CN102739943A - 图像拾取器件和图像拾取单元 - Google Patents

Abstract

提供了图像拾取器件和图像拾取单元。该图像拾取单元包括第一像素和第二像素。该第一像素从物体开始依次包括第一遮光部分和第一光接收部分。该第一像素输出第一图像信号，而该第一遮光部分包括第一开口。该第二像素从物体开始依次包括第二遮光部分和第二光接收部分。该第二像素输出第二图像信号，而该第二遮光部分包括具有比所述第一开口的面积小的面积的第二开口。

Description

图像拾取器件和图像拾取单元

技术领域

本公开涉及具有多个像素的图像拾取器件和包括图像拾取器件的图像拾取单元。

背景技术

在通常的拍摄表示中，公知将具有小F值的大直径镜头用于拍摄光学系统，以使得背景图像模糊以加重诸如人之类的主拍摄物的技术。然而，由于大直径镜头具有相对浅的焦深度，所以需要精确对焦。即，使用大直径镜头常常导致离焦、导致分辨率降低。此外，在大直径的镜头中通常不能有效地校正边缘光(marginal light)的像差(例如，球面像差)。在这种情况下，难以完全利用大直径的初始优点。

在这种情况下，利用在拍摄光学系统中发生的轴向色差，对于每种颜色提取定义所拍摄的图像的高频分量，以调节焦深度(例如，参见第2010-81002号日本未审查专利申请公开)。

发明内容

然而，第2010-81002号日本未审查专利申请公开披露的技术难以应用于变焦透镜。这是因为放大操作导致轴向色差的发生率发生变化，以使得在预定焦距不能获得用于调节焦深度的适当轴向色差。此外，包括固定焦距透镜的拍摄光学系统也涉及发生轴向色差，导致拍摄图像降质，诸如渗色(bleeding)。

希望提供一种满足各种图像表示，例如允许背景模糊的同时形成主拍摄物的清晰图像的图像拾取器件以及包括该图像拾取器件的图像拾取单元。

根据本公开实施例的图像拾取单元包括：第一像素，从物体开始依次包括第一遮光部分和第一光接收部分，第一像素输出第一图像信号，且第一遮光部分包括第一开口；第二像素，从物体开始依次包括第二遮光部分和第二光接收部分，第二像素输出第二图像信号，且第二遮光部分包括具有比第一开口的面积小的面积的第二开口；以及合成部分，将基于第一图像信号的第一图像与基于第二图像信号的第二图像组合以形成合成图像。

在根据本公开实施例的图像拾取单元中，第一像素捕获具有相对大会聚角的入射光束，而第二像素捕获具有相对小会聚角的入射光束。此外，合成部分根据第一像素捕获的第一图像和第二像素捕获的第二图像形成要求的合成图像。

根据本公开实施例的图像拾取器件包括：第一像素，从物体开始依次包括第一遮光部分和第一光接收部分，第一像素输出第一图像信号，且第一遮光部分包括第一开口；以及第二像素，从物体开始依次包括第二遮光部分和第二光接收部分，第二像素输出第二图像信号，且第二遮光部分包括具有比第一开口的面积小的面积的第二开口。

在根据本公开实施例的图像拾取器件中，第一像素捕获具有相对大会聚角的入射光束，而第二像素捕获具有相对小会聚角的入射光束。

根据基于本公开实施例的图像拾取单元和图像拾取器件，提供合成图像，作为基于从第一像素获得的第一图像信号的具有浅的场深度的第一图像与基于从第二像素获得的第二图像信号的具有深的场深度的第二图像的组合。

应当明白，上面的一般描述和下面的详细描述是举例说明，并且意在进一步解释要求保护的技术。

附图说明

所包括的附图有助于进一步理解本公开，并且附图包括在本说明书中构成本说明书的一部分。附图示出实施例，并且与说明书一起用于解释本技术的原理。

图1是示出包括根据本公开实施例的图像拾取器件的图像拾取单元的外观的前视图。

图2是示出图1所示的图像拾取单元的另一外观的后视图。

图3是示出图1所示的图像拾取单元的内部结构的示意图。

图4是示出图1所示的图像拾取单元的电配置的框图。

图5A和图5B是分别示出图1所示的图像拾取单元中的图像拾取器件的像素排列的平面图。

图6A和图6B是分别示出图5A和图5B所示的像素的截面结构的截面图。

图7是解释图像合成部分的图像合成处理的流程的流程图。

图8是解释图像合成部分的图像合成处理的概念图。

图9是示出图像拾取器件中的像素排列的第一修改例的平面图。

图10是示出图像拾取器件中的像素排列的第二修改例的平面图。

图11是示出图像拾取器件中的像素排列的第三修改例的平面图。

图12A至图12C是示出图像拾取器件中的像素排列的第四修改例的平面图。

图13是示出图像拾取器件中的像素排列的第五修改例的平面图。

图14是示出图1所示的图像拾取单元的修改例的概念图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本公开的实施例。

[图像拾取单元的总体配置]

