CN105008976B - 摄像装置、信号处理方法、信号处理程序 - Google Patents
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Abstract
提供一种可更换镜头式摄像装置,无论在安装怎样的镜头的情况下,都能够高速并且高精度地校正相位差检测用像素的输出信号。相机主体(200)具备:校正方法选择部(174),根据从镜头装置(100)获取的镜头信息来选择由插值校正处理部(172)对固体摄像元件(5)所包含的全部相位差检测用像素的输出信号进行插值校正的方法和由增益校正处理部(171)对全部相位差检测用像素的输出信号进行增益校正的方法中的任一方法;及图像处理部(175),通过所选择的方法,对相位差检测用像素的输出信号进行校正。
Description
技术领域
本发明涉及摄像装置、信号处理方法及信号处理程序。
背景技术
近年来,随着CCD(Charge coupled Device:电荷耦合元件)图像传感器、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,而对数码静像摄影机、数码摄像机、手机、PDA(PersonalDigital Assistant、便携式信息终端)等具有摄像功能的信息设备的需求快速增加。另外,将以上那样具有摄像功能的信息设备称为摄像装置。
对焦于被摄体的对焦控制方法主要有对比度AF(Auto Focus、自动聚焦)方法和相位差AF方法。由于相位差AF方法与对比度AF方法相比能够高速、高精度地进行对焦位置的检测,因此,被广泛应用在多种摄像装置中。
在搭载于通过相位差AF方法而进行对焦控制的摄像装置的固体摄像元件中,例如使用有将遮光膜开口相互向相反方向偏心的相位差检测用的像素对离散地设在受光面的整个面上的固体摄像元件(参照专利文献1~4)。
由于该相位差检测用像素的遮光膜开口的面积比其它普通像素(摄像用像素)小,因此,其输出信号不足以作为摄像图像信号使用。因此,需要对相位差检测用像素的输出信号进行校正。
专利文献1~4公开了一种并用插值校正处理和增益校正处理的摄像装置,上述插值校正处理是使用相位差检测用像素的周围的普通像素的输出信号来插值生成相位差检测用像素的输出信号的处理,上述增益校正处理是对相位差检测用像素的输出信号进行增益放大而进行校正的处理。
专利文献5记载有如下内容:在镜头可更换式相机中,进行使用相位差检测用像素的周围的普通像素的输出信号来插值生成相位差检测用像素的输出信号的处理。
专利文献6记载有一种相机,使用从镜头装置获取的镜头信息,而使用于判定固体摄像元件的像素是否为不良像素的阈值可变。
专利文献
专利文献1:日本特开2009-44636号公报
专利文献2:日本特开2011-124704号公报
专利文献3:日本特开2011-81271号公报
专利文献4:日本特开2007-282108号公报
专利文献5:日本特开2010-91848号公报
专利文献6:日本特开2007-19959号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献5、6所示的镜头可更换式相机中,相位差检测用像素的输出因内置于该相机的摄像元件和安装于该相机的镜头的组合不同而不同。例如,因镜头不同对摄像元件的光线角度不同,相对于光线角度的入射到相位差检测用像素的光量因该摄像元件的遮光膜的形状和硅基板中的光电转换区域的位置关系等而变得复杂。
因此,在对镜头可更换式相机中的相位差检测用像素的输出信号进行增益校正的情况下,对于能够安装在相机上的全部镜头需要预先具有校正增益值。但是,如预先将与全部镜头对应的校正增益值存储在相机中会引起相机的制造成本增加。另外,可换镜头经常会发售新的产品,由于没有关于这样新的可换镜头的校正增益值,因此,无法进行增益校正。
在专利文献1~6中,没有考虑到在镜头可更换式相机中,在安装未存储有校正增益值的可换镜头的情况下,如何校正相位差检测用像素的输出信号。
本发明鉴于上述情况而作出,其目的在于提供一种可更换镜头式摄像装置,无论安装怎样的镜头,都能够高速并且高精度地校正相位差检测用像素的输出信号。
用于解决课题的方案
