CN103380392A - 摄像装置及其对焦控制方法 - Google Patents
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Abstract
在摄像装置中控制对焦,该摄像装置对摄像元件进行以卷帘快门方式读出信号的读出控制,上述摄像元件具有多个相位差检测像素对,并具有多个摄像像素对,其中上述相位差检测像素对由具有相对于摄影镜头的主轴而向一侧偏心的开口部的相位差检测像素(1x)和具有相对于上述主轴而向另一侧偏心的开口部的相位差检测像素(1y)构成。上述对焦的控制包括:进行从相位差检测像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,求出相位差量,并且进行从摄像像素对(P)的各像素对所读出的信号的相关运算,求出卷帘快门引起的失真量,并利用卷帘快门引起的失真量对上述求出的相位差量进行校正。
Description
技术领域
本申请主张2011年3月31日提交的日本申请第2011-080032号的优先权,并且通过参照将其全文援用于本说明书中。
本发明涉及一种摄像装置及其对焦控制方法,特别是涉及一种在拍摄被摄体时进行对焦控制的摄像装置及其对焦控制方法。
背景技术
近年来,伴随着CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)面传感器、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体)图像传感器等固体摄像元件的高分辨率化,数码电子静物相机、数码摄像机、移动电话、PDA(Personal Digital Assistant:移动信息终端设备)等具有摄影功能的信息设备的需求正在激增。此外,将上述具有摄像功能的信息设备整体称为摄影装置。
然而,在检测至主要被摄体的距离的对焦控制方法中,包括对比度方式、相位差AF(Auto Focus:自动对焦)方式。相位差AF方式与对比度方式相比,能够高速、高精度地进行对焦位置的检测,因此在各种摄像装置中被广泛采用。
使用CMOS的摄像装置的读出方式中,公知有从上方起进行依次重置、依次读出的卷帘快门方式。卷帘快门方式中,根据像素位置,读出时刻会存在时间差,因此在动的被摄体的情况下,有时被摄体的图像会失真。
因此,在通过使用CMOS的摄像装置来拍摄运动中的被摄体的情况下,当要以相位差AF方式进行对焦控制时,受到卷帘快门引起的失真的影响,由于读出时刻的偏移期间所产生的图像移动、图像变化,相位差检测产生误差。
日本特开2009-128579号公报中记载了以下装置:在水平方向上配置的焦点检测像素无法获得具有可靠性的焦点检测结果的情况下,垂直方向上配置的焦点检测像素进行焦点检测而检测出被摄体的运动的情况下,不进行垂直方向上配置的焦点检测像素的焦点检测。
并且,日本特开2008-72470号公报及日本特开2008-263352号公报中公开了进行控制使得用于相位差检测的像素的电荷积蓄时刻变得相同的装置。
发明内容
发明要解决的问题
但是,在日本特开2009-128579号公报所公开的技术中,只是根据焦点检测结果的可靠性或者仅在未检测出被摄体的运动的情况等被限定的条件下,进行基于相位差AF方式的焦点检测,在通过相位差AF方式进行焦点检测时,无法减轻卷帘快门造成的影响。并且,在日本特开2008-72470号公报及日本特开2008-263352号公报所公开的技术中,需要追加电路,因此成本变高。
本发明考虑以上情况而作出,提供一种摄像装置及对焦控制方法,即使在通过卷帘快门方式根据从配置于不同行上的相位差检测像素读出的信号进行对焦位置的检测的情况下,无需设置追加电路也能够减轻卷帘快门引起的失真的影响,检测对焦位置,并高精度地进行对焦控制。
用于解决问题的方法
本发明的一个方式是一种摄像装置,具有:摄像元件,具有多个相位差检测像素对,并具有多个摄像像素对,其中所述相位差检测像素对由具有相对于摄影镜头的主轴而向一侧偏心的开口部的第一相位差检测像素和具有相对于上述主轴而向另一侧偏心的开口部的第二相位差检测像素构成,所述摄像像素对由多个摄像像素构成;读出单元,对上述摄像元件以卷帘快门方式读出排列于上述摄像元件的摄像像素及相位差检测像素的信号;第一相关运算单元,进行从上述相位差检测像素对的各像素对所读出的信号的相关运算;第二相关运算单元,进行从上述摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算;校正单元,利用上述第二相关运算单元的相关运算结果校正上述第一相关运算单元的相关运算结果;及对焦单元,利用上述校正后的相关运算结果来进行对焦控制。
这样一来,进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,并校正从相位差检测像素对所读出的相关运算结果,因此无需设置追加电路而能够减轻卷帘快门引起的失真影响,检测对焦位置,并高精度地进行对焦控制。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算单元进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由以下摄像像素构成:配置有读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对的第一相位差检测像素的行上所配置的摄像像素;及配置有该相位差检测像素对的第二相位差检测像素的行上所配置的摄像像素。
在上述方式中,可以设为,在上述一个方式所述的摄像装置中,上述第二相关运算单元进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由分别配置于与配置有读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对的各相位差检测像素的各行不同的行上的摄像像素构成。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算单元进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对设有颜色与读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色相同的滤色器。
在上述方式中,可以设,上述第二相关运算单元进行从多个摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该多个摄像像素对包括设有颜色与读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色不同的滤色器的摄像像素对。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算单元进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对是在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成的摄像像素对。
在上述方式中,可以设为,还具有:选择单元,在上述第二相关运算单元的相关运算进行之前,在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,选择由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成的摄像像素对;及控制单元,控制上述读出单元,以从上述相位差检测像素对及上述选择单元所选择的摄像像素对的各个像素对读出信号,上述第二相关运算单元进行通过上述控制单元的控制而读出的信号的相关运算。
在上述方式中,可以还具有曝光控制单元,控制上述摄像元件的曝光时间以成为与上述摄像像素的灵敏度对应的曝光量。
在上述方式中,可以设为,还具有判断单元,基于以下至少之一判断是否进行上述校正单元的校正:使焦点对准的焦点区域的大小、读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素的个数、摄影视角内的被摄体的移动及上述焦点区域内的被摄体的移动,在由上述判断单元判断为不进行上述校正单元的校正的情况下,上述对焦单元中止上述校正单元的校正的执行,利用上述校正前的上述第一相关运算单元的相关运算结果来进行对焦控制。