图1和图2是分别示出包括根据本实施例的图像拾取器件1的图像拾取单元的总体配置的前视图(图1)和后视图(图2)。图3是示出图像拾取单元的截面配置的示意图。图4是解释图像拾取单元的机构的框图。

该图像拾取单元例如是单镜头反射式数码相机，其中可拆卸的图像拾取镜头2安装在作为外壳的主体10的比较靠近拍摄物的表面(前表面)上。

如图1所示，安装有图像拾取镜头2的安装部分301、设置在安装部分301的右侧上的镜头更换按钮302以及要由拍摄者抓握的抓握部分303提供在主体10的前表面上。位于图像拾取镜头2上的闪光灯部分318和连接端部分319、与部分318和319交叉设置的模式设置拨盘305和控制值设置拨盘306以及位于抓握部分303上的快门按钮307提供在主体10的顶部。

如图2所示，液晶显示器(LCD)311、设置在LCD 311的左边的设置按钮组312、设置在LCD 311的右边的交叉键314、以及设置在交叉键314的中心的按压按钮315提供在主体10的背部。电子取景器(EVF)316和包围EVF 316的眼罩(eyecup)321设置在LCD 311之上。此外，主开关317提供在EVF 316的左边，并且曝光校正按钮323和自动曝光(AE)锁定按钮324提供在EVF 316的右边。

例如，安装部分301具有用于在主体10与安装在安装部分301上的图像拾取镜头2之间的电连接的连接器Ec(请参见图4)，并且具有用于在它们之间的机械连接的耦合器75(请参见图4)。

镜头更换按钮302被按下以从安装部分301卸下图像拾取镜头2。

用户为拍摄而抓握的抓握部分303具有根据手指的形状的表面不规则性以提高舒适性。注意，电池容纳室和卡容纳室(未示出)提供在抓握部分303内。电池容纳室容纳作为相机的电源的电池69B(请参见图4)，而卡容纳室可拆卸地容纳要写入拍摄图像的数据的存储卡(未示出)。

模式设置拨盘305和控制值设置拨盘306分别包括在沿主体10的顶部的平面上可旋转的盘形部件。提供模式设置拨盘305，以可替换地选择图像拾取单元中包括的模式或者功能，诸如自动曝光(AE)控制模式、自动对焦(AF)控制模式、诸如静止图像拍摄模式和连续拍摄模式的各种拍摄模式、以及用于再现记录的图像的再现模式。提供控制值设置拨盘306，以设置图像拾取单元中包括的每种功能的控制值。

快门按钮307是按下开关，操纵其到其中快门按钮307半按下的半按下状态，或者其中快门按钮307全按下的全按下状态。在静止图像拍摄模式下，快门按钮307半按下，激活用于拍摄物的静止图像的拍摄的准备操作(诸如设置曝光控制值和检测焦点之类的准备操作)。然后，快门按钮207全按下，激活拍摄操作(其中图像拾取器件1(请参见图3)曝光、通过这样曝光获得的图像信号经历预定图像处理、以及将这样处理的图像信号存储在存储卡中的顺序操作)。

包括执行图像显示的彩色液晶面板的LCD 311显示图像拾取器件1捕获的图像并再现记录图像，并且显示用于图像拾取单元中包括的功能和模式的位置的屏幕。注意，可以利用诸如有机EL显示器和等离子体显示器之类的其它适当的显示器代替LCD 311。

设置按钮组312是允许图像拾取单元中包括的各种功能的操作的操作部分。设置按钮组312包括诸如用于在LCD 311上显示的菜单屏幕中选择的内容的确定的选择确定开关、选择取消开关、用于菜单屏幕中的内容的改变的菜单显示开关、显示器打开/关闭开关以及变焦开关。

交叉键314包括环状部件，其具有在周向以恒定间隔排列的多个按压部分(图2中具有三角标记的部分)，以深度对每个按压部分的按压操作由对应于按压部分提供的未示出的每个触点(开关)检测到。按压按钮315设置在交叉键314的中心。提供交叉键314和按压按钮315以输入例如用于拍摄放大率的改变的指令(变焦透镜212(请参见图4)在广角方向或者推近(zoomin)方向的移位)、用于要在LCD 311上再现的记录图像的逐帧播放的指令、以及用于诸如光圈值、快门速度和闪光灯触发之类的拍摄条件的设置的指令。

例如，包括液晶面板310(请参见图3)的EVF 316显示图像拾取器件1拾取的图像，并且再现记录图像。EVF 316或者LCD 311进行实时演示(预览)显示，在该实时演示显示中，在主拍摄之前(图像记录的拍摄)根据图像拾取器件1顺序产生的图像信号以运动图像方式显示拍摄物，这允许用户观看图像拾取器件1实际要拍摄的拍摄物。

