CN103516979B - 摄像装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置及其控制方法。该摄像装置包括：摄像单元，用于输出通过分别对通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的光进行光电转换而获得的图像信号；设置单元，用于在所述摄像单元的摄像区域中设置焦点检测区域。该摄像装置存储用于以近似方式计算通过所述摄像单元获得的所述图像信号的校正值的至少一个近似函数；基于所存储的至少一个近似函数获得至少对于由所述设置单元设置的所述焦点检测区域中的校正有效的近似函数，并根据所获得的近似函数来计算校正值；并且通过使用由所述摄像单元获得的所述图像信号以及计算的校正值来执行焦点检测。

Description

摄像装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及诸如电子照相机等的摄像装置，尤其涉及具有自动聚焦功能的摄像装置以及该装置的控制方法。

背景技术

日本特开平04-267211号公报公开了如下固态摄像装置：在该固态摄像装置中，通过二维布置多个微透镜和像素而构造的摄像元件也具有焦点检测元件的功能，在各像素中，光电转换单元的相对位置相对于微透镜的光轴偏离。在日本特开平04-267211号公报的固态摄像装置中，在进行正常拍摄的情况下，通过将相对于微透镜的相对偏离方向不同的像素的信号相加来生成图像。在计算拍摄透镜的焦点位置的情况下，通过使用分别由光电转换单元相对于微透镜的相对偏离方向彼此不同的像素行生成的一对图像信号执行相关运算，来计算拍摄镜头的焦点位置。

在拍摄时，存在出现被称为光晕（vignetting）的情况，其中，向焦点检测像素组照射的光束（light flux）的一部分被拍摄光学系统（包括诸如透镜、光圈等的光学元件以及用于保持这些元件的镜筒）遮挡。光晕的出现在所生成的一对图像信号中的至少一个中，引起了由于光量的下降而导致的图像信号的强度不均匀（各焦点检测像素的光接收灵敏度的不均匀：在下文中，被称为“阴影”）。存在这样的情况，其中，由于光晕而导致的这种图像信号水平的下降及阴影，减小了所生成的一对图像信号的一致度并且降低了焦点检测的精度。

因此，为了防止这种问题，日本特开2011-114553号公报公开了这样一种技术：基于摄像像素信号来校正从用于接收通过拍摄光学系统的不同出射光瞳区的光束的像素组中获得的一对图像信号的阴影。

日本特开2008-252522号公报还公开了这样一种技术：存储摄像元件的像高以及失真像差量的标定（plot），并且根据这些标定值导出近似函数，从而执行抑制数据的必要量的失真横向差校正。

为了执行良好的焦点检测，需要以高精度执行阴影校正。然而，存在如下问题：如果以高精度执行阴影校正，则运算规模增大，并且运算处理费时。

发明内容

因此，本发明的方面实现了减小运算规模并且能够进行高精度的阴影校正的摄像装置。

根据本发明，提供一种摄像装置，该摄像装置包括：摄像单元，用于输出通过分别对通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的光进行光电转换而获得的图像信号；设置单元，用于在所述摄像单元的摄像区域中设置焦点检测区域；存储单元，用于存储用于以近似方式计算通过所述摄像单元获得的所述图像信号的校正值的至少一个近似函数；校正值计算单元，用于基于所述存储单元中存储的所述至少一个近似函数获得至少对于由所述设置单元设置的所述焦点检测区域中的校正有效的近似函数，并且根据所获得的近似函数来计算校正值；以及焦点检测单元，用于通过使用由所述摄像单元获得的所述图像信号以及由所述校正值计算单元计算的校正值来执行焦点检测。

通过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

被包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图，例示了本发明的示例性实施例、特征及方面，并与文字描述一起用于说明本发明的原理。