本发明的其他方式是一种对焦控制方法,是具有摄像元件的摄像装置的对焦控制方法,上述摄像元件具有多个相位差检测像素对,并具有多个摄像像素对,其中所述相位差检测像素对由具有相对于摄影镜头的主轴而向一侧偏心的开口部的第一相位差检测像素和具有相对于上述主轴而向另一侧偏心的开口部的第二相位差检测像素构成,所述摄像像素对由多个摄像像素构成,上述对焦控制方法包括:对上述摄像元件以卷帘快门方式读出排列于上述摄像元件的摄像像素及相位差检测像素的信号,对从上述相位差检测像素对的各像素对所读出的信号,进行第一相关运算,对从上述摄像像素对的各像素对所读出的信号,进行第二相关运算,利用上述第二相关运算的结果校正上述第一相关运算的结果,利用上述校正后的相关运算结果来进行对焦控制。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由以下摄像像素构成:配置有读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对的第一相位差检测像素的行上所配置的摄像像素;及配置有上述相位差检测像素对的第二相位差检测像素的行上所配置的摄像像素。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由分别配置于与配置有读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对的各相位差检测像素的各行不同的行上的摄像像素构成。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对设有颜色与读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色相同的滤色器。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算进行从多个摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该多个摄像像素对包括设有颜色与读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色不同的滤色器的摄像像素对。
在上述方式中,可以设为,上述第二相关运算进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对是在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成。
在上述方式中,可以还包括:在进行上述第二相关运算之前,在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,选择由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成的摄像像素对;控制上述读出以从上述相位差检测像素对及上述所选择的摄像像素对的各像素对读出信号,上述第二相关运算可以进行通过上述读出的控制而读出的信号的相关运算。
在上述方式中,可以还包括:对上述摄像元件的曝光时间进行曝光控制以成为与上述摄像像素的灵敏度对应的曝光量。
在上述方式中,可以还包括基于以下至少之一判断是否进行上述校正:使焦点对准的焦点区域的大小、读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素的个数、摄影视角内的被摄体的移动及上述焦点区域内的被摄体的移动,上述对焦控制可以包括:在通过上述判断而判断为不进行校正的情况下,中止校正的执行,利用上述校正前的上述第一相关运算的结果来控制对焦。
这样一来,进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,并校正从相位差检测像素对所读出的相关运算结果,因此无需设置追加电路而能够减轻卷帘快门引起的失真影响,检测对焦位置,并高精度地进行对焦控制。
发明效果
根据本发明,无需设置追加电路而能够减轻卷帘快门引起的失真的影响,检测对焦位置,并高精度地进行对焦控制。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的数码相机的电子系统的要部结构的框图。
图2是表示CMOS的整体结构的俯视图。
图3是相位差检测区域内的局部的表面放大示意图。
图4是仅摘出图3的相位差检测像素而示意地显示的图。
图5(A)是示意地表示通过从一对相位差检测像素读出的检测信号的相关运算所求出的偏移量不仅包括相位差量还包括卷帘快门失真造成的误差量(卷帘快门引起的失真量)这一情况的图,图5(B)是示意地表示通过摄像像素进行相关运算从而能够算出卷帘快门引起的失真量的图。
图6是表示第一实施方式所涉及的AF控制的流程的流程图。
图7是表示为算出卷帘快门引起的失真量而使用的摄像像素对的一例的图。
图8是表示为算出卷帘快门引起的失真量而使用的摄像像素对的一例的图。
图9是表示为算出卷帘快门引起的失真量而使用的摄像像素对的一例的图。
图10是表示为算出卷帘快门引起的失真量而使用的摄像像素对的一例的图。
图11是表示从在斜方向上相邻配置的G色摄像像素及相位差检测像素中的各个像素所读出的信号量的一例的图表。
图12是表示相位差检测像素A的信号量的电平和从配置于相位差检测像素A周边的、设有R色滤色器的摄像像素(普通R像素)、设有G色滤色器的摄像像素(普通G像素)及设有B色滤色器的摄像像素(普通B像素)中的各个像素所读出的信号量的电平的一例的图表。
图13是表示第二实施方式所涉及的AF控制处理的流程的一例的流程图。
图14是表示第二实施方式所涉及的AF控制处理的流程的其他例的流程图。
图15是表示第二实施方式所涉及的AF控制处理的流程的其他例的流程图。
图16是表示第二实施方式所涉及的AF控制处理的流程的其他例的流程图。
图17是表示第二实施方式所涉及的AF控制处理的流程的其他例的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。并且,在此对将本发明适用于进行静止图像的摄影的数码电子静物相机(以下称为“数码相机”)的情况进行说明。
[第一实施方式]
首先,参照图1,说明本实施方式所涉及的数码相机10的电子系统的要部结构。
如图1所示,本实施方式所涉及的数码相机10构成为包括:光学单元22,构成为包括用于使被摄体图像成像的镜头;固体摄像元件(在本实施方式中是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:互补金属氧化物半导体))24,配置于该镜头的光轴后方;及模拟信号处理部26,对所输入的模拟信号进行各种模拟信号处理。
并且,数码相机10构成为包括:模拟/数字转换器(以下称为“ADC”)28,将所输入的模拟信号转换为数字数据;及数字信号处理部30,对所输入的数字数据进行各种数字信号处理。
此外,数字信号处理部30内置规定容量的行缓冲器,也进行将所输入的数字数据直接存储到下述存储器48的规定区域的控制。
CMOS24的输出端与模拟信号处理部26的输入端连接,模拟信号处理部26的输出端与ADC28的输入端连接,ADC28的输出端与数字信号处理部30的输入端连接。因此,表示从CMOS24输出的被摄体图像的模拟信号被模拟信号处理部26实施规定的模拟信号处理,由ADC28转换为数字图像数据后,被输入到数字信号处理部30。
另一方面,数码相机10构成为包括:液晶显示器(以下称为“LCD”)38,显示所拍摄的被摄体图像、菜单画面等;LCD接口36,生成用于使该被摄体图像、菜单画面等显示于LCD38的信号,并提供给LCD38;CPU(中央处理装置)40,掌管数码相机10整体的动作;存储器48,暂时存储通过摄影所获得的数字图像数据等;及存储器接口46,进行对存储器48的存取的控制。
而且,数码相机10构成为包括:外部存储器接口50,能够在数码相机10对移动型存储卡52进行存取;及压缩/解压缩处理电路54,进行对数字图像数据的压缩处理及解压缩处理。
此外,在本实施方式的数码相机10中,作为存储器48使用闪存(Flash Memory),作为存储卡52使用xD Picture Card(注册商标),但不限于此。
数字信号处理部30、LCD接口36、CPU40、存储器接口46、外部存储器接口50及压缩/解压缩处理电路54经由系统总线BUS而彼此连接。因此,CPU40能够分别进行数字信号处理部30及压缩/解压缩处理电路54的动作的控制、经由LCD接口36而对LCD38的各种信息的显示、经由存储器接口46或外部存储器接口50而对存储器48及存储卡52的存取。CPU40还执行下述AF控制。
另一方面,数码相机10中具有定时信号发生器32,该定时信号发生器32生成主要用于驱动CMOS24的定时信号(脉冲信号)并提供给CMOS24。CMOS24的驱动通过CPU40经由定时信号发生器32进行控制。