主开关317包括可水平滑动的二位置滑动开关。例如，当主开关317设置在左边时，图像拾取单元的电源接通，而当主开关317设置在右边时，电源断开。

闪光灯部分318配置为弹出式内置闪光灯。在外部闪光灯安装在主体10上的情况下，连接端子部分319用于连接。

眼罩321是遮光组件，阻挡来自EVF 316周围的光。

曝光校正按钮323是用于诸如光圈值和快门速度之类的曝光值的调节的手动按钮。AE锁定按钮324是用于固定曝光的按钮。

图像拾取镜头2用作捕获从拍摄物获得的光(光图像)的镜头窗(lenswindow)，并且用作将从拍摄物获得的光引导到设置在主体10内的图像拾取器件1的图像拾取系统。通过按下上面描述的镜头更换按钮302来从主体10卸下图像拾取镜头2。

图像拾取镜头2包括含有沿光轴LT串行排列的多个透镜的透镜组21，如图4所示。透镜组21例如包括：聚焦透镜211，沿光轴LT移动以调节焦点；以及变焦透镜212，沿光轴LT移动用于放大。此外，图像拾取镜头2在外周上的适当位置处具有沿其镜筒的外周的可旋转的操作环。变焦透镜212可以手动或者自动沿光轴以取决于可操作环的旋转方向的方向移动取决于其旋转距离的距离，从而设置在与其到达位置对应的变焦放大率(拍摄放大率)。

[图像拾取单元的内部配置]

现在描述根据该实施例的图像拾取单元的内部配置。主体10例如容纳图像拾取器件1、快门单元40和EVF 316，如图3所示。

图像拾取器件1例如是诸如CCD图像传感器和CMOS图像传感器之类的固体图像拾取器件，并且包括例如排列在基底11上的多个像素，如图5A和图5B所示。图5A和图5B是分别示出根据该实施例的图像拾取器件1中的像素排列的特定示例的一部分的平面图。基底11沿垂直于光轴LT的表面延伸。图像拾取器件1的多个像素分类为：广开口像素31，每个具有相对大面积的开口14K1；以及窄开口像素32，每个具有面积比广开口像素31的面积小的开口14K2。在图5A和图5B中，指示广开口像素31和窄开口像素32的每个矩形的尺寸表示开口14K1和14K2中每个的尺寸。广开口像素31和窄开口像素32分别通过图像拾取镜头2接收从拍摄物获得的光束，并将光束转换为与红(R)、绿(G)和蓝(B)的各个颜色分量对应的光的模拟电信号(图像信号)，并输出图像信号。下面，将输出与红(R)、绿(G)和蓝(B)的各个颜色分量对应的光的图像信号的广开口像素31表示为像素R1、G1和B1，而将输出与红(R)、绿(G)和蓝(B)的各个颜色分量对应的光的图像信号的窄开口像素32表示为像素R2、G2和B2。这也适用于其它图。

在图5A和图5B中，像素排列是所谓拜耳排列(Bayer arrangement)。在图5A所示的像素排列中，分别在X方向(水平方向)延伸的多个像素阵列L11和多个像素阵列L12交替排列在Y方向(垂直方向)上。在像素阵列L11中，多个像素R1和多个像素G1交替排列在X方向上。在像素阵列L12中，多个像素G2和多个像素B1交替排列在X方向上。在Y方向上，像素阵列L1中的像素R1和像素G1分别与像素阵列L12中的像素G2和像素B1相邻。具体地说，像素R1和像素G2交替排列在Y方向上的像素阵列L21和像素G1和像素B1交替排列在Y方向上的像素阵列L交替排列在X方向上。因此，在图5A中，在X、Y和斜向的任意方向上，作为窄开口像素的像素G2与作为窄开口像素的像素B1、R1和G1之一交叉地交替设置。

在图5B所示的像素排列中，分别在相对于X和Y每个方向倾斜的右上对角线方向延伸的像素阵列L31、L32、L33和L34顺序排列在与延伸方向垂直的左上对角线方向上。在像素阵列L31中，多个像素G2沿右上对角线方向排列。在像素阵列L32和L34中，多个像素R1和多个像素B1沿右上对角线方向交替排列。在像素阵列L34中，多个像素G1沿右上对角线方向排列。在图5B所示的示例中，在沿X方向延伸的任意像素阵列中，用作广开口像素的像素G1的数量与用作窄开口像素的像素G2的数量相同。

图6A和图6B分别示出广开口像素31和窄开口像素32的截面结构。如图6A和图6B所示，广开口像素31和窄开口像素32每个具有在基底11上依次层叠光电转换部分12、平面化膜14、在其中心的附近具有开口14K(开口14K1或者14K2)的遮光膜14、滤色片15、平面化膜16和微透镜17的结构。在广开口像素31和窄开口像素32的每个中，光电转换部分12设置在其中心与开口14K重叠的区域中。窄开口像素32的开口14K2具有比广开口像素31的开口14K1更小的占据面积，如上所述。因此，窄开口像素32内的遮光膜14遮挡的通过图像拾取镜头2的入射光的比例比广开口像素31内更高。具体地说，与广开口像素31相比，窄开口像素32的光电转换部分12实际接收限于具有小的会聚角的分量的入射光。因此，与广开口像素31相比，窄开口像素32仅接收具有深的场深度并且相对成功地经历像差校正的入射光。因此，窄开口像素32获取较高分辨率的图像。在该实施例中，特别地，输出对应于绿分量的光的图像信号的像素G的数量是像素R和像素B中每个的数量的2倍，并且一部分像素G提供为窄开口像素32。因此，观看者以高分辨率识别图像。