图1是根据本发明的实施例的摄像装置的构造图。

图2A、图2B和图2C是例示在图1的摄像装置中使用的摄像元件的像素的结构的图。

图3是用于描述光瞳分割的概念的图。

图4A和图4B是在概念上例示阴影的出现原理的图。

图5是例示校正值的近似精度根据近似阶变化的状态的图。

图6A和图6B是用于描述本发明的第一实施例中的在存储根据分割区域的校正值计算系数的情况下的焦点检测方向上的分割方法的图。

图7是例示本发明的第一实施例中的在存储根据分割区域的校正值计算系数的情况下的摄像元件的整个区域的分割的示例的图。

图8是根据本发明的第一实施例的焦点检测构造的概念图。

图9是根据本发明的第一实施例的焦点检测操作的流程图。

图10是根据本发明的第二实施例的在校正值计算系数被限制于焦点检测区域并且被重新导出的情况下的概念图。

图11是根据本发明的第二实施例的焦点检测操作的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。

第一实施例

将参照图1至图9描述本发明的第一实施例。

焦点检测装置的构造

图1例示了本实施例适用的具有焦点检测装置的摄像装置的构造图。

在图1中，布置在拍摄透镜（聚焦光学系统）的前端的第一透镜组101被保持以在光轴方向上可向后和向前移动。

还用作光圈的快门（下文中被称为光圈快门）102通过调节孔径进行拍摄时的光量调节，并且还具有作为调节拍摄静止图像时的曝光时间的快门的功能。

布置了拍摄透镜的第二透镜组103。光圈快门102和第二透镜组103在光轴方向上整体地向后和向前移动，并且以与第一透镜组101的向后/向前操作的联动关系方式实现放大功能（变焦功能）。

拍摄透镜的第三透镜组105被保持，以在光轴方向上可向后和向前移动，从而调节散焦量。

光学低通滤波器106是用于降低拍摄图像的假色和云纹（moire）的光学元件。

摄像元件107由C-MOS传感器及其外围电路构成。摄像元件是二维单板颜色传感器，其中，以芯片内方式在（横向m个像素）×（纵向n个像素）的光敏像素阵列上形成拜耳阵列的原色马赛克滤波器。

对于每个可互换的透镜，焦点检测等所必需的透镜信息被存储在透镜ROM110。透镜ROM110与CPU121通信。作为透镜信息的一部分的出射光瞳距离被存储在透镜ROM中。

光圈快门致动器112控制光圈快门102的孔径，从而调节拍摄光量，并且控制在拍摄静态图像时的曝光时间。

聚焦致动器114驱动第三透镜组105使得在光轴方向上可向后和向前移动，从而调节散焦量。

CPU121进行焦点检测装置的主体的各种控制。CPU121具有算术运算单元、ROM、RAM、A/D转换器、D/A转换器、通信接口电路等。基于ROM中所存储的预定程序，CPU121驱动焦点检测装置中保持的各单元，并且执行诸如焦点检测、拍摄、图像处理、记录等的一系列操作。例如，通过CPU121的算术运算处理来实现将在下文中被描述的校正值计算单元121a、校正值计算系数存储单元121b、焦点检测区域设置单元121c以及焦点检测单元121d的功能。

摄像元件驱动单元124控制摄像元件107的摄像操作，对所获得的图像信号进行A/D转换，并向CPU121进行传输。

聚焦驱动单元126基于焦点检测结果来驱动聚焦致动器114并且驱动第三透镜组105，使得在光轴方向上可向后和向前移动，从而调节散焦量。

光圈快门驱动单元128驱动光圈快门致动器112，并且控制光圈快门102的孔径。

变焦驱动单元129根据摄影师的变焦操作来驱动变焦致动器111。

摄像元件的结构

图2A中示出了摄像元件107的像素阵列的示意图。根据本实施例的摄像元件107是二维CMOS传感器。图2A示出了其像素范围为（4行×4列）的像素阵列。图2A中示出的（2行×2列）的像素组210使用了拜耳阵列，其中，光谱灵敏度为G的像素210G被布置为对角方向上的两个像素，而光谱灵敏度为R的像素210R和光谱灵敏度为B的像素210B被布置为另外两个像素。像素210R、210G以及210B中的各个均通过用于光瞳分割的两个子像素201a和201b来构造。因此，即使在任意像素中，摄像元件107不仅可用作摄像元件，而且还可用作焦点检测元件。图2B放大地示出了图2A中所示出的摄像元件之中的摄像元件210G。图2C是沿图2B中的线2C-2C截取的摄像元件210G的截面图。

在本实施例中，将描述如下情况：摄像区域的所有像素都布置有用于光瞳分割的子像素，并且所有像素可被用作焦点检测元件。就可被光瞳分割并且可被用作焦点检测元件的像素的比率而言，这种像素也可仅被布置在传感器表面的一部分上。