CMOS24具有如下所述地使多个像素排列于水平方向而得到的多个行,以对应行上的各像素来控制曝光开始时刻及读出时刻的卷帘快门方式进行控制。以下,以各行中曝光开始及读出时刻不同的情况为例进行说明,但不限于此。
而且,数码相机10具备电动机驱动部34。光学单元22所具有的未图示的焦点调节电动机、变焦电动机及光圈驱动电动机的驱动也通过CPU40而经由电动机驱动部34进行控制。
即,本实施方式所涉及的上述镜头具有摄影镜头和未图示的镜头驱动机构,其中该摄影镜头具有变焦镜头及聚焦镜头。该镜头驱动机构包括上述焦点调节电动机、变焦电动机及光圈驱动电动机。这些电动机分别通过CPU40的控制,由从电动机驱动部34提供的驱动信号驱动。
而且,数码相机10具有操作部56,该操作部56构成为包括以下各种开关类:执行摄影时进行按压操作的释放开关(所谓快门);切换数码相机10的电源的接通/断开时所操作的电源开关;设定为进行摄影的模式即摄影模式及在LCD38重放被摄体图像的模式即重放模式中的任一模式时所操作的模式切换开关;将菜单画面显示于LCD38时进行按压操作的菜单开关;确定目前为止的操作内容时进行按压操作的确定开关;及取消之前的操作内容时进行按压操作的取消开关等。这些操作部56与CPU40连接。因此,CPU40能够始终掌握对这些操作部56的操作状态。
此外,本实施方式所涉及的数码相机10的释放开关构成为能够检测出将其按到中间位置的状态(以下称为“半按状态”)和按到超过该中间位置的最终按下位置的状态(以下称为“全按状态”)这两个阶段的按压操作。
并且,在数码相机10中,通过使释放开关成为半按状态,AE(Automatic Exposure:自动曝光)功能发挥作用而设定了曝光状态(快门速度、光圈的状态)后,AF功能发挥作用并进行对焦控制,之后,若继续按下而成为全按状态则进行曝光(摄影)。
并且,数码相机10具备:闪光灯44,在摄影时根据需要而发出照射到被摄体的光;及充电部42,介于闪光灯44和CPU40之间,并且通过CPU40的控制而充电用于使闪光灯44发光的电力。而且,闪光灯44也与CPU40连接,闪光灯44的发光由CPU40控制。
图2是表示CMOS24的整体结构的俯视图。CMOS24的摄影区域70中,未图示的多个像素(受光元件:光电二极管)呈二维阵列状排列形成。在本实施方式中,成为偶数行的像素行相对于奇数行的像素行每错开1/2像素间距地排列的所谓蜂巢像素排列。
并且,虽然在图2中省略图示,但在本实施方式中,R(红)、G(绿)、B(蓝)的滤色器在以拜耳排列方式排列的状态下层叠于摄像区域70的多个像素中的各个像素。此外,RGB的排列也可以是条纹排列。
CMOS24中还设有水平扫描电路721、722、垂直扫描电路741、742(相当于读出部)。此外,虽省略了图示,但在水平扫描电路721、722连接有水平信号线,在垂直扫描电路741、742连接有垂直选择线。
垂直扫描电路741通过垂直选择线,以行(line)为单位对配置于摄像区域70的奇数行的第一像素组的各像素进行选择。在这种情况下,从最下端开始逐行地依次选择,各行统一进行像素信号的读出。此外,也可以设置CDS电路,其对从第一像素组以行为单位读出的各像素信号进行相关双重采样处理,以降低重置噪音。水平扫描电路721从左端开始依次以像素为单位选择从第一像素组读出的一行量的像素信号。由此,从第一像素组读出的各像素信号被输出到水平信号线。如此依次输出到水平信号线的像素信号在利用后段的放大器(未图示)被放大后,向外部输出。
而且,垂直扫描电路742通过垂直选择线,以行为单位对配置于摄像区域70的偶数行的第二像素组的各像素进行选择。在这种情况下,从最下端开始逐行地依次选择,各行统一进行像素信号的读出。此外,也可以设置CDS电路,其对从第二像素组以行为单位读出的各像素信号进行相关双重采样处理,以降低重置噪音。水平扫描电路722从左端开始依次以像素为单位选择从第二像素组读出的一行量的像素信号。由此,从第二像素组读出的各像素信号被输出到水平信号线。如此依次输出到水平信号线的像素信号在利用后段的放大器(未图示)被放大后,向外部输出。
此外,在本实施方式中,在摄像区域70的部分区域例如中央位置设有矩形的相位差检测区域。此外,相位差检测区域可以相对于摄像区域70只设置一处,也可以设置多处以便能够在摄像区域70内的任一处均可AF。并且,也可以将摄像区域70的全部区域作为相位差检测区域。
图3是相位差检测区域内的局部的表面放大示意图。如上所述,多个像素蜂巢状地排列于CMOS24的摄像区域70,在相位差检测区域内也同样地,成为偶数行的像素行相对于奇数行的像素行每错开1/2像素间距地排列的所谓蜂巢排列。在相位差检测区域内,配置有相位差检测像素1x、1y及摄像像素(相位差检测像素1x、1y以外的像素,未设有遮光膜,用于拍摄被摄体图像的普通的像素)。并且,虽省略了图示,但在相位差检测区域以外的摄像区域70中仅配置有摄像像素。
在图示的例子中,以R(红)、G(绿)、B(蓝)表示各像素。R、G、B表示层叠于各像素上的滤色器的颜色。并且,对于奇数行的像素,滤色器呈拜耳排列,并且对于偶数行的像素,滤色器呈拜耳排列。由此,在以倾斜相邻的两个相位差检测像素1x、1y作为一组(对)时,成为在构成对的倾斜相邻的两个相位差检测像素1x、1y上配置了同色的滤色器的状态,并且,对于摄像像素也同样地,在以倾斜相邻的两个摄像像素作为一对时,成为在构成对的倾斜相邻的两个相位差检测像素1x、1y上配置了同色的滤色器的状态。此外,如图所示,相位差检测像素的对在本实施方式中设置于相位差检测区域内的离散的、周期性的位置上。
在本实施方式中,将相位差检测像素1x、1y设置于R、G、B中最多的G滤色器搭载像素上,并配置成在水平方向(x方向)上相隔八个像素、在垂直方向(y方向)上相隔八个像素、且整体上为棋盘式格纹。
并且,相位差检测像素1x、1y的遮光膜开口2x、2y形成得比摄像像素小,且像素1x的遮光膜开口2x在左方向上偏心地设置,像素1y的遮光膜开口2y在右方向(相位差检测方向)上偏心地设置。
通过这种结构,向相位差检测像素1x射入通过了相对于摄影镜头的主轴而向一侧(在此是左侧)偏心的开口的光束。并且,相位差检测像素1y配置在与构成对的相位差检测像素1x相邻的行上,并向相位差检测像素1y射入通过了相对于摄影镜头的主轴而向另一侧(在此是右侧)偏心的开口的光束。由此,通过了相位差检测像素1x、1y的光束的光束轴彼此相对于主轴而向相反一侧偏移。(此外,在主轴附近也存在光束部分重复这一情况。)如下所述,在焦点偏移的状态下,相位差检测像素1x、1y各自所检测出的图像的位置、相位产生偏移,因此检测该偏移量(相位差量)并进行对焦控制。
此外,相位差检测像素1x、1y不仅能够用于AF控制用的相位差检测,也能够用于被摄体图像的形成。
图4是仅摘出图3的相位差检测像素1x、1y而示意地显示的图。而且,图4的下半部分所示的曲线X是绘制横向排成一行的相位差检测像素1x的检测信号量而得到的图表,曲线Y是绘制与这些像素1x成对的相位差检测像素1y的检测信号量而得到的图表。
构成一对的相位差检测像素1x、1y是相邻像素,极为接近,因此认为它们接收来自同一被摄体的光。因此,若不存在下述卷帘快门引起的失真的影响,则可认为曲线X和曲线Y是基本相同的形状,其左右方向(相位差检测方向)的偏移为光瞳分割的一组相位差检测像素中的一个像素1x处所观察到的图像与另一个像素1y处所观察到的图像的相位差量。
通过进行该曲线X和曲线Y的相关运算,能够求出横向偏移量(相位差量),通过该相位差量能够算出到被摄体的距离。求算曲线X和曲线Y的相关量的评估值的方法只要采用公知的方法(例如日本特开2010-8443号公报中记载的方法、日本特开2010-91991号公报中记载的方法)即可。例如,将构成曲线X的各点X(i)与构成曲线Y的各点Y(i+j)之差的绝对值的累计值作为评估值,将给出最大评估值的j值作为相位差量。
并且,基于根据该相位差量求出的到被摄体的距离,控制电动机驱动部34,驱动光学单元22的焦点调节电动机,控制聚焦镜头位置而对焦于被摄体。
但是,在本实施方式中,作为固体摄像元件而使用以卷帘快门方式控制的CMOS。因此,当根据从由读出时刻不同的倾斜相邻的两个相位差检测像素所构成的相位差检测像素对取得的检测结果进行相关运算时,在该时刻偏移的期间,在被摄体图像移动或变化的情况下,所拍摄的被摄体图像产生失真,导致通过相关运算所求出的相位差量中出现该卷帘快门引起的失真的影响(失真量)(也参照图5A)。
另一方面,如图5B所示,例如将倾斜相邻的同色的两个摄像像素(在图5B中以摄像像素A、B表示)作为一组(对),若进行该对的检测信号的相关运算,则由于在各摄像图像上未设有左右偏心的遮光膜,因此能够仅算出卷帘快门引起的失真量。在本实施方式中,利用摄像像素的检测信号,校正根据相位差检测像素求出的相位差量,并进行AF控制。