快门单元40提供在图像拾取器件1的前面(在较靠近物体的一侧)。快门单元40例如具有在垂直方向上移动的帘式组件，并且根据帘式组件的开启/闭合操作来透射或者阻挡通过图像拾取镜头2的入射光。

EVF 316包括液晶面板310和目镜(eyepiece)106。液晶面板310例如是用于执行图像显示的彩色液晶面板，并显示图像拾取器件1捕获的图像。目镜106将在液晶面板310上显示的拍摄物图像引导到外部。这允许观看者观看拍摄物图像。

[图像拾取单元的电配置]

现在参考图4描述图像拾取单元的电配置。

如图4所示，例如，除了透镜组21，图像拾取镜头2还包括透镜驱动机构24、透镜位置检测部分25、透镜控制部分26和光圈驱动机构27。

[图像拾取镜头的电配置]

在透镜组21中，聚焦透镜211、变焦透镜212和用于入射到在主体10内提供的图像拾取元件1的光量的调节的光圈23容纳在镜筒22内并且沿光轴LT设置。透镜组21捕获从拍摄物获得的光以在图像拾取器件1的表面上形成光学图像。图像拾取镜头2还具有聚焦控制驱动部分71A和致动器71M，以将聚焦透镜211沿光轴LT移动用于调节焦点。

聚焦控制驱动部分71A通过透镜控制部分26根据从在主体10内提供的主控制部分62提供的AF控制信号来产生用于AF致动器71M的驱动控制信号。包括诸如步进马达的AF致动器71M向透镜驱动机构24提供透镜驱动力。

透镜驱动机构24例如包括螺纹和用于螺纹的旋转的未示出的齿轮，透镜驱动机构24接收来自AF致动器71M的驱动力，以将聚焦透镜211等沿光轴LT移动。注意，分别根据AF致动器71M的旋转方向和旋转频率确定聚焦透镜211的移动方向和移动距离。

透镜位置检测部分25包括编码板，该编码板具有在透镜组21的移动范围内在光轴LT方向以预定间距提供的多个代码图形，并且该透镜位置检测部分25包括与透镜一起在编码板上可滑动地移动的编码电刷，并因此在焦点的调节期间检测透镜组21的移动距离。注意，透镜位置检测部分25检测到的透镜位置例如以脉冲数的形式输出。

透镜控制部分26包括微型计算机，该微型计算机在其内嵌入诸如用于例如控制程序的ROM和存储关于状态信息的数据的闪速存储器之类的存储器。

此外，透镜控制部分26具有通过连接器Ec与相机主体10内的主控制部分62通信的通信功能。例如，这允许诸如透镜组21的焦距、出光瞳的位置、光圈值、焦距以及环境光量的状态信息数据以及由透镜位置检测部分25检测到的聚焦透镜21的位置信息传送到主控制部分62，并且例如允许从主控制部分62接收聚焦透镜21的移动距离的数据。

光圈驱动机构27通过耦合器75从光圈驱动致动器76M接收驱动力，以改变光圈23的光圈直径。

(主体的电配置)

现在描述主体10的电配置。除了图像拾取器件1，主体10还包括如下组件。具体地说，主体10包括模拟前端(AFE)5、图像处理部分61、图像存储器65、主控制部分62、闪光电路63、操作部分64、图像合成部分614、电源电路69、电池69B、快门驱动控制部分73A、快门驱动致动器73M、光圈驱动控制部分76A和光圈驱动致动器76M。

图像拾取器件1的图像拾取操作，诸如曝光操作的开始和结束、从像素的输出的选择、以及像素信号的读取由下面描述的定时控制电路51控制。

AFE 5包括定时控制电路51、信号处理部分52以及A/D转换部分53。AFE 5将定时脉冲提供到图像拾取器件1用于预定操作。此外，AFE 5对从图像拾取器件1的每个像素输出的图像信号(模拟信号)执行预定信号处理，并且将所处理的模拟信号转化为数字信号，然后，将该数字信号发送到图像处理部分61。

定时控制电路51根据从主控制部分62输出的基准时钟产生预定定时脉冲(诸如垂直扫描脉冲

水平扫描脉冲以及用于生成复位信号的脉冲)，并且将该定时脉冲发送到图像拾取器件1，以控制图像拾取器件1的图像拾取操作。此外，定时控制电路51将预定定时脉冲发送到信号处理部分52和A/D转换部分53，以控制信号处理部分52和A/D转换部分53的操作。