摄像元件的光瞳分割状况的概念

图3概念性地示出了一个像素的光瞳分割。如图3中所示出，n型层301a和301b被形成在一个像素中从而被包含在p型层300中，由此构造了两个子像素。两个子像素相对于微透镜303的光轴在+x和–x方向上偏心。因此，可通过使用一个微透镜303来执行光瞳分割。示出了图像信号A的光瞳302a和图像信号B的光瞳302b。

如图2A中所示子像素201a规律地布置在x方向上，并且假定通过这些子像素201a获得的第一图像信号由图像信号A（从通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的一对光束获得的图像信号中的一个）来表示。同样地，如图2A中所示，子像素201b也规律地布置在x方向上，并且假定通过这些子像素201b获得的第二图像信号由图像信号B（从通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的一对光束获得的图像信号中的另一个）来表示。通过根据图像信号A和B之间的相对图像移位量并利用相关运算来计算散焦量，可计算出拍摄透镜的焦点位置。根据焦点位置，调节拍摄透镜的散焦量。尽管在这里描述了与在x方向上具有亮度分布的被摄体相对应的构造，但通过将类似的结构扩展至y方向，也可获得与在y方向上具有亮度分布的被摄体相对应的构造。

尽管在本实施例中示出了仅在一维的方向上将两个偏心的子像素分开地布置在一个像素中以执行光瞳分割的示例，但对于光瞳分割方法，可形成在x和y方向的二维方向上分割的子像素。

尽管在实施例中示出了每个微透镜布置多个子像素以执行光瞳分割的示例，但对于光瞳分割的方法，还可以以如下方式来构造：每个微透镜布置一个偏心像素，通过利用具有不同偏心率的像素来执行光瞳分割，并执行焦点检测。

阴影

图4A和图4B是用于描述阴影出现的原理以及出现阴影的图。在该图中，分别示出了图像信号A的光瞳强度分布401a、图像信号B的光瞳强度分布401b、光圈框402、以及各像高的像素403。分别示出了在图4A的状态中的图像信号A的阴影404a和在图4A的状态中的图像信号B的阴影404b。

在图4A的情况下，对于具有像高–x1的像素403，通过光圈框402看到光瞳坐标上的位置+x2处的光瞳。因此，当参照图4A中的光瞳强度分布401a和401b来比较图像信号A和B的灵敏度时，可知图像信号B的灵敏度更好。相反，对于具有像高+x1的像素403，通过光圈框402看到光瞳坐标上的位置-x2处的光瞳。因此，当比较图像信号A和B的灵敏度时，可知图像信号A的灵敏度更好。

由于上述原因，在如图4A中所示出的状态中的阴影变成如图4B中所示。参照图4A可知，由于阴影具有根据光圈框402的位置和大小而变化的这种性质，因此，如果出射光瞳距离和光圈值变化，则阴影也变化。

除了光圈框402之外，光瞳位置的偏离也可作为阴影变化的因素。当考虑到摄像元件的制造公差时，存在这样的问题，即，用作光电转换单元的子像素201a和201b与微透镜202之间的位置关系在平移方向或光轴方向上偏离等。由于光瞳位置在平移方向或光轴方向上也偏离，所以光瞳分割区域从设置的光瞳位置向平移方向或光轴方向偏离。

阴影校正的近似精度

参照图4B可知，由于阴影具有根据像高连续变化的值，因此其可被表示为像高的函数。因此，阴影的校正值也可被表示为像高的函数。阴影不仅根据如上所述的像高而且根据光圈值和出射光瞳距离的组合来变化。因此，在通过透镜可互换照相机等执行阴影校正的情况下，如果用户试图存储所有的校正值，则需要大量的存储容量。作为解决这种问题的方法之一，可使用这样的方法：针对每种条件（光圈值和出射光瞳距离信息的组合）预先计算阴影的校正值以获得其近似函数，并且仅存储近似函数的系数。在实施例中，通过存储近似函数的系数的方法来存储近似函数。

图5示出了当一对图像信号A和B中的一个的阴影的校正值被表示为像高的函数时近似阶和近似精度之间的关系。在图中，示出了进行近似之前的阴影的校正值的原始数据500、以及通过对原始数据500进行一阶近似而计算的阴影的校正值501。示出了通过对原始数据500进行二阶近似而计算的阴影校正值502、以及通过对原始数据500进行三阶近似而计算的阴影校正值503。如上所述，原始数据500是针对光圈值和出射光瞳距离信息的各个组合所计算的校正值。因此，通过近似所获得的校正值还反映了光圈值和出射光瞳距离信息的组合。