图6是表示本实施方式所涉及的AF控制的流程的流程图。此外,在进行AF控制时从相位差检测像素及摄像像素读出检测信号之际,不区分相位差检测像素和摄像像素,以行为单位从各像素读出检测信号。
在步骤100中,进行从多个相位差检测像素对所读出的检测信号(以下,有时也称为相位差检测像素信号)的相关运算,求出相位差量(CPU40作为第一相关运算部(单元)而发挥功能)。
在步骤102中,进行从多个摄像像素对所读出的检测信号(以下,有时也称为摄像像素信号)的相关运算,求出卷帘快门引起的失真量(CPU40作为第二相关运算部(单元)而发挥功能)。在此,如图7所示,进行从如下的摄像像素对P所读出的检测信号的相关运算,从而求出卷帘快门引起的失真量,其中该摄像像素对P配置于水平方向上相邻的相位差检测像素对之间,且由形成了与该相位差检测像素同色(在此是G)的滤色器的相邻的摄像像素构成。即,在本实施方式中,当着眼于形成了G色滤色器的对来进行观察时,G色摄像像素对和相位差检测像素对水平方向上交替配置。因此,在此,使用与G色相位差检测像素对交替配置的G色摄像像素对来求出卷帘快门引起的失真量。
在步骤104中,从步骤100中求出的相位差量减去步骤102中求出的卷帘快门引起的失真量,校正步骤100中求出的相位差量(CPU40作为校正部(单元)而发挥功能)。
在步骤106中,基于校正后的相位差量,如上所述地进行对焦控制(CPU40作为对焦部(单元)而发挥功能)。
如上所述,利用普通像素信号的相关运算结果对相位差检测像素信号的相关运算结果进行校正,并进行AF控制。因此,能够抑制卷帘快门引起的失真的影响,高精度地进行AF控制。
此外,用于算出卷帘快门引起的失真量的摄像像素不限于图7所示的例子。例如,如图8所示,虽然滤色器的颜色与相位差检测像素不同,但也可以通过进行从配置于水平方向上相邻的相位差检测像素对之间的摄像像素对P(是由在与配置了相位差检测像素对的各相位差检测像素的行相同的行上所配置的相邻的摄像像素构成的摄像像素对,但是该摄像像素对的滤色器的颜色与相位差检测像素对不同)所读出的检测信号的相关运算来求出卷帘快门引起的失真量。由此,即使在水平方向上相邻的相位差检测像素对之间不存在形成了相同颜色的滤色器的摄像像素对的情况下,也能够计算卷帘快门引起的失真量,并高精度地算出相位差量。另外,在水平方向上相邻的相位差检测像素对之间不存在形成了相同颜色的滤色器的摄像像素对的情况是指,例如,在水平方向(x方向)上相隔四个像素配置相位差检测像素的情况,或滤色器相对于各像素的配置与图3所示的例子不同的情况等。
而且,也可以根据从如下的摄像像素对P读出的检测信号来求出卷帘快门引起的失真量,其中该摄像像素对P由配置在与相位差检测像素1x、1y不同的行上、且配置在距行的一端的距离与相位差检测像素1x、1y相同的位置上的G色摄像像素(即,相对于相位差检测像素对而沿上下方向配置的G色摄像像素)构成。
而且,如图9所示,也可以根据从如下的摄像像素对P(相对于相位差检测像素对而沿倾斜方向配置的G色摄像像素对P)读出的检测信号来求出卷帘快门引起的失真量,其中该摄像像素对P由配置在与相位差检测像素1x、1y不同的行上、且配置在距行的一端的距离也与相位差检测像素1x、1y不同的位置上的G色摄像像素构成。并且,如图10所示,也可以利用相对于相位差检测像素对而沿上下方向配置的G色摄像像素P和沿倾斜方向配置的G色摄像像素对P来求出卷帘快门引起的失真量。
即,各摄像像素对中,构成各摄像像素对的各摄像像素可以配置在与配置有相位差检测像素对的各相位差检测像素的各行不同的行上。这样一来,通过使用相对于相位差检测像素对而配置在不同行上的(即沿上下方向、倾斜方向配置的)摄像像素对,能够在卷帘快门引起的失真量的计算中使用较多的摄像像素对,能够提高水平方向上每一行的摄像像素的密度,提高卷帘快门引起的失真量的计算精度。
然而,在现有的AF控制中,在进行曝光控制以形成与相位差检测像素的灵敏度对应的曝光量的状态下,进行相位差检测。但是,在如本实施方式中所述那样进行AF控制的情况下,也可以控制曝光时间以形成与摄像像素的灵敏度对应的曝光量(CPU40作为曝光控制部(单元)而发挥功能)。
图11是表示从倾斜方向上相邻配置的G色摄像像素及相位差检测像素中的各个像素读出的信号量的一例的图表。相位差检测像素的遮光膜开口形成得比摄像像素小,如图11所示,相位差检测像素的灵敏度低于摄像像素的灵敏度。因此,在本实施方式的AF控制中,控制曝光时间使得对各像素的曝光量成为与摄像像素的灵敏度对应的曝光量而非与相位差检测像素的灵敏度对应的曝光量。由此,能够提高摄像像素中的运算精度。
并且,在用于计算卷帘快门引起的失真量所使用的摄像像素不限于设有与相位差检测像素的滤色器的颜色同色的滤色器的摄像像素的情况下,也可以比较从设置于相位差检测像素周边的、设有R色滤色器的摄像像素、设有G色滤色器的摄像像素、设有B色滤色器的摄像像素及相位差检测像素中的各个像素读出的各检测信号,选择使用灵敏度与相位差检测像素最接近的颜色的摄像像素(设有与相位差检测像素的检测信号的信号量的电平最接近的颜色的滤色器的摄像像素)对,算出卷帘快门引起的失真量(CPU40作为选择部(单元)及读出控制部(单元)而发挥功能)。
图12是表示相位差检测像素A的信号量的电平和从配置于相位差检测像素A周边的设有R色滤色器的摄像像素(普通R像素)、设有G色滤色器的摄像像素(普通G像素)及设有B色滤色器的摄像像素(普通B像素)中的各个像素读出的信号量的电平的一例的图表。在图12所示的例子中,可知在普通R像素、普通G像素及普通B像素中普通B像素的信号量的电平与相位差检测像素A的信号量的电平最接近。因此,在本例中,使用普通B像素对来进行卷帘快门引起的失真量的计算。
由此,能够充分获得摄像像素及相位差检测像素双方的信号量,能够提高相位差检测的精度。
此外,如图9、图10所示,使用相对于相位差检测像素对而沿上下方向或倾斜方向配置的摄像像素对来计算卷帘快门引起的失真量的情况也同样地,只要使用上述信号量的电平最接近的颜色的摄像像素对来计算卷帘快门引起的失真量即可。
并且,在AF控制前,也可以检测被摄体图像的颜色,比较R、G、B各色信号量的电平与相位差检测像素的信号量的电平,预先选择与相位差检测像素的信号量的电平最接近的颜色并存储其信息。并且,在AF控制时,也可以从该已存储的信息所示的颜色的摄像像素对及相位差检测像素对读出检测信号,并如上所述地用于相位差检测。
例如,在白平衡调整中,检测R、G、B各色的信号并进行调整,因此在AF控制前,可以事先进行白平衡调整,进行各色信号量的确认,预先选择与相位差检测像素的信号量最接近的颜色并存储,用于AF控制时的读出。
由此,无需在AF控制阶段从所有颜色的摄像像素读出检测信号,从而能够缩短读出所需时间,也能够高精度地进行卷帘快门引起的失真量的计算。
此外,在本实施方式中,说明了始终进行卷帘校正的例子,但实施方式不限于此。例如,也可以在AF控制中设置在进行卷帘校正的第一模式和不进行卷帘校正的第二模式之间进行切换的切换单元,使用者根据由该切换单元所切换的模式来进行AF控制。
[第二实施方式]
在第一实施方式中,说明了在AF控制时始终计算卷帘快门引起的失真量并进行校正的例子,但在推定出卷帘快门引起的失真的影响较小的情况下,也可以省略计算卷帘快门引起的失真量并进行校正的处理。以下,详细地进行说明。
此外,本实施方式的数码相机10的结构与第一实施方式相同,因此省略说明。
图13是表示本实施方式所涉及的AF控制处理的流程的一例的流程图。
在步骤200中,如第一实施方式中所述那样,进行相位差检测像素信号的相关运算,求出相位差量。
在步骤202中,判断AF区域是否为预先确定的阈值以上的大小。在此,AF区域是指使焦点对准的区域,也包括数码相机10构成为能够由其使用者任意设定其位置、大小的情况,构成为根据摄影模式来设定AF区域的大小的情况等。在本实施方式中,获取数码相机10所设定的AF区域的大小的信息,与预先确定的阈值进行比较(CPU作为判断部(单元)而发挥功能)。
在步骤202中作出了肯定判断的情况下,在步骤204中,如第一实施方式中所述那样,进行摄像像素信号的相关运算,求出卷帘快门引起的失真量。在步骤206中,从步骤200中求出的相位差量减去步骤204中求出的卷帘快门引起的失真量,校正步骤200中求出的相位差量。并且,在步骤208中,基于校正后的相位差量,进行对焦控制。
另一方面,在步骤202中作出了否定判断的情况下,跳过步骤204、步骤206,前进到步骤208。在这种情况下,在步骤208中,原封不动地利用步骤200中求出的相位差量(未利用卷帘快门引起的失真量进行校正的相位差量),进行对焦控制。
