1208b检测摄像光轴上的焦点调节状 态。
对应于环境纟佥测感光器1303a和1303b、以及1304a和1304b， 分别形成反向投影像1523和1524。由于环境检测感光器1303a 和1303b、 1304a和1304b具有不同的光谱灵敏度特性，因此可通 过比较环境斗企测感光器1303a和1303b、 1304a和1304b的输出来 检测;险测区域的环境特性。
在投影像1403a和1403b各自的区域中设置两个环境4企测感 光器。两个环境检测感光器13 0 3 a和13 0 4 a的检测结果的组合以 及环境检测感光器13 0 3 b和13 0 4 b的检测结果的组合，可适用于 线传感器1207a、 1208a和1209a以及线传感器1207b、 1208b和 1209b的焦点检测结果。此外，每个环境检测感光器的检测结果 可适用于邻近的线传感器的焦点检测结果。
现在将关注投影像1404a和1404b 。通过像重建透镜元件 1072g投影视场掩模开口 1453形成投影像1404a,通过像重建透 镜元件1072h投影视场掩模开口 1453形成投影像1404b。
通过像重建透镜元件1072g在传感器芯片1091上形成的投 影像1404a仅由线传感器1210a和1211a检测。通过像重建透镜元 件1072h在传感器芯片1091上形成的投影像1404b仅由线传感器 1210b和1211b检测。
在摄像设备100的预定像平面上，上述投影像1404a和1404b 限定由视场掩模开口 1453表示的同 一区域，并且由通过摄像设 备10 0中的摄像光学系统的不同出瞳区域的光束形成上述投影
像1404a和1404b。
为此，对应于线传感器1210a和1211a、线传感器1210b和 1211b,分别形成反向投影像1510和1511。通过比较线传感器所 检测的像，检测出摄像设备100的焦点调节状态。
在第一典型实施例中，当在投影像1404a和1404b的区域中 未设置环境检测感光器时，在摄像设备100的预定像平面上，投 影l象1404a和1404b限定与上述才殳影Y象1403a和1403b相同的区 域，并且由通过摄像设备100的摄像光学系统的不同出瞳区域的 光束形成投影像1404a和1404b。因此，如图7所示，反向投影像 1510和1511与反向投影像1508、 1523和1524重叠。
因此，环境检测感光器1303a和1304a、环境检测感光器 1303b和1304b的4佥测结果可适用于线传感器1210a和1211a以及 线传感器1210b和1211b的焦点;险测。
现在将关注投影像1405a和1405b。通过像重建透镜元件 1072i投影视场掩模开口 1453形成投影像1405a,通过像重建透 镜元件1072j投影视场掩模开口 1453形成投影像1405b。
通过像重建透镜元件1072i在传感器芯片1091上形成的投 影像1405a仅由线传感器1212a、 1213a和1214a冲企测。通过像重 建透镜元件1072j在传感器芯片1091上形成的投影像1405b仅由 线传感器1212b、 1213b和1214b4全测。
在摄像设备100的预定像平面上，上述投影像1405a和1405b 限定由视场掩才莫开口 1453表示的同 一 区域，并且由通过摄像设 备100中的摄像光学系统的不同出瞳区域的光束形成上述投影 像1405a和1405b。
为此，对应于线传感器1212a和1212b、线传感器1213a和 1213b、以及线传感器1214a和1214b,分别形成反向投影像1509、 1508和1507。通过比较线传感器检测的像，检测出摄像设备IOO
的焦点调节状态。
在第一典型实施例中，当在投影像1405a和1405b的区域中 未设置环境检测感光器时，在摄像设备100的预定像平面上，投 影像1405a和1405b限定与上述投影-像1403a和1403b相同的区 域。投影像1405a和1405b由通过摄像设备中的摄像系统的不同 出瞳区域的光束形成。
更具体地，投影像1405a和1405b与投影像1403a和1403b的 焦点检测用基线长不同。
为此，环境检测感光器1303a和1303b以及环境检测感光器 1304a和1304b的检测结果，可适用于线传感器1212a和1212b、 线传感器1213a和1213b以及线传感器1214a和1214b的焦点检测 结果。如图7所示，投影像1405a和1405b的基线长比投影像1403a 和1403b的大。环境一企测感光器1303a和1303b以及环境检测感光 器1304a和1304b可设置在具有较大基线长的投影像1405a和 1405b的区域，代替设置在具有较小基线长的投影像1403a和 1403b的区域。然而，这仅可适用于亮透镜(bright lens )。