参照图5可知，近似阶越大，则对原始数据的近似精度越高。因此，能够以较高的精度校正阴影。然而，如果阶数大，则最终增加算术运算量。因此，用于进行校正的电路规模扩大并且这造成了成本上的增加。通过下面的等式（1）和（2）来计算在二阶近似表达式的情况下图像信号A和B的阴影的校正值SA(x)和SB(x)。通过下面的等式（3）和（4）来计算在三阶近似表达式的情况下图像信号A和B的阴影的校正值SA(x)和SB(x)。

SA(x)=S0A+S1A·x+S2A·x²+S3A·y²...(1)

SB(x)=S0B+S1B·x+S2B·x²+S3B·y²...(2)

SA(x)=S0A+S1A·x+S2A·x²+S3A·y²+S4A·x³+S5A·x·y²...(3)

SB(x)=S0B+S1B·x+S2B·x²+S3B·y²+S4B·x³+S5B·x·y²...(4)

其中，S0A、S1A、S2A、S3A、S4A以及S5A表示用于计算图像A的阴影的校正值的近似函数的系数，而S0B、S1B、S2B、S3B、S4B以及S5B表示用于计算图像B的阴影的校正值的近似函数的系数。在本实施例中的摄像元件的结构的情况下，由于y方向上的结构相对于原点大体上对称，所以关于y近似函数具有偶函数的对称性。

通过比较等式（1）和（3）可知，在将近似阶从二阶增加到三阶的情况下，乘法的次数增加了两倍以上。算术运算所必需的电路的规模被极大地扩大并且运算时间也变长。

当执行焦点检测时，校正精度越高，则焦点检测精度越高。因此，必需尽可能高的提升校正精度。然而，为了提升校正精度，必需增加近似阶并且扩大算术运算规模，从而造成了成本上的增加。如果运算规模扩大，则运算时间变长并且焦点检测时间也变长。因此，存在校正精度与运算规模之间的折中关系。

校正值计算系数的像高分割

因此，作为一种无需扩大运算规模而提高校正精度的方法，考虑分割近似区域并且通过较低阶的函数来执行近似的方法。这是因为，如果近似区域有限，则可获得对于校正部分有效的近似精度。在本实施例中，示出了这样的情况，即，通过限制近似的有效范围，来通过二阶近似函数来实现与三阶近似函数的校正精度类似的校正精度。

图6A和图6B示出了像高区域被分割成多个近似区域并且每个区域通过二阶函数来近似的情况。示出了以足够的精度执行校正的区域p（600）、以及执行了焦点检测的区域（视野长度）q（601）。示出了焦点检测区域的中心被设置在校正值可应用区域600中的区域r（602）、以及近似函数能够以足够的精度进行校正各区域重叠的区域603。示出了在校正值的近似之前的数据604、以及在像高x是负数的区域中执行近似的情况下的校正值605。示出了在像高x位于中心的区域中执行近似的情况下的校正值606、以及在像高x是正数的区域中执行近似的情况下的校正值607。示出了执行校正的整个区域L（608）、以及当焦点检测视野的中心被设置在此区域中时不能通过一个函数来以足够的精度执行校正的区域609。

当近似区域被分割并且执行了近似时，应当注意的是，必须设置重叠区域603以使其等于或大于视野长度601。在图6A中，由于充分确保了重叠区域603，所以即使焦点检测视野的中心位于任意像高，仍可通过利用一个函数得到足够的校正精度。另一方面，在图6B中，由于重叠区域小，因此如果焦点检测视野的中心被设置在区域609中，则不能通过使用一个函数确保足够的校正精度。如果焦点检测区域被分割并且通过利用两种函数来计算校正值，则该两种函数变成了不连续的函数。如果在校正值中存在不连续点的状态下校正图像信号，则形成并实际不存在的边缘，并且该边缘变成焦点检测精度劣化的因素。因此，必须将重叠区域603设置为等于或大于视野长度601。