若AF区域没那么大,则读出检测信号的相位差检测像素数也变少,可认为卷帘快门引起的失真量的影响较小。因此,在本实施例中,若AF区域小于阈值,则不进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正地进行AF控制。由此,能够缩短AF控制所需时间。
图14是表示AF控制处理的流程的其他例子的流程图。
在步骤300中,如第一实施方式中所述那样,进行相位差检测像素信号的相关运算,求出相位差量。
在步骤302中,判断读出像素数(读出了检测信号的相位差检测像素的个数)是否为预先确定的阈值以上。在步骤302中作出了肯定判断的情况下,在步骤304中,如第一实施方式所述那样,进行摄像像素信号的相关运算,求出卷帘快门引起的失真量。在步骤306中,从步骤300求出的相位差量减去步骤304中求出的卷帘快门引起的失真量,校正步骤300中求出的相位差量。并且,在步骤308中,基于校正后的相位差量,进行对焦控制。
另一方面,在步骤302中作出了否定判断的情况下,跳过步骤304、步骤306,前进到步骤308。在这种情况下,在步骤308中,原封不动地利用步骤300中求出的相位差量(未利用卷帘快门引起的失真量进行校正的相位差量),进行对焦控制。
若读出检测信号的相位差检测像素的个数(即,在步骤300中用于计算相位差量所使用的相位差检测像素的个数)较少,则可认为卷帘快门引起的失真的影响较小。因此,在本例中,若读出检测信号的相位差检测像素数小于阈值,则不进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正地进行AF控制。由此,能够缩短AF控制所需时间。
此外,也可以根据视角来变更上述图13、图14的阈值。更具体而言,例如,若数码相机10是能够在广角模式/标准模式/长焦模式之间进行切换的结构,则可以对应各模式预先设定阈值,并根据AF控制时的摄影模式来变更上述阈值。此外,可推定为视角越处于长焦侧则卷帘快门引起的失真的影响越大,因此与广角侧相比,可以将长焦侧的阈值设定得较小。
图15是表示AF控制处理的流程的其他例子的流程图。
在步骤400中,如第一实施方式所述那样,进行相位差检测像素信号的相关运算,求出相位差量。
在步骤402中,判断被摄体距离是否为阈值以上。在此,将根据上述步骤400中求出的相位差量而暂时求出的被摄体距离与预先确定的阈值进行比较。在此,比较的阈值根据AF区域的大小或上述读出像素数而变更。在步骤402中作出了肯定判断的情况下,在步骤404中,如第一实施方式所述那样,进行摄像像素信号的相关运算,求出卷帘快门引起的失真量。在步骤406中,从步骤400中求出的相位差量减去步骤404中求出的卷帘快门引起的失真量,校正步骤400中求出的相位差量。并且,在步骤408中,基于校正后的相位差量,进行对焦控制。
另一方面,在步骤402中作出了否定判断的情况下,跳过步骤404、步骤406,前进到步骤408。在这种情况下,在步骤408中,原封不动地利用步骤400中求出的相位差量(未利用卷帘快门引起的失真量进行校正的相位差量),进行对焦控制。
卷帘由于摄影视角内的被摄体的运动而影响度发生改变。特别是,可认为被摄体距离越长,则卷帘快门引起的失真的影响越大。因此,在本例中,被摄体距离为阈值以上的情况下,进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正,被摄体距离小于阈值的情况下,不进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正。
图16是表示AF控制处理的流程的其他例子的流程图。
在步骤500中,如第一实施方式所述那样,进行相位差检测像素信号的相关运算,求出相位差量。
在步骤502中,进行视角内的运动体检测。例如,可以在存储于存储器48的过去的图像数据和本次的图像数据之间算出公知的运动矢量,并基于该运动矢量的大小进行检测。
在步骤504中,基于上述检测结果,判断视角内是否存在运动体。在步骤402中作出了肯定判断的情况下,在步骤506中,如第一实施方式所述那样,进行摄像像素信号的相关运算,求出卷帘快门引起的失真量。在步骤508中,从步骤500中求出的相位差量减去步骤506中求出的卷帘快门引起的失真量,校正步骤500中求出的相位差量。并且,在步骤510中,基于校正后的相位差量,进行对焦控制。
另一方面,在步骤504中作出了否定判断的情况下,跳过步骤506、步骤508,前进到步骤510。在这种情况下,在步骤510中,原封不动地利用步骤500中求出的相位差量(未利用卷帘快门引起的失真量进行校正的相位差量),进行对焦控制。
卷帘在摄影视角内存在运动体的情况下发生。因此,在本例中,检测运动体,仅存在运动体的情况下,进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正,不存在运动体的情况下,不进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正。
图17是表示AF控制处理的流程的其他例子的流程图。
在步骤600中,如第一实施方式所述那样,进行相位差检测像素信号的相关运算,求出相位差量。
在步骤602中,进行AF区域内的运动体检测。运动体检测例如也可以在存储于存储器48的过去的图像数据和本次的图像数据之间算出公知的运动矢量,并基于该运动矢量的大小进行检测。
在步骤604中,基于上述检测结果,判断AF区域内是否存在运动体。在步骤602中作出了肯定判断的情况下,在步骤606中,如第一实施方式所述那样,进行摄像像素信号的相关运算,求出卷帘快门引起的失真量。在步骤608中,从步骤600中求出的相位差量减去步骤606中求出的卷帘快门引起的失真量,校正步骤600中求出的相位差量。并且,在步骤610中,基于校正后的相位差量,进行对焦控制。
另一方面,在步骤604中作出了否定判断的情况下,跳过步骤606、步骤608,前进到步骤610。在这种情况下,在步骤610中,原封不动地利用步骤600中求出的相位差量(未利用卷帘快门引起的失真量进行校正的相位差量),进行对焦控制。
卷帘在摄影视角内存在运动体的情况下发生。因此,在本例中,特别是在AF区域内检测运动体,仅当AF区域内存在运动体的情况下,进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正,当不存在运动体的情况下,不进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正。
如上所述,在本实施方式中,在推定为卷帘快门引起的失真的影响较少的情况下,不进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正,在除此以外的情况下,算出卷帘快门引起的失真量并进行校正。因此,能够抑制卷帘快门引起的失真的影响,并在AF控制中减少浪费的时间。
此外,在本实施方式中,根据AF区域的大小、读出像素数、被摄体距离、摄影视角内的被摄体的移动、AF区域内的被摄体的移动中的任一个,判断是否进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正,但实施方式不限于此。例如,也可以根据AF区域的大小、读出像素数、被摄体距离、摄影视角内的被摄体的移动、AF区域内的被摄体的移动中的至少一个,判断是否进行卷帘快门引起的失真量的计算及校正。
此外,也可以在数码相机10上设置能够在如下模式中进行切换的切换单元:第一模式,如第一实施方式所述那样始终进行卷帘校正;及第二模式,如第二实施方式所述那样,在推定为卷帘快门引起的失真量的影响较小的情况下不进行卷帘校正。在这种情况下,使用者可以根据通过该切换单元所切换的模式进行AF控制。
并且,相位差检测像素1x、1y不限于上述各实施方式所示的例子。例如,可以将相位差检测像素1x设为右半部分被遮光、左半部分开口的结构,将相位差检测像素1y设为左半部分被遮光、右半部分开口的结构。由此,与上述同样地,向相位差检测像素1x射入相对于摄影镜头的主轴而在一侧(左侧)通过的光束,向相位差检测像素1y射入相对于摄影镜头的主轴而在另一侧(右侧)通过的光束。
并且,在上述第一及第二实施方式中,说明了构成相位差检测像素对的相位差检测像素是相邻的像素的情况,但实施方式不限于此。构成相位差检测像素对的相位差检测像素也可以彼此不相邻而在构成对的像素之间配置有其他像素。并且,同样地,说明了构成摄像像素对的摄像像素是相邻的像素的情况,但实施方式不限于此。构成摄像像素对的摄像像素也可以彼此不相邻而在构成对的像素之间配置有其他像素。
此外,在上述第一及第二实施方式中,说明了将本发明适用于数码相机的情况,但本发明的实施方式不限于此。例如,也能够适用于移动电话、PDA等具有摄影功能的其他装置。在这种情况下,也能够起到与上述各实施方式相同的效果。