图8示出了用于图5所示传感器的一些周边电路。参照图8， 用作线传感器驱动电路的周边电路1601 a、 1602a和1603a分别附 加到投影像1401a所成组的线传感器1201a、 1202a和1203a。例 如，各周边电路均包括像素放大器、存储器和存储控制电路。
周边电路1601a、 1602a和1603a分别布置在线传感器1201a、 1202a和1203a的与环境检测感光器1301a相反的一侧，并从线传 感器的附近延伸到投影像1401 a的外侧。
该布置增大了布置在线传感器1201a、 1202a和1203a当中的 环境#r测感光器13 01 a的面积。
由于用于投影像1401b、 1402a和1402b的周边电路的布置与 用于投影像1401a的布置相同，所以在图8中没有示出。
用作线传感器驱动电^各的周边电路1607b、 1608b和1609b 分别附加到投影像1403b所成组的线传感器1207b、 1208b和 1209b。
周边电路1607b布置在线传感器1207b的与环境检测感光器 1303b相反的 一侧，并从线传感器1207b的附近延伸到投影像 1403b的外侧。周边电路1609b布置在线传感器1209b的与环境检 测感光器1304b相反的 一 侧，并从线传感器1209b的附近延伸到 投影像1403b的外侧。周边电路1608b的最小部分布置在线传感 器1208b附近。
该布置增大了设置在线传感器1207b、 1208b和1209b之间的 环境测感光器1303b和1304b的面积。
由于以与用于投影像1403b的周边电路相同的方式布置用 于投影像14 0 3 a的周边电路，所以在图8中没有示出用于投影像 1403a的周边电^各。
用作线传感器驱动电i 各的周边电^各1610a和1611a分别附加 到投影像1404a所成组的线传感器121 Oa和1211 a。
由于在投影像1404a中未设置环境检测感光器，所以周边电 路1610a和1611a布置在线传感器1210a和1211a附近。
由于以与用于投影像1404a的周边电路相同的方式布置用 于投影像1404b的周边电路，所以在图8中没有示出用于投影像 1404b的周边电路。
用作线传感器驱动电路的周边电路1612a、 1613a和1614a 分别附加到投影像1405a所成组的线传感器1212a 、 1213a和 1214a。
由于在投影像1405a中未设置环境检测感光器，周边电路 1612a、 1613a和1614a布置在线传感器1212a、 1213a和1214a附近。
由于以与用于投影像1405a的周边电路相同的方式布置用 于投影像1405b的周边电路，所以在图8中没有示出用于投影像 1405b的周边电路。
在第一典型实施例中，各环境检测感光器布置在线传感器 之间，并且在预定像平面上，对于各检测区域设置一对环境检 测感光器。因此，对于14对线传感器仅设置4对环境检测感光器。
为此，当与对于每个线传感器均设置环境检测感光器的情 况相比，可增大环境纟企测感光器的面积，并且可减少用于环境 检测感光器的驱动电路的数量。这减小了驱动功率，并减小了 传感器芯片的面积。
图9、图IO和图ll示出了第一典型实施例中设置在传感器芯 片1091上的环境检测感光器(测光传感器)的特性的例子。图9、 图IO和图ll均示出了作为传感器特性实例的两种不同的光镨灵 敏度特性。
在图9中，特性l代表在可见光区域具有光谱灵敏度的第一 传感器的特性，特性2代表在红外区域具有光谱灵敏度的第二传 感器的特性。由于具有这样的特性，环境检测感光器可测量具 有不同波长范围的光束。
当仅从图9中的第一传感器和第二传感器中的一个获得输 出时，仅包含与从中获得输出的传感器的光谞灵敏度特性对应 的光束。由第一传感器和第二传感器的输出之比，可推测被摄 体视场的环境中所包含的可见光成分和红外光成分之比。
在图IO中，特性l代表从可见光区域到红外区域具有光谦灵
敏度的第 一 传感器的特性，特性2代表在红外区域具有光谱灵敏 度的第二传感器的特性。
在图10中，当仅从第一传感器获得输出时，不包含红外光 成分。当第一传感器和第二传感器的输出相同时，仅包含红外
光成分。由第一传感器和第二传感器的输出之比，可推测被摄 体视场的环境中所包含的可见光成分和红外光成分之比。