当决定了像高分割的数量N时，可设置焦点检测视野的中心的整个区域602（=r）被设置在校正区域608（=L）中即可。因此，期望设置像高分割的数量N，以满足下列的条件（5）和（6）。

N>L/r...(5)

r=p–q...(6)

图7示出了区域被分割以满足上面的表达式（5）和（6），存储校正值计算系数并计算校正值的情况。分别示出了当焦点检测区域的中心位于此区域内时应用相同校正值计算系数的区域700、通过利用相应区域700的校正值计算系数计算的校正值的适应区域701以及焦点检测区域702。

在图7中，在x方向上，如上所述，关于校正值，在校正值计算系数适应区域700a中计算的校正值适应区域701a和在校正值计算系数适应区域700b中计算的校正值适应区域701b被设置为使其在大于焦点检测区域的区域中彼此重叠。另一方面，由于在本实施例中仅x方向被假定为焦点检测方向，所以，针对y方向，无需以重叠方式计算校正值。因此，在y方向上，重叠区域并不被设置在校正值适应区域701中。关于y方向，由于与x方向共同使用相同校正值计算系数的区域狭窄，所以通过考虑当预先计算校正值计算系数时y方向上的阴影的影响，如通过下列的等式（7）所示出的，可降低计算校正值时的运算量。

SA’(x)=S0A’+S1A’·x+S2A’·x²...(7)

SB’(x)=S0B’+S1B’·x+S2B’·x²...(8)

其中，S0A’、S1A’、S2A’、S0B’、S1B’和S2B’分别是通过预先考虑在y方向上的阴影变化的影响而计算的近似函数的系数。

如上所述，通过适当地存储每个区域的校正值计算系数并且基于在设置的焦点检测区域中有效的校正值计算系数来计算校正值，可通过等式（7）和（8）中所示的二阶函数来实现与等式（3）和（4）中所示的三阶函数的校正精度类似的校正精度。因此，乘法的次数可从11次显著地降低至3次并且可减小运算的规模。

由于降低了用于校正值计算的运算规模，所以预期能够缩短运算时间以实现焦点检测的高速化。

关于校正值计算系数适应范围的x方向的设置方法，可使用这种范围被均等设置的模式或者这种范围被非均等设置的模式，只要能够确保等于或长于视野长度的重叠区域即可。另外，关于y方向，并不总是必须使区域的大小均等。

作为像高分割的数量N的决定方法的补充，如果像高分割的数量增加，则被存储的数据量明显增加。因此，必须考虑校正精度和存储量来确定像高分割的最终数量。

焦点检测流程

图8是概念性的示出根据本实施例的焦点检测构造的图。通过CPU121基于ROM中所存储的预定程序来执行处理的方法来实现此构造。

首先，摄像元件107执行拍摄并且将所获得的图像信号发送至焦点检测单元。随后，校正值计算单元121a根据在摄像区域中通过焦点检测区域设置单元121c选择的焦点检测区域的位置来从校正值计算系数存储单元121b中获得适当的校正值计算系数，计算校正值，并且发送至焦点检测单元121d。作为此时焦点检测区域的设置方法，用户可预先任意地设置或者照相机可通过被摄体识别等自动地设置。当选择校正值计算系数时，考虑光圈值和出射光瞳距离信息。焦点检测单元121d通过利用所接收的图像信号和校正值来执行焦点检测。上面描述了本实施例的焦点检测构造的概要。

图9是当通过图8的焦点检测构造来执行根据本实施例的焦点检测操作时的流程图。

首先，在步骤S901中，摄像元件107获得图像信号。随后，在步骤S902中，判定对获得图像信号的哪个区域执行焦点检测。在步骤S903中，基于焦点检测区域的判定结果来选择合适的校正值计算系数。在步骤S904中，通过使用所选择的校正值计算系数来计算校正值。在步骤S905中，通过利用所计算的校正值和从摄像元件107输出的图像信号来执行焦点检测。将步骤S901至S905的处理执行一次或多次。在步骤S906中，判定焦点检测是否完成。如果确定出焦点检测完成，则焦点检测操作完成。

根据如上所述的实施例，通过存储每个分割区域的有限的近似函数（系数），通过低阶近似函数以与高阶近似函数相似的近似精度来计算校正值，从而能够执行高精度的校正。因此，能够实现能够通过降低的运算规模来执行高精度的焦点检测的摄像装置。