而且,上述各实施方式中所说明的各种处理程序的处理流程是一例,在不脱离本发明主旨的范围内,能够进行各步骤的处理顺序的变更、处理内容的变更、不需要的步骤的删除、新步骤的追加等。
Claims (18)
1.一种摄像装置,具有:
摄像元件,具有多个相位差检测像素对,并具有多个摄像像素对,其中所述相位差检测像素对由具有相对于摄影镜头的主轴而向一侧偏心的开口部的第一相位差检测像素和具有相对于上述主轴而向另一侧偏心的开口部的第二相位差检测像素构成,所述摄像像素对由多个摄像像素构成;
读出单元,对上述摄像元件以卷帘快门方式读出排列于上述摄像元件的摄像像素及相位差检测像素的信号;
第一相关运算单元,进行从上述相位差检测像素对的各像素对所读出的信号的相关运算;
第二相关运算单元,进行从上述摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算;
校正单元,利用上述第二相关运算单元的相关运算结果校正上述第一相关运算单元的相关运算结果;及
对焦单元,利用上述校正后的相关运算结果来进行对焦控制。
2.根据权利要求1所述的摄像装置,其中,
上述第二相关运算单元进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由以下摄像像素构成:配置有读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对的第一相位差检测像素的行上所配置的摄像像素;及配置有该相位差检测像素对的第二相位差检测像素的行上所配置的摄像像素。
3.根据权利要求1所述的摄像装置,其中,
上述第二相关运算单元进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由分别配置于与配置有读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对的各相位差检测像素的各行不同的行上的摄像像素构成。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像装置,其中,
上述第二相关运算单元进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对设有颜色与读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色相同的滤色器。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像装置,其中,
上述第二相关运算单元进行从多个摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该多个摄像像素对包括设有颜色与读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色不同的滤色器的摄像像素对。
6.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像装置,其中,
上述第二相关运算单元进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对是在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成的摄像像素对。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像装置,其中,
还具有:
选择单元,在上述第二相关运算单元的相关运算进行之前,在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,选择由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成的摄像像素对;及
控制单元,控制上述读出单元,以从上述相位差检测像素对及上述选择单元所选择的摄像像素对的各个像素对读出信号,
上述第二相关运算单元进行通过上述控制单元的控制而读出的信号的相关运算。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的摄像装置,其中,
还具有曝光控制单元,控制上述摄像元件的曝光时间以成为与上述摄像像素的灵敏度对应的曝光量。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的摄像装置,其中,
还具有判断单元,基于以下至少之一判断是否进行上述校正单元的校正:使焦点对准的焦点区域的大小、读出用于上述第一相关运算单元的相关运算的信号的相位差检测像素的个数、摄影视角内的被摄体的移动及上述焦点区域内的被摄体的移动,
在由上述判断单元判断为不进行上述校正单元的校正的情况下,上述对焦单元中止上述校正单元的校正的执行,利用上述校正前的上述第一相关运算单元的相关运算结果来进行对焦控制。
10.一种对焦控制方法,是具有摄像元件的摄像装置的对焦控制方法,上述摄像元件具有多个相位差检测像素对,并具有多个摄像像素对,其中所述相位差检测像素对由具有相对于摄影镜头的主轴而向一侧偏心的开口部的第一相位差检测像素和具有相对于上述主轴而向另一侧偏心的开口部的第二相位差检测像素构成,所述摄像像素对由多个摄像像素构成,
上述对焦控制方法包括:
对上述摄像元件以卷帘快门方式读出排列于上述摄像元件的摄像像素及相位差检测像素的信号,
对从上述相位差检测像素对的各像素对所读出的信号,进行第一相关运算,
对从上述摄像像素对的各像素对所读出的信号,进行第二相关运算,
利用上述第二相关运算的结果校正上述第一相关运算的结果,
利用上述校正后的相关运算结果来进行对焦控制。
11.根据权利要求10所述的对焦控制方法,其中,
上述第二相关运算进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由以下摄像像素构成:配置有读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对的第一相位差检测像素的行上所配置的摄像像素;及配置有上述相位差检测像素对的第二相位差检测像素的行上所配置的摄像像素。
12.根据权利要求10所述的对焦控制方法,其中,
上述第二相关运算进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对由分别配置于与配置有读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对的各相位差检测像素的各行不同的行上的摄像像素构成。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的对焦控制方法,其中,
上述第二相关运算进行从摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对设有颜色与读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色相同的滤色器。
14.根据权利要求10~12中任一项所述的对焦控制方法,其中,
上述第二相关运算进行从多个摄像像素对所读出的信号的相关运算,其中该多个摄像像素对包括设有颜色与读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素对所设置的滤色器的颜色不同的滤色器的摄像像素对。
15.根据权利要求10~12中任一项所述的对焦控制方法,其中,
上述第二相关运算进行从摄像像素对的各像素对所读出的信号的相关运算,其中该摄像像素对是在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成的摄像像素对。
16.根据权利要求10~12中任一项所述的对焦控制方法,其中,
还包括:
在进行上述第二相关运算之前,在设有R色滤色器的摄像像素对、设有G色滤色器的摄像像素对及设有B色滤色器的摄像像素对中,选择由设有所读出的信号的电平与从构成上述相位差检测像素对的相位差检测像素所读出的信号的电平最接近的这一色的滤色器的摄像像素构成的摄像像素对;
控制上述读出以从上述相位差检测像素对及上述所选择的摄像像素对的各像素对读出信号,
上述第二相关运算进行通过上述读出的控制而读出的信号的相关运算。
17.根据权利要求10~16中任一项所述的对焦控制方法,其中,
还包括:对上述摄像元件的曝光时间进行曝光控制以成为与上述摄像像素的灵敏度对应的曝光量。
18.根据权利要求10~17中任一项所述的对焦控制方法,其中,