在图1 1中，特性1代表从可见光区域到红外区域具有光谱灵 敏度的第 一 传感器的特性，特性2代表在可见光区域具有光谱灵 敏度的第二传感器的特性。
在图ll中，当第一传感器和第二传感器的输出相同时，不 包含红外光成分。当仅从第一传感器获得输出时，仅包含红外 光成分。由第一传感器和第二传感器的输出之比，可推测被摄 体视场的环境中所包含的可见光成分和红外光成分之比。
在可见光区域具有光谱灵敏度的传感器中，当光语灵敏度 被设定为与摄像元件的光谱灵敏度相等时，可检测出光源相对 于摄像元件的特性差异。
环境检测感光器对1301a和1301b检测摄像设备100的预定 像平面上的几乎相同的区域。这也适用于环境检测感光器对 1302a和1302b、 1303a和1303b、以及1304a和1304b。
为此，与图9、图IO和图11所示的特性1和特性2 —样，环境 检测感光器1301a至1304a和环境4企测感光器1301b至1304b设置 有不同的光谱灵敏度特性，并且比较感光器的输出。因此，可 检测被摄体视场的环境。通过向感光器附加滤光器可使环境检 测感光器具有特定的光谱灵敏度特性。或者，可通过采用光谱 灵敏度特性在传感器深度方向上不同的传感器来提取特定的波 长。当仅向传感器对中的一个传感器附加滤光器时，传感器对 可具有不同的特定特性。
值得注意的是，图9、图IO和图ll所示的特性只是示例性的， 传感器特性不限于此。
如上所述，为多个焦点检测传感器布置少量的光源检测感 光器。这样可增大每个光源检测感光器的面积，并可改进光源检测的低亮度界限。
在传感器芯片1091中，在焦点检测传感器附近设置多个光 源感光器，以应付在成像屏中设置不同光源(例如，太阳光和 荧光)的情况。当光源检测感光器布置在焦点检测传感器附近 时，它们可^t妄收几乎相同的光束。因此，可4企测焦点4企测传感 器所接收的光束的光源。换句话说，该布置允许多个焦点检测 传感器共用光源检测感光器。因此，可增大光源检测感光器的 面积。
第二典型实施例
以下将说明本发明的第二典型实施例。省略了与第一典型 实施例中的部件相同的部件的说明。
图12示出了设置在根据第二典型实施例的焦点检测装置 10 9中的传感器10 9 0的示例性构造。
图13示出了摄像设备的预定像平面、像重建透镜1070、传 感器1090、以及通过像重建透镜1070在传感器1090上形成的像 之间的关系。
以下将参照图6、图12和图13说明焦点4企测装置109的成像 关系。
在图13中，线传感器1201a至1212a和1201b至1212b、环境 检测感光器1301a至1304a和1301b至1304b、以及通过像重建透 镜元件1072a至1072h形成的投影Y象1401a至1404a和1401b至 1404b与图5中所示的相同。因此，省略其说明。
以下将关注投影像1405a和1405b。投影像1405a是通过像重 建透镜元件1072i投影视场掩模开口 1453所形成的，而投影像 1405b是通过像重建透镜元件1072j投影视场掩模开口 1453所形 成的。
环境检测感光器1303c和1304c布置在线传感器1212a、
1213a和1214a之间，这些线传感器通过由像重建透镜元件1072i 在传感器芯片1091上投影的投影像1405a成组。在第二典型实施 例中，环境检测感光器1303c布置在线传感器1212a和1213a之 间，而环境检测感光器1304c布置在线传感器1213a和1214a之间。
环境一企测感光器1303d和1304d布置在线传感器1212b、 1213b和1214b之间，这些线传感器通过由像重建透4竟元件1072j 在传感器芯片1091上投影的投影像1405b成组。
在摄像设备的预定像平面上，投影像1405a和1405b限定由 视场掩模开口 1453表示的同一区域，并且由通过摄像设备中的 摄像光学系统的不同出瞳区域的光束形成投影像1405a和 1405b。
为此，对应于线传感器1212a和1212b、线传感器1213a和 1213b、线传感器1214a和1214b,分别形成反向投影像1507、 1508 和1509。通过比较线传感器检测的像，检测出摄像设备的焦点 调节状态。
对应于环境纟全测感光器1303c和1303d、环境检测感光器 1304c和1304d，分别形成反向投影像1523和1524。由于环境检 测感光器1303c和1303d、环境检测感光器1304c和1304d具有不 同的光谱灵敏度特性，可通过比较环境检测感光器的输出来检 测出检测区域的环境特性。