第二实施例

将参照图10和11来描述本发明的第二实施例。由于根据第二实施例的摄像装置的构造类似于第一实施例的构造，所以除非另有明确说明否则省略其描述。在第二实施例中，由于图8的焦点检测构造也是类似的，所以，将在下面描述根据与第一实施例的流程不同的流程执行的操作。

在第一实施例中，针对摄像范围的每个分割区域获得有限的低阶近似函数并且（作为其系数）而被存储。然而，第二实施例采用这样的构造，即，存储高阶的近似函数，将区域限制于设置的焦点检测区域的范围，并获得低阶的近似函数。

根据高阶的函数重新导出低阶的函数。

图10示出了当区域被限制于焦点检测区域并且根据高阶的近似函数重新导出低阶函数时两个近似函数之间的关系。

在图中，示出了执行校正的整个区域1000、焦点检测区域1001、高阶的近似函数1002以及通过将区域限制于焦点检测区域而重新导出的低阶的近似函数1003。

即使在整个校正区域1000中为了通过一个函数获得足够的近似精度而必需使用高阶函数的情况下，通过限定近似区域，也能够通过低阶的函数来获得足够近似精度。因此，在本实施例中，存储高阶的函数的校正值计算系数，如果焦点检测区域是已知的，则该区域被限定于通过泰勒展开式等由高阶的函数重新导出低阶的函数的校正值计算系数的这种区域，从而通过低阶函数计算足够近似精度的校正值。当焦点检测区域的中心像高等于(xa,ya)时的第n阶函数是通过下面的等式（9）和（10）由高阶（等于或高于n+1阶的阶）的原始近似函数导出的。

${\mathrm{SA}}^{\′}\left(x\right)=\underset{n=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{SA}}^{\left(n\right)}(x-x_a,y_a)}{n!}\·\·\·\left(9\right)$

${\mathrm{SB}}^{\′}\left(x\right)=\underset{n=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{SB}}^{\left(n\right)}(x-x_a,y_a)}{n!}\·\·\·\left(10\right)$

其中，SA’表示由针对图像A的校正值SA重新导出的校正值，SB’表示由针对图像B的校正值SB重新导出的校正值。SA⁽ⁿ⁾(x-x_a,y_a)表示当焦点检测区域的中心像高等于(x_a,y_a)时的SA(x)的第n阶导数，SB⁽ⁿ⁾(x-x_a,y_a)表示当焦点检测区域的中心像高等于(x_a,y_a)时的SB(x)的第n阶导数。

当通过等式（9）和（10）由高阶的函数重新导出低阶的函数时，y作为常数处理并且通过仅x方向的一维泰勒展开式来获得近似函数。这是因为y方向上的焦点检测区域小，在本实施例中的摄像元件的结构中，并不在y方向上执行光瞳分割，在子像素与微透镜之间的位置关系中，不存在如在x方向上的偏心率，使得阴影的变化也小。因此，在本实施例中，为了降低运算量，在y方向上通过利用焦点检测区域的代表值来计算校正值。为了以更高的精度计算校正值，可执行x和y的二维泰勒展开式。

即使在摄像元件的光瞳分割在二维x和y方向有效并且在水平和垂直方向上进行焦点检测的情况下，只要通过泰勒展开式等在一维焦点检测方向降低近似函数的阶数来导出系数，即可降低算术运算量。自然，为了以高精度计算校正值，可考虑通过二维方式来重新导出低阶的函数。

与第一实施例的情况相比较，在第二实施例中，算术运算量略微地增加了与用于重新导出校正值计算系数的算术运算相对应的量。然而，在校正值计算系数被重新导出之后，算术运算量可被设置成与第一实施例中的算术运算量类似的量，能够显著地降低算术运算量。在第二实施例中，由于不需要针对摄像元件的每个区域分割校正值计算系数并进行存储，所以与第一实施例相比，在存储容量方面更有利。尤其是在操作人员想要执行在x和y的二维方向上的焦点检测的情况下是有利的。