本发明的摄像装置,是能够拆装镜头装置的摄像装置,该摄像装置具备:摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过上述镜头装置拍摄被摄体;通信部,用于与所安装的上述镜头装置进行通信;镜头信息获取部,经由上述通信部从上述镜头装置获取作为上述镜头装置的固有信息的镜头信息;增益校正处理部,进行增益校正处理,上述增益校正处理将由上述摄像元件拍摄被摄体而得到的摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值而对该输出信号进行校正;插值校正处理部,进行插值校正处理,上述插值校正处理将上述摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的上述摄像用像素的输出信号而生成的信号,而对上述相位差检测用像素的上述输出信号进行校正;校正方法选择部,根据由上述镜头信息获取部获取的镜头信息而选择第一校正方法、第二校正方法或第三校正方法中的任一个方法,上述第一校正方法由上述插值校正处理部对上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号进行校正,上述第二校正方法由上述增益校正处理部对上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号进行校正,上述第三校正方法由上述插值校正处理部和上述增益校正处理部中的任一个对上述摄像图像信号中的各相位差检测用像素的输出信号进行校正;及图像处理部,通过由上述校正方法选择部选择的方法,对上述摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
本发明的信号处理方法,由能够拆装镜头装置的摄像装置进行信号处理,上述摄像装置包含:摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过上述镜头装置拍摄被摄体;及通信部,用于与所安装的上述镜头装置进行通信,上述信号处理方法具备:镜头信息获取步骤,经由上述通信部从上述镜头装置获取作为上述镜头装置的固有信息的镜头信息;校正方法选择步骤,根据通过上述镜头信息获取步骤而获取的镜头信息而选择第一校正方法、第二校正方法或第三校正方法中的任一个方法,上述第一校正方法通过插值校正处理而进行校正,上述插值校正处理将上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的上述摄像用像素的输出信号而生成的信号而对上述相位差检测用像素的上述输出信号进行校正,上述第二校正方法通过增益校正处理来进行校正,所述增益校正处理将上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值而对该输出信号进行校正,上述第三校正方法通过上述插值校正处理和上述增益校正处理中的任一个对上述摄像图像信号中的各相位差检测用像素的输出信号进行校正;及图像处理步骤,根据由上述校正方法选择步骤选择的方法,对上述摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
本发明的信号处理程序是用于使计算机执行所述信号处理方法的各步骤的程序。
发明效果
根据本发明,能够提供一种可更换镜头式摄像装置,无论在安装怎样的镜头的情况下,都能够高速并且高精度地校正相位差检测用像素的输出信号。
附图说明
图1是表示作为用于对本发明的一实施方式进行说明的摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。
图2是表示搭载于图1所示的数码相机上的固体摄像元件5的平面结构的局部放大图。
图3是图1所示的数码相机的数字信号处理部17的功能框图。
图4是用于对图1所示的数码相机的动作进行说明的流程图。
图5是表示图1所示的数码相机的数字信号处理部17的功能框图的变形例的图。
图6是表示搭载于图1所示的数码相机上的固体摄像元件5的整体结构的平面示意图。
图7是表示固体摄像元件5的行方向X的位置(水平像素位置)的相位差检测用像素51R、51L的灵敏度比的图。
图8是用于对图7的灵敏度比进行说明的图。
图9是用于对固体摄像元件5的行方向X上的任意位置的入射光线角度进行说明的图。
图10是表示存储于镜头装置100的存储器60的数据的一例的图。
图11是表示存储于相机主体200的主存储器16的表格的一例的图。
图12是用于对图5所示的数字信号处理部17的动作进行说明的流程图。
图13是对作为摄像装置的智能手机进行说明的图。
图14是图13的智能手机的内部框图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是表示作为用于对本发明的一实施方式进行说明的摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。
图1所示的数码相机是具备:作为摄像光学系统的镜头装置100及具备安装镜头装置100的未图示的固定机构的相机主体200。镜头装置100可拆装地安装在相机主体200上,可更换为其它镜头装置。