在投影像1405a和1405b的每个中设置两个环境测感光 器。两个环境检测感光器13 0 3 c和13 04 c的检测结果的组合以及 环境检测感光器1303d和1304d的检测结果的组合，可适用于线 传感器1212a和1212b、线传感器1213a和1213b、以及线传感器 1214a和1214b的焦点检测结果。或者，各环境检测感光器的检 测结果可适用于邻近的线传感器的焦点检测结果。 在摄像设备的预定像平面上，投影像1405a和1405b是与投 影像1403a和1403b几乎相同的区域。设置在投影像中的环境检 测感光器1303a至1303d和1304a至1304d布置在摄像设备的预定 像平面上的几乎相同的区域。
为此，环境检测感光器1303a至1303d和环境检测感光器 1304a至1304d设置有不同的光谱灵敏度特性。从具有四种不同 光谱灵敏度特性的环境检测感光器的输出所获得的检测结果可 适用于线传感器1207a和1207b、线传感器1208a和1208b、线传 感器1209a和1209b、线传感器1212a和1212b、线传感器1213a 和1213b、以及线传感器1214a和1214b的焦点一企测结果。
图14示出了设置在传感器芯片1091上的环境检测感光器的 特性的实例。特别地，图14示出了作为传感器特性实例的四种 不同光谱敏感度特性。
在图14中，特性l代表在可见蓝光区域具有光谱灵敏度的第 一传感器的特性。特性2代表在可见绿光区域具有光谱灵敏度的 第二传感器的特性。特性3代表在可见红光区域具有光语灵敏度 的第三传感器的特性。特性4代表在红外区域具有光谱灵敏度的 第四传感器的特性。
当仅从第一传感器至第四传感器中的任一个获得输出时， 仅包含与具有输出的传感器相对应的成分。当仅从第一传感器 至第三传感器中获得输出时，仅包含可见光成分。由第一传感 器至第三传感器的输出之比可获得详细的特性。
在第二典型实施例中，环境检测感光器对1301a和1301b检 测摄像设备的预定像平面上的几乎相同的区域。这也适用于环 境检测感光器对1302a和1302b、 1303a和1303b、 1304a和1304b、 1303c和1303d、以及1304c和1304d。
为此，环境检测感光器1301a、 1302a、 1303a、 1304a和环
境检测感光器1301b、 1302b、 1303b、 1304b设置有与图9、图10 和图11所示的特性1和特性2 —样的不同的光谱灵敏度特性，比 较感光器的输出，从而可检测出被摄体视场的环境。
此外，四个环境#全测感光器1303a至1303d检测摄像设备的 预定像平面上的几乎相同的区域，而四个环境才全测感光器1304a 至1304d也检测预定像平面上的几乎相同的区域。
为此，环境#r测感光器1303a至1303d和环境测感光器 1304a至1304d设置有与图14所示的特性l至特性4一样的不同的 光谱灵敏度特性，比较感光器的输出，从而检测出被摄体视场 的环境。
图14所示的特性只是示例性的，传感器特性不限于此。 如上所述，各环境检测感光器设置在由像重建透镜元件所
成组的焦点检测感光器之间。这可增大环境检测感光器的面积，
并且可改进环境检测感光器的低亮度界限。 第三典型实施例
以下将说明本发明的第三典型实施例。省略与第 一 典型实 施例中的部件相同的部件的说明。
图15示出了设置在根据第三典型实施例的焦点检测装置 109中的传感器1090的构造。
图16示出了设置在焦点检测装置109中的像重建透镜1070 的构造。
图17和图18示出了根据该实施例的摄像设备的预定像平 面、像重建透4竟1070、传感器1090、以及通过1象重建透《免1070 在传感器1090上形成的像之间的关系。
以下将参照图15、图16、图17和图18说明焦点检测装置109 的成像关系。
图17和图18示意性地示出了布置在摄像设备的预定像平面　 附近的视场掩模1450、像重建透镜1070、设置在传感器1090中 的传感器芯片1091、以及形成在预定像平面上的传感器芯片 1091的反向投影像1500。
像重建透镜1070包括像重建透镜元件1072a至1072t。传感 器芯片1091包括线传感器1201a至1222a和1201b至1222b、以及 环境检测感光器1301a至1304a和1301b至1304b。