焦点检测流程

将参照图8来描述本实施例的焦点检测构造。以类似于第一实施例的方式，也通过CPU121基于ROM中所存储的预定程序来执行处理的方法来实现该构造。

首先，摄像元件107执行拍摄并且将所获得的图像信号发送至焦点检测单元121d。随后，校正值计算单元121a根据通过焦点检测区域设置单元121c设置的焦点检测区域的位置从校正值计算系数存储单元121b中获得校正值计算系数，通过利用所获得的校正值计算系数的值来重新导出校正值计算系数，对校正值进行算术运算，并且发送至焦点检测单元121d。作为此时焦点检测区域的设置方法，用户可预先任意地设置或照相机可通过被摄体识别自动地设置。当选择校正值计算系数时，考虑光圈值和出射光瞳距离信息。焦点检测单元121d利用接收的图像信号和校正值来执行焦点检测。上面描述了根据本实施例的焦点检测构造的概要。

图11是当通过图8的焦点检测构造来执行根据本实施例的焦点检测操作时的流程图。首先，在步骤S1101中，摄像元件107获得图像信号。随后，在步骤S1102中，判定对获得图像信号的哪个区域执行焦点检测。在步骤S1103中，从校正值计算系数存储单元121b中获得高阶的近似函数并且基于焦点检测区域的判定结果来重新导出高阶的近似函数的校正值计算系数。在步骤S1104中，通过利用重新导出的校正值计算系数来计算校正值。在步骤S1105中，通过利用计算出的校正值和从摄像元件107输出的图像信号来执行焦点检测。步骤S1101至S1105的处理被执行一次或多次。在步骤S1106中，判定焦点检测是否已完成。如果确定焦点检测完成，则焦点检测完成。

即使通过上述本实施例，通过低阶的近似函数以与高阶的近似函数类似近似精度计算校正值，能够执行高精度的校正。

图9和11中所示出的处理的功能通过这样的方法来实现，即，用于实现处理的功能的程序从存储器（未示出）中被读取出并且CPU121等如上所述执行该程序。

然而，发明不限于前述构造，图9和图11中所示的处理的全部或部分功能可通过专用硬件来实现。前述存储器可通过计算机可读取/可写入记录介质来构造。例如，其可以是诸如磁光盘设备、闪存等的非易失性存储器、诸如CD-ROM等的只读记录介质、除了RAM以外的易失性存储器、或通过它们的组合而构造的记录介质。

图9和图11中所示的处理可通过这样的方法来执行，即，用于实现这些处理的功能的程序被记录到计算机可读记录介质中，记录在记录介质中的程序被读出并且被存储到计算机系统中，并且被执行。假设这里所提及的“计算机系统”包括OS以及诸如外围装备等的硬件。具体而言，还包括从存储介质读取出的程序被写入针对被插入计算机的功能扩展板或被连接至计算机的功能扩展单元设置的存储器中的情况。在这种情况下，在程序被写入之后，针对功能扩展板或功能扩展单元设置的CPU等基于程序的指令来执行实际处理的一部分或全部，并且通过这些处理来实现上述实施例的功能。

“计算机可读记录介质”表示诸如软盘、磁光盘、ROM、CD-ROM等的便携式介质，或内置于计算机系统中的诸如硬盘等的存储设备。此外，“计算机可读记录介质”还包括在程序通过诸如因特网等的网络或诸如电话线等的通信线路被传输的情况下在用作服务器或客户端的计算机系统中的易失性存储器（RAM）。如上所述，程序在其中被保持预定时间的介质也包括在“计算机可读记录介质”中。

可以通过传输介质或通过传输介质中的传输波，将上述程序从程序被存储在存储设备等中的计算机系统传输至另一计算机系统。用于传输程序的“传输介质”表示具有用于传输信息的功能的介质，例如如同因特网等的网络（通信网络）或者如同电话线等的通信线路（通信线缆）。

前述程序可以是用于实现上述功能的一部分的程序。此外，前述程序可以是所谓的差分文件（差分程序），其中，能够通过与已被记录在计算机系统中的程序相结合来实现前述功能。

记录了前述程序的诸如计算机可读记录介质等的程序产品也可被应用为发明的实施例。前述程序、记录介质、传输介质以及程序产品包括在发明的范围内。

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。所附权利要求的范围符合最宽的解释，以使其涵盖所有变型、等同结构及功能。

Claims (7)

1.一种摄像装置，该摄像装置包括：

摄像单元，用于输出通过分别对通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的光进行光电转换而获得的图像信号；