镜头装置100具备:包含聚焦透镜和变焦透镜等摄影透镜10、光圈20、透镜驱动部30、光圈驱动部40、统一控制镜头装置100整体的镜头控制部50、存储器60及电接点70。在此所说的聚焦透镜是指通过在光轴方向上移动,来调节摄影光学系统的焦点距离的透镜。聚焦透镜表示在由多片透镜构成的透镜单元中调节焦点位置的透镜,在为全组伸缩的镜头的情况下,表示全组整体。
透镜驱动部30按照来自镜头控制部50的指令,而调整摄影透镜10中所包含的聚焦透镜的位置,或者对摄影透镜1中所包含的变焦透镜的位置进行调整。
光圈驱动部40按照来自镜头控制部50的指令而控制光圈20的开口量,由此对曝光量进行调整。
存储器60存储作为镜头装置100的固有信息的镜头信息。镜头信息作为用于识别镜头装置100的识别信息至少包含镜头ID。
电接点70是用于在镜头装置100与相机主体200之间进行通信的接口。电接点70在镜头装置100安装于相机主体200的状态下,与设于相机主体200的电接点9接触。电接点9作为用于与所安装的镜头装置100进行通信的通信部的发挥作用。
相机主体200具备:CCD型或CMOS型等固体摄像元件5,通过镜头装置100对被摄体进行摄像;模拟信号处理部6,进行与固体摄像元件5的输出连接的相关双采样处理等模拟信号处理;及A/D转换电路7,将从模拟信号处理部6输出的模拟信号转换为数字信号。模拟信号处理部6及A/D转换电路7由系统控制部11控制。有时也将模拟信号处理部6及A/D转换电路7内置于固体摄像元件5。
系统控制部11经由摄像元件驱动部8而驱动固体摄像元件5,并将通过摄影透镜10拍摄的被摄体图像作为摄像图像信号输出。通过操作部14而将来自用户的指示信号输入系统控制部11。
数码相机的电气控制系统还具备:主存储器16;存储器控制部15,与存储器16连接;数字信号处理部17,对从A/D转换电路7输出的摄像图像信号进行插值运算、伽玛校正运算及RGB/YC转换处理等而生成摄影图像数据;压缩/扩展处理部18,将由数字信号处理部17生成的摄影图像数据压缩为JPEG格式,或者对压缩图像数据进行扩展;散焦量运算部19,对散焦量进行运算;外部存储器控制部20,连接于拆装自如的记录介质21;及显示控制部22,连接于搭载在相机背面等上的显示部23。存储器控制部15、数字信号处理部17、压缩/扩展处理部18、散焦量运算部19、外部存储器控制部20及显示控制部22通过控制总线24及数据总线25而相互连接,并由来自系统控制部11的指令控制。
图2是表示搭载于图1所示的数码相机的固体摄像元件5的平面结构的局部放大图。
固体摄像元件5具备二维状地排列在行方向X和与其正交的列方向Y上的多个像素51(图中的各正方形的框)。在图2中,虽未图示全部像素51,但实际上二维状地排列有数百万~一千数万个左右的像素51。当通过固体摄像元件5进行摄像时,从该多个像素51分别获得输出信号。在本说明书中,将该多个输出信号的集合称为摄像图像信号。
各像素51包含:光电二极管等光电转换部和形成在该光电转换部的上方的彩色滤光片。
在图2中,对包含使红光透过的彩色滤光片的像素51附以“R”的标记,对包含使绿光透过的彩色滤光片的像素51附以“G”的标记,对包含使蓝光透过的彩色滤光片的像素51附以“B”的标记。
多个像素51形成为,在列方向Y上排列有多个由沿行方向X排列的多个像素51构成的像素行的排列。并且,奇数行的像素行和偶数行的像素行在行方向X上错开各像素行的像素51的排列间距的大致1/2。
奇数行的像素行的各像素51所包含的彩色滤光片的排列作为整体而成为拜耳排列。另外,偶数行的像素行的各像素51所包含的彩色滤光片的排列作为整体也成为拜耳排列。位于奇数行的像素51和与该像素51在右下方相邻的、检测与该像素51的同色光的像素51构成对像素。
根据这种像素排列的固体摄像元件5,通过对构成对像素的两个像素51的输出信号进行加法运算而能够实现相机的高灵敏度化,或通过改变构成对像素的两个像素51的曝光时间,并且对这两个像素51的输出信号进行加法运算,而能够实现相机的宽动态范围化。
在固体摄像元件5中,多个像素51中的一部分形成为相位差检测用像素。
相位差检测用像素包含:多个相位差检测用像素51R和多个相位差检测用像素51L。
多个相位差检测用像素51R对通过摄影透镜1的光瞳区域不同的部分的一对光束的一方(例如通过光瞳区域的右半部分的光束)进行受光,并输出与受光量对应的信号。即,设于固体摄像元件5的多个相位差检测用像素51R拍摄由上述一对光束的一方形成的像。
多个相位差检测用像素51L对上述一对光束的另一方(例如通过光瞳区域的左半部分的光束)进行受光,并输出与受光量对应的信号。即,设于固体摄像元件5的多个相位差检测用像素51L拍摄由上述一对光束的另一方形成的像。