通过像重建透镜元件1072a至1072t在传感器芯片1091上形 成视场掩模开口 1451至1453的投影像140la至1409a和1401b至 1409b。
通过^象重建透4竟元件1072a至1072t将线传感器1201a至 1222a和1201b至1222b反向投影到视场掩模1450上，来形成反向 投影像1501至1519。通过像重建透镜元件1072a至1072t将环境 检测感光器1301a至1304a和1301b至1304b反向投影到视场掩模 1450上，来形成反向投影4象1521至1524。
在图17和图18中，线传感器1201a至1211a和1201b至1211b、 环境检测感光器1301a至1304a和1301b至1304b、以及通过像重 建透镜元件1072a至1072h形成的投影像1401a至1404a和1401b 至1404b与图5中的相同。因此，省略其说明。
现在将说明投影像1406a和1406b。投影像1406a是通过像重 建透镜元件1072k投影视场掩模开口 1453所形成的，而投影像 1406b是通过像重建透镜元件1072m投影视场掩模开口 1453所 形成的。
通过像重建透镜元件1072k在传感器芯片1091上投影的投 影像1406a仅由线传感器1215a检测。通过像重建透镜元件 1072m在传感器芯片1091上投影的投影像1406b仅由线传感器 1215b检测。
投影像1406a和1406b限定在摄像设备的预定像平面上的由
视场掩模1453表示的同 一区域，并由通过摄像设备的摄像光学
系统的不同出瞳区域的光束形成投影像1406a和1406b。
为此，通过反向投影线传感器1215a和1215b形成反向投影 像1512。通过比较线传感器1215a和1215b所检测的像来检测出 摄像设备的焦点调节状态。
在第三典型实施例中，当在投影像1406a和1406b的区域中 未设置环境检测感光器时，在摄像设备的预定像平面上，投影 像1406a和1406b限定与上述投影像1403a和1403b相同的区域。 投影像1406a和1406b由通过摄像设备的摄像光学系统的不同出 瞳区域的光束形成。
为此，环境4企测感光器1303a和1303b、 1304a和1304b的才企 测结果可适用于线传感器1215a和1215b的焦点;险测。
下面将关注投影像1407a和1407b。投影〗象1407a是通过像重 建透镜元件1072n投影视场掩模开口 1453所形成的，而投影像 1407b是通过像重建透镜元件1072p投影纟见场掩;f莫开口 1453所形 成的。
通过像重建透镜元件1072n在传感器芯片1091上投影的投 影像1407a仅由线传感器1216a检测。通过^象重建透镜元件1072p 在传感器芯片1091上投影的投影像1407b仅由线传感器1216b检测。
在摄像设备的预定像平面上，投影像14 0 7 a和14 0 7 b限定由 视场掩模开口 1453表示的同一区域，并由通过摄像设备的摄像 光学系统的不同出瞳区域的光束形成投影像1407a和1407b。
为此，对应于线传感器1216a和1216b形成反向投影像1513。 通过比较线传感器1216a和1216b所检测的像来检测出摄像设备 的焦点调节状态。
在第三典型实施例中，当在投影像1407a和1407b的区域中
未设置环境检测感光器时，在摄像设备的预定像平面上，投影
像1407a和1407b限定与上述投影像1403a和1403b相同的区域。 投影像1407a和1407b由通过摄像设备的摄像光学系统的不同出 瞳区域的光束形成。
为此，环境^r测感光器1303a和1303b、 1304a和1304b的牙企 测结果可适用于线传感器1216a和1216b的焦点检测。
下面将关注投影像1408a和1408b。投影像1408a是通过像重 建透镜元件1072q投影视场掩模开口 1451所形成的，而投影像 1408b是通过像重建透镜元件1072r投影视场掩模开口 145l所形 成的。
通过像重建透镜元件1072q在传感器芯片1091上投影的投 影像1408a仅由线传感器1217a、 1218a和1219a才全测。通过像重 建透镜元件1072r在传感器芯片1091上投影的投影像1408b仅由 线传感器1217b、 1218b和1219b一企测。
在摄像设备的预定像平面上，投影像1408a和1408b限定由 视场掩模开口 1451表示的同一区域，并由通过摄像设备的摄像 光学系统的不同出瞳区域的光束形成投影4象1408a和1408b。