设置单元，用于在所述摄像单元的摄像区域中设置焦点检测区域；

存储单元，用于存储用于以近似方式计算通过所述摄像单元获得的所述图像信号的校正值的近似函数的系数组；

校正值计算单元，用于根据应用了系数的近似函数来计算校正值，其中

根据由所述设置单元设置的所述焦点检测区域的位置，从所述存储单元中存储的所述系数中选择应用于所述近似函数的系数；以及

焦点检测单元，用于通过使用由所述摄像单元获得的所述图像信号以及由所述校正值计算单元计算的校正值来执行焦点检测，其中

所述存储单元中存储的所述系数组的各个，分别与沿预定方向布置的多个分割区域之一相对应，所述分割区域的各个与相邻分割区域中的至少一个部分重叠，并且其中，各个焦点检测区域分别包括在所述分割区域的相对应的一个中。

2.一种摄像装置，该摄像装置包括：

摄像单元，用于输出通过分别对通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的光进行光电转换而获得的图像信号；

设置单元，用于在所述摄像单元的摄像区域中设置焦点检测区域；

存储单元，用于存储用于以近似方式计算通过所述摄像单元获得的所述图像信号的校正值的近似函数的系数；

校正值计算单元，用于根据应用了系数的近似函数来计算校正值，其中

根据由所述设置单元设置的所述焦点检测区域的位置，从所述存储单元中存储的所述系数中选择应用于所述近似函数的系数；以及

焦点检测单元，用于通过使用由所述摄像单元获得的所述图像信号以及由所述校正值计算单元计算的校正值来执行焦点检测，

其中，所述存储单元存储在所述摄像单元的所述摄像区域至少在焦点检测方向上被分割成多个区域时的与各分割区域相对应的近似函数的系数，其中，所述校正值计算单元根据所设置的焦点检测区域获得针对相应的分割区域存储的所述系数并计算校正值，并且其中，所述分割区域相互重叠的重叠区域的长度等于或大于由所述设置单元设置的所述焦点检测区域的长度。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在包括至少一个焦点检测方向的二维方向上分割所述摄像区域，基于所述焦点检测区域的大小来确定在所述焦点检测方向上的分割区域的数量，并且所述近似函数的有效区域的重叠是在所述焦点检测方向上分割的各分割区域的重叠。

4.一种摄像装置，该摄像装置包括：

摄像单元，用于输出通过分别对通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的光进行光电转换而获得的图像信号；

设置单元，用于在所述摄像单元的摄像区域中设置焦点检测区域；

存储单元，用于存储用于以近似方式计算通过所述摄像单元获得的所述图像信号的校正值的近似函数的系数；

校正值计算单元，用于计算校正值；以及

焦点检测单元，用于通过使用由所述摄像单元获得的所述图像信号以及由所述校正值计算单元计算的校正值来执行焦点检测，

其中，所述校正值计算单元基于所述存储单元中存储的系数的高阶的近似函数，根据所设置的所述焦点检测区域的位置来获得低阶的近似函数的系数，并且通过所获得的低阶的近似函数来计算校正值。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，系数被存储在所述存储单元中的近似函数是根据光圈值和出射光瞳距离而具有不同值的非近似校正值的近似函数，并且具有与所述摄像单元的像素的结构相对应的对称性。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的摄像装置，其中，所述校正值是阴影的校正值。

7.一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置具有摄像单元，该摄像单元用于输出通过分别对通过聚焦光学系统的不同出射光瞳区域的光进行光电转换而获得的图像信号，所述控制方法包括：

设置步骤，在所述摄像单元的摄像区域中设置焦点检测区域；

存储步骤，存储用于以近似方式计算通过所述摄像单元获得的所述图像信号的校正值的近似函数的系数组；

校正值计算步骤，根据应用了系数的近似函数来计算校正值，其中

根据在所述设置步骤中设置的所述焦点检测区域的位置，从所述存储步骤中存储的所述系数中选择应用于所述近似函数的系数；以及

焦点检测步骤，通过使用由所述摄像单元获得的所述图像信号以及在所述校正值计算步骤中计算的校正值来执行焦点检测，其中

所述存储步骤中存储的所述系数组的各个，分别与沿预定方向布置的多个分割区域之一相对应，所述分割区域的各个与相邻分割区域中的至少一个部分重叠，并且其中，各个焦点检测区域分别包括在所述分割区域的相对应的一个中。