信号处理部分52对从图像拾取器件1输出的模拟图像信号执行预定模拟信号处理。信号处理部分52包括诸如相关二重抽样(CDS)电路、自动增益控制(AGC)电路和箝位电路。A/D转换部分53根据从定时控制电路51输出的定时脉冲，将从信号处理部分52输出的R、G和B的模拟图像信号转换为包括多个位的数字图像信号(例如，12位信号)。

图像处理部分61对从AFE 5输出的图像数据执行预定信号处理，以创建图像文件，并且包括诸如黑电平校正电路611、白平衡校正电路612、伽马(γ)校正电路613以及图像合成部分614。注意，捕获到图像处理部分61内的图像数据与图像拾取器件1的读取同步地临时写入图像存储器65中，此后，访问写入图像存储器65内的图像数据，用于在图像处理部分61的每个模块内的处理。

黑电平校正电路611将经历了A/D转换部分53的A/D转换的R、G和B的每个数字图像信号的黑电平校正为基准黑电平。

白平衡控制电路612根据取决于光源的白基准执行R、G和B颜色分量的数字信号的电平变换(白平衡(WB)调节)。具体地说，白平衡校正电路612根据从主控制部分62提供的WB调节数据由诸如亮度和色度的数据指定拍摄物的估计初始是白色的一部分。此外，白平衡校正电路612得到拍摄物的该部分的各个颜色分量R、G和B的平均值，并得到用作用于电平校正的R和B的校正增益的G/R比和G/B比。

伽马校正电路613校正经历了白平衡调节的图像信号(图像数据)的灰度级特性。详细地说，伽马校正电路61利用伽马校正表以执行非线性变换和偏移调节，在该伽马校正表中，事先对每个颜色分量设置图像数据的电平。

图像合成部分614根据来自伽马校正电路613的多个图像数据形成合成图像，并且将合成图像的数据(合成图像数据)发送到图像存储器65。下面将详细描述合成图像的形成。

在拍摄模式期间，图像存储器65临时保存从图像处理部分61输出的图像数据，并且图像存储器65还用作其中图像数据经历主控制部分62的预定处理的工作区。此外，在再现模式期间，图像存储器65临时保存从存储卡67读取的图像数据。

主控制部分62包括：ROM 621，例如存储控制程序；以及微型计算机，具有包括嵌入其内的用于临时保存数据的RAM(未示出)的存储部分，并且通常用于控制图像拾取单元的各部分的操作。

在闪光拍摄模式期间，闪光电路63将闪光灯部分318发出的光量或者连接到连接端子部分319的外部闪光的量控制为由主控制部分62设置的发光量。

提供操作部分64以将操作信息输入到主控制部分62。操作部分64例如包括模式设置拨盘305、控制值设置拨盘306、快门按钮307、设置按钮组312、交叉键314、按压按钮315以及主开关317。

电源电路69例如包括恒压电路，并产生驱动包括诸如主控制部分62的控制部分、图像拾取器件1和其它驱动部分的整个图像拾取单元的电压。利用从主控制部分62提供到电源电路69的控制信号来控制对图像拾取器件1施加的电流。包括诸如镍氢电池的二次电池或者诸如碱性电池的一次电池的电池69B是对整个图像拾取单元供电的电源。

快门驱动控制部分73A根据从主控制部分62提供的控制信号产生用于快门驱动致动器73M的驱动控制信号。快门驱动致动器73M驱动快门单元40的开/关操作。

光圈驱动控制部分76A根据从主控制部分62提供的控制信号产生用于光圈驱动致动器76M的驱动控制信号。光圈驱动致动器76M通过耦合器75对光圈驱动机构27提供驱动力。

[图像拾取单元的拍摄操作]

现在描述图像拾取单元的拍摄操作。在主控制部分62的控制下执行拍摄操作。在图像拾取单元中，拍摄者利用在主体10的背面上提供的LCD 311和EVF 316之一或者二者上显示的实时演示图像来确定画面构成。具体地说，拍摄者确定图像拾取镜头2的方向，以使得在实时演示图像中显示作为拍摄物体的主拍摄物(例如，人)。通过经图像拾取镜头2顺序再现由图像拾取器件1顺序获取的多个图像来形成实时演示图像。在确定画面构成后，拍摄者按下快门按钮307为半按下状态，激活拍摄拍摄物的静止图像的准备操作(诸如设置曝光控制值和检测焦点的准备操作)。在此，主控制部分62的聚集控制部分(未示出)和聚焦控制驱动部分71A合作地驱动透镜驱动机构24，以调节聚焦透镜211的位置，以使得主拍摄物处于聚焦状态。利用例如多个相差类型的AF传感器(未示出)检测聚焦状态。在主拍摄物处于聚焦状态之后，拍摄者按下快门按钮307为全按下状态，激活拍摄操作。具体地说，图像拾取器件1通过图像拾取镜头2接收从拍摄物到达的光，并且将与包括主拍摄物的拍摄物图像对应的图像信号(模拟信号)发送到信号处理部分52。此后，来自信号处理部分52的图像信号通过A/D转换部分53，并因此转换为数字信号，然后被发送到图像处理部分61。图像处理部分61接收到的图像信号从黑电平校正电路611依次通过白平衡校正电路612和伽玛(γ)校正电路613发送到图像合成部分614。图像合成部分614将基于从广开口像素31获得的图像信号的图像与基于从窄开口像素32获得的图像信号的图像组合以形成一个合成图像。合成图像临时保存在图像存储器65中。