为此，对应于线传感器1217a和1217b、线传感器1218a和 1218b、线传感器1219a和1219b分别形成反向投影像1514、 1515 和1516。通过比较线传感器1217a和1217b、线传感器1218a和 1218b、线传感器1219a和1219b所检测的像来检测出摄像设备的 焦点调节状态。
在第三典型实施例中，当在投影像1408a和1408b的区域中 未设置环境检测感光器时，在摄像设备的预定像平面上，投影 像1408a和1408b是与上述投影像1401a和1401b相同的区域。投 影像1408a和1408b由通过摄像设备的摄像光学系统的不同出瞳 区域的光束形成。
为此，环境检测感光器1301a和1301b的检测结果可适用于 线传感器1217a和1217b、线传感器1218a和1218b 、线传感器 1219a和1219b的焦点4企测。
现在将关注投影像1409a和1409b。投影像1409a是通过像重 建透镜元件1072s投影视场掩模开口 1452所形成的，而投影像 1409b是通过像重建透镜元件1072t投影视场掩模开口 1452所形 成的。
通过像重建透镜元件1072s在传感器芯片1091上投影的投 影像1409a仅由线传感器1220a、 1221a和1222a4企测。通过像重 建透镜元件1072t在传感器芯片1091上投影的投影像1409b仅由 线传感器1220b、 1221b和1222b检测。
在摄像设备的预定像平面上，投影像1409a和1409b限定由 视场掩模开口 1452表示的同一区域，并由通过摄像设备的摄像 光学系统的不同出瞳区域的光束形成投影像1409a和1409b。
为此，对应于线传感器1220a和1220b、线传感器1221a和 1221b、线传感器1222a和1222b分别形成反向投影像1517、 1518 和1519。通过比较线传感器1220a和1220b、线传感器1221a和 1221 b 、线传感器1222a和1222b所检测的像来检测出摄像设备的 焦点调节状态。
在第三典型实施例中，当在投影像1409a和1409b的区域中 未设置环境检测感光器时，在摄像设备的预定像平面上，投影 像1409a和1409b是与上述投影像1402a和1402b相同的区域。投 影像14 0 9 a和14 0 9b由通过摄像设备的摄像光学系统的不同出瞳 区域的光束形成。
为此，环境检测感光器1302a和1302b的检测结果可适用于 线传感器1220a和1220b、线传感器1221a和1221b 、线传感器 1222a和1222b的焦点检测。
在第三典型实施例中，可类似于第一典型实施例，采用图9、 图IO和图ll中所示的特性。
如上所述，相对于多个焦点检测传感器适当地定位少量光 源检测感光器。这样可增大每个光源检测感光器的面积。面积 的增大可改进光源检测的低亮度界限。而且，由于用作光源检
测感光器的环境检测感光器1301a至1304a、 1301b至1304b布置
在焦点检测区域附近，因此可精确校正焦,*、;险测。
在上述典型实施例中，焦点检测传感器和环境检测感光器 设置在同 一传感器芯片上。即使当焦点检测传感器和环境检测 感光器设置在不同的传感器中时，上述实施例中说明的布置也 能够在使光源检测感光器的面积增大的同时，使光源和焦点检 测有效率地进行。此外，在上述典型实施例中，用作测光传感 器的环境检测感光器成对设置。可通过比较环境检测感光器对 的输出来检测出检测区域的环境特性。或者，可用一个测光传 感器检测所接收光的多个波长成分，从而检测出检测区域的环 境特性。在这种情况下，当通过在焦点检测传感器之间放置测 光传感器从而增大测光传感器的面积时，光源和焦,泉检测也可 有效率地进行。
虽然参照典型实施例说明了本发明，但应理解本发明不限 于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围与最广解释一 致，以覆盖所有变型、等同结构和功能。
权利要求
1.一种光传感器，其包括第一焦点检测传感器和第二焦点检测传感器，所述第一焦点检测传感器和所述第二焦点检测传感器被构造成接收来自被摄体的光束，以从一对接收到的光学像检测出摄像光学系统的第一散焦量；第三焦点检测传感器和第四焦点检测传感器，所述第三焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器被构造成接收来自所述被摄体的光束，以从一对接收到的光学像检测出所述摄像光学系统的第二散焦量；以及第一光检测传感器，其被构造成检测所述光束的波长成分，其中，所述第一光检测传感器布置在所述第一焦点检测传感器和所述第三焦点检测传感器之间或者布置在所述第二焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器之间。