还包括基于以下至少之一判断是否进行上述校正:使焦点对准的焦点区域的大小、读出用于上述第一相关运算的信号的相位差检测像素的个数、摄影视角内的被摄体的移动及上述焦点区域内的被摄体的移动,
上述对焦控制包括:在通过上述判断而判断为不进行校正的情况下,中止校正的执行,利用上述校正前的上述第一相关运算的结果来控制对焦。
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US (2) | US8704940B2 (zh) |
JP (2) | JP5491677B2 (zh) |
CN (1) | CN103380392B (zh) |
WO (1) | WO2012132122A1 (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106412532A (zh) * | 2015-07-30 | 2017-02-15 | 佳能株式会社 | 控制设备、摄像设备和控制方法 |
CN107111102A (zh) * | 2014-10-30 | 2017-08-29 | 奥林巴斯株式会社 | 焦点调节装置、照相机系统以及焦点调节方法 |
CN107306326A (zh) * | 2016-04-20 | 2017-10-31 | 奥林巴斯株式会社 | 摄像装置和摄像方法 |
US10063764B2 (en) | 2015-07-30 | 2018-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus, image pickup apparatus, control method, and non-transitory computer-readable storage medium for performing focus detection |
WO2020073663A1 (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 华为技术有限公司 | 一种应用于终端设备的对焦方法、装置和终端设备 |
CN113364943A (zh) * | 2020-03-06 | 2021-09-07 | 戴克斯莱恩有限公司 | 采用互补性Pixlet结构的摄像系统 |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI520602B (zh) * | 2011-02-15 | 2016-02-01 | 佳能企業股份有限公司 | 曝光參數補正方法及成像裝置 |
CN103380392B (zh) * | 2011-03-31 | 2014-12-03 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置及其对焦控制方法 |
CN103403599B (zh) * | 2011-03-31 | 2015-09-02 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置及其对焦控制方法 |
JP5493054B2 (ja) * | 2011-06-09 | 2014-05-14 | 富士フイルム株式会社 | 立体動画像及び平面動画像を撮像する撮像素子及びこの撮像素子を搭載する撮像装置 |
JP5750550B2 (ja) * | 2012-09-06 | 2015-07-22 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置及び合焦制御方法 |
CN105474064B (zh) * | 2013-08-22 | 2017-12-19 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置及对焦控制方法 |
JP6305006B2 (ja) * | 2013-10-18 | 2018-04-04 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
JP6355348B2 (ja) * | 2014-01-31 | 2018-07-11 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
JP6305180B2 (ja) * | 2014-04-15 | 2018-04-04 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、制御装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
JP6512989B2 (ja) * | 2015-08-04 | 2019-05-15 | キヤノン株式会社 | 焦点検出装置及び方法、及び撮像装置 |
EP3139588B1 (en) | 2015-09-07 | 2017-06-21 | Axis AB | Method and device for setting a focus of a camera |
US9420164B1 (en) | 2015-09-24 | 2016-08-16 | Qualcomm Incorporated | Phase detection autofocus noise reduction |
US9804357B2 (en) | 2015-09-25 | 2017-10-31 | Qualcomm Incorporated | Phase detection autofocus using masked and unmasked photodiodes |
US10033949B2 (en) | 2016-06-16 | 2018-07-24 | Semiconductor Components Industries, Llc | Imaging systems with high dynamic range and phase detection pixels |
US20180301484A1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-10-18 | Semiconductor Components Industries, Llc | Image sensors with high dynamic range and autofocusing hexagonal pixels |
JP6944846B2 (ja) * | 2017-10-04 | 2021-10-06 | オリンパス株式会社 | 撮像装置、撮像装置の制御方法 |
JP6733714B2 (ja) * | 2018-09-12 | 2020-08-05 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
JP7171453B2 (ja) | 2019-01-18 | 2022-11-15 | 株式会社ティラド | サーモバルブ一体型のオイルクーラまたはオイルウォーマ |
JP7455588B2 (ja) * | 2020-01-17 | 2024-03-26 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
KR102148127B1 (ko) * | 2020-02-14 | 2020-08-26 | 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단 | 상보적인 픽슬렛 구조가 적용된 카메라 시스템 |
US11539875B1 (en) * | 2021-08-27 | 2022-12-27 | Omnivision Technologies Inc. | Image-focusing method and associated image sensor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007336314A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sony Corp | 画像処理装置および画像処理方法、記録媒体、並びに、プログラム |
JP2008072470A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Nikon Corp | 光電変換素子および撮像装置 |
CN101326814A (zh) * | 2005-11-15 | 2008-12-17 | 诺基亚公司 | 具有可调节光学器件的成像系统 |