[图像合成处理]

现在参考图7和图8描述图像合成部分614的图像合成处理。图7是解释图像合成部分614的图像合成处理的流程的流程图。图8是解释图像合成处理的示意图。详细地说，图8中的(A)示出仅基于从广开口像素31(像素R1、G1和B1)获得的图像的示例性图像IMG1。图8中的(B)示出基于从广开口像素31(像素R1和B1)获得的图像信号和从窄开口像素32(像素G2)获得的图像信号的示例性图像IMG2。图8中的(C)示出通过合成图像IMG1的一部分和图像IMG2的一部分形成的合成图像IMG3。产生图像IMG1的图像信号和产生图像IMG2的图像信号由广开口像素31和窄开口像素32同时捕获。

图像合成部分614首先从图8中的(A)所示的图像IMG1提取具有等于或者高于预定值的对比度的部分图像AR11(步骤S101)。图8中的(A)中的图像IMG1以靠近图像拾取单元的顺序包括作为主拍摄物的人物图像S1、枞树图像S2和山图像S3。由于执行聚集控制以使得人物图像S1处于聚焦状态，所以对比度以人物图像S1、枞树图像S2和山图像S3的顺序降低。因此，在步骤S101，提取例如包括人物图像S1和枞树图像S2的部分图像AR11。

然后，根据对比度从图像IMG1的部分图像AR11提取包括作为主拍摄物的人物图像S1的部分图像AR12(图8中的(A))(步骤S102)。此时，根据诸如用于检测聚焦状态的人脸识别信息和范围信息来识别作为主拍摄物的人物图像S1。此外，可以在步骤S101直接从图像IMG1提取部分图像AR12。

然后，从图8的(B)所示的图像IMG2提取与图像IMG1的部分图像AR12对应的部分图像AR21(步骤S103)。图8中的(B)中的图像IMG2也包括用作主拍摄物的人物图像S1、枞树图像S2和山图像S3。

然后，在需要时对占据图像IMG1的部分图像AR12之外的区域的部分图像AR13的曝光和图像IMG2的部分图像AR2的曝光进行调节(步骤S104)。详细地说，由于开口14K2小于开口14K1，所以与广开口像素31(像素R1或者B1)相比，窄开口像素32(像素G2)接收到较少的光量。因此，优选地而非限制性地要求对窄开口像素32调节或者增大增益。

最后，部分图像AR13与部分图像AR21组合以形成合成图像。这就结束了图像合成部分614的图像合成处理(步骤S105)。

[实施例的效果]

这样，该实施例的图像拾取器件包括分别具有开口14K1的广开口像素31和分别具有与开口14K1的尺寸不同的开口14K2的窄开口像素32，并且包括图像合成部分614。因此，广开口像素31捕获具有相对大会聚角的入射光束，而窄开口像素32捕获具有相对小会聚角的入射光束。此外，图像合成部分614将仅基于从广开口像素31获得的图像信号的部分图像AR13与包括从窄开口像素32获得的图像信号的部分图像AR21组合以形成一个合成图像IMG3。这产生了作为具有浅的场深度的背景图像与具有深的场深度并成功经历了像差校正的主拍摄物的图像的组合的合成图像。具体地说，显著模糊的背景图像与主拍摄物的清晰图像组合，实现了允许加重主拍摄物的拍摄表达。

此外，图像拾取器件1还实质上执行像差校正，导致图像拾取镜头2的像差校正程度的松弛(最大光圈)。这提高了图像拾取镜头2的设计灵活性，可以简化结构，包括减少像差校正的透镜的数量和可以代替非球面使用球面。

此外，在根据本实施例的图像拾取单元中，利用广开口像素31与窄开口像素32之间的曝光差异代替执行调节曝光，这允许集中获取大动态范围内的图像。具体地说，根据从广开口像素31获得的图像信号从图像中提取与相对亮的拍摄物对应的部分图像(高亮区域图像)，并且同时根据从窄开口像素32获得的图像信号从图像提取与相对暗的拍摄物对应的部分图像(低亮区域图像)。这种部分图像组合，以实现具有大的亮度动态范围的合成图像。因此，此时捕获所谓曝光过度(blown-out-highlight)和曝光不足(blocked-up-shadow)相对小的合成图像，允许记录过去难以实现的亮度动态范围宽的视频。

尽管前面利用实施例描述了本技术，但是可以对该实施例进行各种修改或者变型，而没有任何限制。例如，输出对应于绿色分量的光的图像信号的像素(像素G2)在本实施例中作为第二像素(窄开口像素32)提供。然而，在本技术中，输出对应于红色分量和蓝色分量的光的图像信号的各像素(像素R2和B2)可以作为例如第二像素(窄开口像素32)提供，如图9至图11所示。图9至图11分别示出作为所谓拜耳排列的像素排列，与图5A和图5B中相同。