2. 根据权利要求l所述的光传感器，其特征在于，还包括 不同于所述第 一 光检测传感器的第二光检测传感器，其中，所述第一焦点检测传感器和所述第三焦点检测传感 器以及所述第二焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器中 的其间布置所述第二光检测传感器的焦,泉检测传感器不同于其 间布置所述第 一 光检测传感器的焦点检测传感器。
3. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器的输出用于校正所述 第一散焦量和所述第二散焦量。
4. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器中的至少一方设置有 具有预定的光语灵敏度特性的滤光器。
5. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器中的一方的光语灵敏度特性在红外光区域具有比另 一方光检测传感器高的光谱灵敏度。
6. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器检测通过与所述第一 焦点检测传感器至所述第四焦点检测传感器同 一场透镜的光学像。
7. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器检测与所述第一焦点 检测传感器至所述第四焦点检测传感器所检测的光学像几乎相 同的光学像。
8. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一焦点检测传感器至所述第四焦点检测传感器检测靠近所述摄 像光学系统的光轴的光学像，所述第 一 光检测传感器和所述第 二光检测传感器检测远离所述摄像光学系统的光轴的光学像。
9. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，还包括 一对第五焦点检测传感器和第六焦点检测传感器，所述第五焦 点检测传感器和所述第六焦点检测传感器被构造成以不同的基 线长检测由所述摄像光学系统在预定像平面上形成的光学像的 与所述第一焦点检测传感器和所述第二焦点检测传感器的相同 的区域，其中，所述第一光检测传感器和所述第二光检测传感器布 置成检测具有所述第一焦点检测传感器和所述第三焦点检测传 感器或所述第五焦点检测传感器和所述第六焦点检测传感器的 基线长的光学像。
10. 根据权利要求9所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器的基线长比所述第五 焦,泉检测传感器和所述第六焦点检测传感器的基线长短。
11. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器的光接收部的面积t匕 所述第一焦点检测传感器至所述第四焦点检测传感器的光接收 部的面积大。
12. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器布置成关闭所述第一 焦点检测传感器至所述第四焦点检测传感器之间的间隙。
13. 根据权利要求9所述的光传感器，其特征在于，还包括 第七焦点检测传感器和第八焦点检测传感器，所述第七焦点检 测传感器和所述第八焦点检测传感器被构造成接收来自所述被 摄体的光束，以从 一对接收到的像检测出所述摄像光学系统的 第三散焦量，其中，所述第一焦点检测传感器至所述第四焦点检测传感 器中的至少 一 个以及所述第七焦点检测传感器和所述第八焦,*、 检测传感器中的至少一个布置成使其形成在预定像平面上的光 学像相互重叠。
14. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一光检测传感器和所述第二光检测传感器沿所述第 一 焦点检观'J 传感器至所述第四焦点检测传感器的光接收部的相关方向延伸。
15. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，用于所 述第一焦点检测传感器至所述第四焦点;险测传感器的周边电路 中的至少一个布置在该焦点检测传感器的与邻近的所述第一光 检测传感器或所述第二光检测传感器相反的 一 侧。