JP2008312073A (ja) * | 2007-06-16 | 2008-12-25 | Nikon Corp | 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 |
JP2009128579A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Nikon Corp | 焦点検出装置および撮像装置 |
JP2010147143A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Nikon Corp | 固体撮像素子及びその製造方法、並びに撮像装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4930900B2 (ja) * | 2006-09-27 | 2012-05-16 | カシオ計算機株式会社 | 撮像装置 |
JP5098405B2 (ja) | 2007-04-11 | 2012-12-12 | 株式会社ニコン | 撮像素子、焦点検出装置および撮像装置 |
JP5012236B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2012-08-29 | 株式会社ニコン | デジタルカメラ |
JP5095519B2 (ja) | 2008-06-24 | 2012-12-12 | 三星電子株式会社 | 撮像装置及び撮像方法 |
JP2010020015A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Canon Inc | 撮像装置 |
JP5097077B2 (ja) | 2008-10-10 | 2012-12-12 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及びその制御方法及びプログラム |
JP5319347B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2013-10-16 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及びその制御方法 |
JP5414358B2 (ja) * | 2009-05-20 | 2014-02-12 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
JP2011059337A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Fujifilm Corp | 撮像装置 |
US9007914B2 (en) * | 2009-09-30 | 2015-04-14 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for enabling rate adaptation across network configurations |
CN103380392B (zh) * | 2011-03-31 | 2014-12-03 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置及其对焦控制方法 |
-
2011
- 2011-12-06 CN CN201180067662.5A patent/CN103380392B/zh active Active
- 2011-12-06 JP JP2013507058A patent/JP5491677B2/ja active Active
- 2011-12-06 WO PCT/JP2011/078194 patent/WO2012132122A1/ja active Application Filing
-
2013
- 2013-08-14 US US13/966,859 patent/US8704940B2/en active Active
-
2014
- 2014-02-24 US US14/188,392 patent/US8982271B2/en active Active
- 2014-02-27 JP JP2014036703A patent/JP5744263B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101326814A (zh) * | 2005-11-15 | 2008-12-17 | 诺基亚公司 | 具有可调节光学器件的成像系统 |
JP2007336314A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sony Corp | 画像処理装置および画像処理方法、記録媒体、並びに、プログラム |
JP2008072470A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Nikon Corp | 光電変換素子および撮像装置 |
JP2008312073A (ja) * | 2007-06-16 | 2008-12-25 | Nikon Corp | 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 |
JP2009128579A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Nikon Corp | 焦点検出装置および撮像装置 |
JP2010147143A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Nikon Corp | 固体撮像素子及びその製造方法、並びに撮像装置 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107111102A (zh) * | 2014-10-30 | 2017-08-29 | 奥林巴斯株式会社 | 焦点调节装置、照相机系统以及焦点调节方法 |
CN106412532A (zh) * | 2015-07-30 | 2017-02-15 | 佳能株式会社 | 控制设备、摄像设备和控制方法 |
US10063764B2 (en) | 2015-07-30 | 2018-08-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Control apparatus, image pickup apparatus, control method, and non-transitory computer-readable storage medium for performing focus detection |
CN106412532B (zh) * | 2015-07-30 | 2019-03-08 | 佳能株式会社 | 控制设备、摄像设备和控制方法 |
CN107306326A (zh) * | 2016-04-20 | 2017-10-31 | 奥林巴斯株式会社 | 摄像装置和摄像方法 |
WO2020073663A1 (zh) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 华为技术有限公司 | 一种应用于终端设备的对焦方法、装置和终端设备 |
US11363187B2 (en) | 2018-10-12 | 2022-06-14 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Focusing method and apparatus applied to terminal device, and terminal device |
CN113364943A (zh) * | 2020-03-06 | 2021-09-07 | 戴克斯莱恩有限公司 | 采用互补性Pixlet结构的摄像系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014139679A (ja) | 2014-07-31 |
WO2012132122A1 (ja) | 2012-10-04 |
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US8982271B2 (en) | 2015-03-17 |
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