详细地说，在图9中，在垂直于延伸方向的左上对角线方向顺序排列分别以相对于X和Y方向倾斜的右上对角线方向延伸的像素阵列L35、L36、L37和L38。在像素阵列L35中，像素R1和像素B1沿右上对角线方向交替排列。在像素阵列L36中，像素G1和像素G2沿右上对角线方向交替排列。在像素阵列L37中，像素R2和像素B2沿右上对角线方向交替排列。在像素阵列L38中，多个像素G1沿右上对角线方向排列。

在图10中，分别以X方向延伸的像素阵列L13、L14、L15和L16在Y方向顺序排列。在像素阵列L13中，多个像素R1和多个像素G1在X方向交替排列。在像素阵列L14中，多个像素G1和多个像素B1在X方向交替排列。在像素阵列L15中，多个像素R2和多个像素G2在X方向交替排列。在像素阵列L16中，多个像素G2和多个像素B2在X方向交替排列。在Y方向，像素阵列L13和L15中的像素R1和R2分别与像素阵列L14和L16中的像素G1和G2相邻。具体地说，在Y方向依次排列了像素R1、G1、R2和G2的像素阵列L23与在Y方向依次排列了像素G1、B1、G2和B2的像素阵列L24交替排列在X方向上。

在图11中，排列像素块BL1和像素块BL2，以形成棋盘图形。每个像素块BL1包括一个像素R1、一个像素B1和两个像素G1。每个像素块BL2都包括一个像素R2、一个像素B2和两个像素G2。注意，在图10和图11所示的每个像素排列中，广开口像素31的数量与窄开口像素32的数量相同。此外，像素R1、G1和B1的数量比是1∶2∶1，而像素R2、G2和B2的数量比也是1∶2∶1。

另外，例如，作为AF(自动对焦)传感器的像素41和42可以与广开口像素31和窄开口像素32一起设置在图像拾取器件1的基底11上，如图12A至图12C所示。像素41和42是用于检测聚集状态的相差型AF传感器。像素41是用于检测Y方向上的相差的AF传感器，并且分类为两种像素41A和41B，每个具有在Y方向从光接收区(光电转换部分)的中心偏移的开口41K。另一方面，像素42是用于检测X方向上的相差的AF传感器，并且分类为两种像素42A和42B，每个具有在X方向上从光接收区域的中心偏移的开口42K。为了实际检测聚集状态，一组像素41A和41B用于检测Y方向上的相差，而一组像素42A和42B用于检测X方向上的相差。注意，像素41A和41B与广开口像素31和窄开口像素32的结构的不同之处在于开口41K和42K中每个的中心偏离光接收区(光电转换部分)，并且不需要滤色片。图12A至图12C示出包括像素41A和41B的像素阵列L41和包括像素42A和42B的像素阵列L42分别适当地包括在图9、图10和图5A所示的像素排列中的示例。

尽管利用所谓拜耳排列作为示例性像素排列描述了该实施例，但是本技术并不局限于此。例如，像素排列可以具有清除位图形，如图13所示。在这种像素排列中，也提供了广开口像素31(像素R1、G1和B1)和窄开口像素32(像素G2)从而与本实施例实现相同的效果。

此外，尽管在本实施例中采用了在同一基底上既具有广开口像素又具有窄开口像素的一个图像拾取器件，但是本技术并不局限于此。例如，半透射反射镜(具有透射一部分入射光L1而反射另一部分的特性的没有波长选择性的光学组件)81可以用于将来自光学拾取镜头2的光束L1分离，以使得由两个图像拾取器件1A和1B进行图像拾取。在此，例如，图像拾取器件1A可以仅具有广开口像素，而图像拾取器件1B可以仅具有窄开口像素，或者既具有广开口像素又具有窄开口像素。

此外，在该实施例中，通过增益调节来调节曝光。然而，例如，在图14所示的示例中，快门单元可以提供在图像拾取器件1A的前方(在靠近物体一侧)，以使得调节快门单元的打开时段，以改变调节曝光的曝光时间，代替进行增益调节。这种曝光时间的调节可以与增益调节组合。

尽管利用包括其遮光部分的开口面积互相不同的两个类型的像素(广开口像素和窄开口像素)的图像拾取器件描述了该实施例，但是本技术并不局限于此。例如，可以采用包括其遮光部分的开口面积互相不同的三种或者三种以上像素的图像拾取器件。

注意，尽管利用以图像合成部分614执行图像合成的图像拾取器件描述了该实施例，但是在不进行这种图像合成的情况下，图像拾取器件可以通过选择拍摄模式来执行典型拍摄。在这种情况下，来自伽马校正电路63的图像数据可以直接发送到图像存储器65，而不通过图像合成部分614.