16. 根据权利要求15所述的光传感器，其特征在于，所述 周边电路布置在通过所述摄像光学系统重建光学像而形成的投 影像的外侧。
17. 根据权利要求15所述的光传感器，其特征在于，设置 在同一光接收区域中的用于所述第一焦点检测传感器至所述第 四焦点检测传感器的周边电路中的至少一个布置在该焦点检测 传感器的与所述第一光检测传感器相反的一侧。
18. 根据权利要求17所述的光传感器，其特征在于，所述 周边电路中的所述至少一个包括像素放大器和存储器中的至少 一方。
19. 根据权利要求2所述的光传感器，其特征在于，所述第 一焦点检测传感器至所述第四焦点检测传感器以及所述第一光 检测传感器和所述第二光检测传感器设置在同 一基板上。
20. —种焦点检测装置，其包括 光传感器，其包括第 一 焦点检测传感器和第二焦点检测传感器，所述第 一焦点检测传感器和所述第二焦,泉检观'H专感器被构造成接 收来自被摄体的光束，以从一对接收到的光学像检测出摄 像光学系统的第 一散焦量；第三焦点检测传感器和第四焦点检测传感器，所述第 三焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器被构造成接 收来自所述被摄体的光束，以从一对接收到的光学像检测 出所述摄像光学系统的第二散焦量；以及第 一 光检测传感器和不同于所述第 一 光检测传感器的 第二光检测传感器，所述第一光检测传感器和所述第二光 检测传感器被构造成检测所述光束的波长成分，其中，所述第一光检测传感器布置在所述第一焦点检 测传感器和所述第三焦点检测传感器之间或者布置在所述 第二焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器之间，其中，所述第一焦点检测传感器和所述第三焦点检测传感器以及所述第二焦点检测传感器和所述第四焦点检测 传感器中的其间布置所述第二光检测传感器的焦,泉检测传 感器不同于其间布置所述第一光检测传感器的焦点检测传感器；和焦点检测单元，其被构造成从所述第 一 焦,g检测传感器和所述第二焦点检观'H专感器所接收到的 一 对光学像检测出所述第 一散焦量，并且从所述第三焦点检测传感器和所述第四焦点检 测传感器所接收到的 一 对光学像检测出所述第二散焦量。 21. —种摄像设备，其包括 焦点检测装置，其包括 光传感器，其包括第 一 焦点检测传感器和第二焦点检测传感器，所 述第一焦点检测传感器和所述第二焦点检测传感器被 构造成接收来自被摄体的光束，以从 一 对接收到的光 学像检测出摄像光学系统的第 一 散焦量；第三焦点检测传感器和第四焦点检测传感器，所 述第三焦点检测传感器和所述第四焦点检测传感器被 构造成接收来自所述被摄体的光束，以从一对接收到 的光学像检测出所述摄像光学系统的第二散焦量；以 及第 一 光检测传感器和不同于所述第 一 光检测传感 器的第二光检测传感器，所述第一光检测传感器和所 述第二光检测传感器被构造成检测所述光束的波长成 分，其中，所述第一光检测传感器布置在所述第一焦 点检测传感器和所述第三焦点检测传感器之间或者布 置在所述第二焦点检测传感器和所述第四焦点检测传 感器之间，其中，所述第一焦点检测传感器和所述第三焦点 检测传感器以及所述第二焦点检测传感器和所述第四 焦,泉检测传感器中的其间布置所述第二光检测传感器 的焦点检测传感器不同于其间布置所述第 一 光检测传 感器的焦点检测传感器；和焦点检测单元，其被构造成从所述第 一 焦点检测传感 器和所述第二焦点检测传感器所接收到的一对光学像检测 出所述第 一 散焦量，并且从所述第三焦点检测传感器和所 述第四焦点检测传感器所接收到的 一 对光学像检测出所述第二散焦量；和摄像单元，其被构造成接收基于所述焦,泉检测装置的输出 经过焦点调节的入射光。
全文摘要
本发明提供一种光传感器和焦点检测装置。优化了多点测距中的自动聚焦的焦点检测传感器的布置和焦点检测区域的光检测传感器的布置。此外，减小了芯片面积和电力消耗。光检测传感器以布置在焦点检测传感器之间的方式设置在传感器芯片上，其中，该焦点检测传感器也设置在同一传感器芯片上。
文档编号G02B7/28GK101183167SQ20071018712
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月16日 优先权日2006年11月16日
发明者中川和幸 申请人:佳能株式会社