因此，根据上面描述的本公开的示例实施例和修改例，至少可以实现如下配置。

(1)一种图像拾取单元，包括：

第一像素，从物体开始依次包括第一遮光部分和第一光接收部分，第一像素输出第一图像信号，而第一遮光部分包括第一开口；

第二像素，从物体开始依次包括第二遮光部分和第二光接收部分，第二像素输出第二图像信号，而第二遮光部分包括具有比第一开口的面积小的面积的第二开口；以及

合成部分，将基于第一图像信号的第一图像与基于第二图像信号的第二图像组合以形成合成图像。

(2)根据(1)所述的图像拾取单元，其中第二像素包括接收绿光的绿像素，以及

第一像素包括接收红光的红像素和接收蓝光的蓝像素。

(3)根据(1)或者(2)所述的图像拾取单元，其中第二像素包括接收绿光的第一绿像素，以及

第一像素包括接收红光的红像素、接收蓝光的蓝像素以及接收绿光的第二绿像素。

(4)根据(1)至(3)中任何一项所述的图像拾取单元，其中合成部分将从第二图像提取的拍摄物图像与从第一图像提取的背景图像组合。

(5)根据(1)至(4)中任何一项所述的图像拾取单元，其中合成部分将从第二图像提取的高亮区域图像与从第一图像提取的低亮区域图像组合。

(6)根据(1)至(5)中任何一项所述的图像拾取单元，其中第一像素和第二像素提供在同一基底上。

(7)根据(1)至(6)中任何一项所述的图像拾取单元，其中第二光接收部分设置在第二光接收部分的中心与第二开口重叠的区域中。

(8)根据(1)至(7)中任何一项所述的图像拾取单元，还包括：

第一光接收器件，从物体开始依次包括第三遮光部分和第三光接收部分，第三遮光部分包括第三开口，而第三光接收部分在第一方向相对于第三开口偏心地提供；以及

第二光接收部分，从物体开始依次包括第四遮光部分和第四光接收部分，第四遮光部分包括第四开口，而第四光接收部分在与第一方向相反的第二方向上相对于第四开口偏心地提供。

(9)一种图像拾取器件，包括：

第一像素，从物体开始依次包括第一遮光部分和第一光接收部分，第一像素输出第一图像信号，而第一遮光部分包括第一开口；以及

第二像素，从物体开始依次包括第二遮光部分和第二光接收部分，第二像素输出第二图像信号，而第二遮光部分包括具有比第一开口的面积小的面积的第二开口。

本公开含有与于2011年4月13日向日本专利局提交的第JP2011-089432号日本优先权专利申请披露的主题有关的主题，在此通过引用包括该专利申请的全部内容。

本技术领域内的技术人员应当明白，根据设计要求和其他因素，可以设想各种修改、组合、部分组合和变型，然而，它们均落入所附权利要求书或者其等效物的范围内。

Claims (9)

1.一种图像拾取单元，包括：

第一像素，从物体开始依次包括第一遮光部分和第一光接收部分，所述第一像素输出第一图像信号，而所述第一遮光部分包括第一开口；

第二像素，从物体开始依次包括第二遮光部分和第二光接收部分，所述第二像素输出第二图像信号，而所述第二遮光部分包括具有比所述第一开口的面积小的面积的第二开口；以及

合成部分，将基于所述第一图像信号的第一图像与基于所述第二图像信号的第二图像组合以形成合成图像。

2.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中，所述第二像素包括接收绿光的绿像素，以及

所述第一像素包括接收红光的红像素和接收蓝光的蓝像素。

3.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中，所述第二像素包括接收绿光的第一绿像素，以及

所述第一像素包括接收红光的红像素、接收蓝光的蓝像素以及接收绿光的绿像素。

4.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中，所述合成部分将从所述第二图像提取的拍摄物图像与从所述第一图像提取的背景图像组合。

5.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中，所述合成部分将从所述第二图像提取的高亮区域图像与从所述第一图像提取的低亮区域图像组合。

6.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中，所述第一像素和第二像素提供在同一基底上。

7.根据权利要求1所述的图像拾取单元，其中，所述第二光接收部分设置在所述第二光接收部分的中心与所述第二开口重叠的区域中。

8.根据权利要求1所述的图像拾取单元，进一步包括：

第一光接收器件，从物体开始依次包括第三遮光部分和第三光接收部分，所述第三遮光部分包括第三开口，而所述第三光接收部分在第一方向上相对于所述第三开口偏心地提供；以及

第二光接收部分，从物体开始依次包括第四遮光部分和第四光接收部分，所述第四遮光部分包括第四开口，而所述第四光接收部分在与第一方向相反的第二方向上相对于所述第四开口偏心地提供。

9.一种图像拾取器件，包括：

第一像素，从物体开始依次包括第一遮光部分和第一光接收部分，所述第一像素输出第一图像信号，而所述第一遮光部分包括第一开口；以及

第二像素，从物体开始依次包括第二遮光部分和第二光接收部分，所述第二像素输出第二图像信号，而所述第二遮光部分包括具有比所述第一开口的面积小的面积的第二开口。

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