另外,相位差检测用像素51R、51L以外的多个像素51(以下,称为摄像用像素)拍摄由通过摄影透镜1的光瞳区域的大致全部部分的光束形成的像。
在像素51的光电转换部上方设有遮光膜,在该遮光膜上形成有限定光电转换部的受光面积的开口。
摄像用像素51的开口(在图2中以附图标记a表示)的中心与摄像用像素51的光电转换部的中心(正方形的框的中心)一致。另外,在图2中,为了使图简略化,仅对一部分摄像用像素51图示了开口a。
与此相对,相位差检测用像素51R的开口(在图2中以附图标记c表示)的中心相对相位差检测用像素51R的光电转换部的中心向右侧偏心。
相位差检测用像素51L的开口(在图2中以附图标记b表示)的中心相对于相位差检测用像素51L的光电转换部的中心向左侧偏心。
在固体摄像元件5中,搭载绿色的彩色滤光片的像素51的一部分形成为相位差检测用像素51R或相位差检测用像素51L。当然,也可以将搭载其它颜色的彩色滤光片的像素作为相位差检测用像素。
相位差检测用像素51R和与其接近配置的相位差检测用像素51L的对(以下,称为相位差对)分别离散性及周期性地配置在配置像素51的受光面53上。
在本说明书中,接近的两个像素是指,以可视作实际上接收来自相同的被摄体部分的光的程度接近的两个像素。另外,由于构成相位差对的相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L相互接近,因此,将它们当作行方向X的位置(以下,也称为水平像素位置)相同的像素。
在图2的例子中,相位差检测用像素51R在偶数行的像素行的一部分(在图2的例中,每隔三像素行地排列的四个像素行),在行方向X上每隔三个像素地配置。
在图2的例子中,相位差检测用像素51L在奇数行的像素行的一部分(位于包含相位差检测用像素51R的像素行的旁边的像素行),在行方向X上以与相位差检测用像素51R相同的周期配置。
通过这种结构,通过遮光膜的开口b而由相位差检测用像素51L接收的光主要为,从设在图2的纸面上方的摄影透镜1的被摄体来看来自左侧的光、即来自以右眼观察被摄体的方向的光。另外,通过遮光膜的开口c而由相位差检测用像素51R接收的光主要为,从摄影透镜1的被摄体来看来自右侧的光、即来自以左眼观察被摄体的方向的光。
即,通过全部相位差检测用像素51R而能够获得以左眼观察被摄体的摄像图像信号,通过全部相位差检测用像素51L能够获得以右眼观察被摄体的摄像图像信号。因此,通过使两者组合,而能够生成被摄体的立体图像数据,或者通过对两者进行相关运算,而能够生成相位差信息。
另外,相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L使遮光膜的开口向反方向偏心,由此能够分别对通过摄影透镜1的光瞳区域的不同部分的光束进行受光,而获得相位差信息。但是,用于获得相位差信息的结构不限于此,可以采用公知的结构。
图3是图1所示的数码相机的数字信号处理部17的功能框图。
数字信号处理部17具备:增益校正处理部171、插值校正处理部172、镜头信息获取部173、校正方法选择部174及图像处理部175。它们是由数字信号处理部17所包含的处理器执行程序而形成的功能模块。
增益校正处理部171进行增益校正处理,上述增益校正处理将摄像图像信号所包含的校正对象的相位差检测用像素(以下,称为校正对象像素)的输出信号乘以增益值而对该输出信号进行校正。
在安装于相机主体200的镜头装置100为相机主体200的制造商的正品的情况下,该增益值能够预先存储在相机主体200的存储器中。在数码相机上市前的调整工序中,可以根据拍摄基准图像而获得的摄像图像信号预先求出增益值。关于正品的镜头装置100的各相位差检测用像素51的增益值与用于识别该镜头装置100的镜头ID建立关联,并存储在相机主体200的主存储器16中。此外,增益值也可以对每个相位差检测用像素51生成并存储,也可以对固体摄像元件5的受光面进行框分割,并且每个框生成一个增益值并存储。
插值校正处理部172将校正对象像素的输出信号替换为使用位于该校正对象像素的周围并与检测该校正对象像素相同颜色的摄像用像素的输出信号而生成的信号来进行校正。
例如,在通过插值校正处理而对校正对象像素的输出信号进行校正的情况下,将位于该校正对象像素的周围的检测G色光的摄像用像素的输出信号的平均值替换为该校正对象像素的输出信号值。插值校正处理部172也可以通过将位于校正对象像素的周围的任一摄像用像素的输出信号的复制替换为校正对象像素的输出信号而进行校正。
镜头信息获取部173从安装于相机主体200的镜头装置100获取存储在镜头装置100的存储器60中的镜头信息。
校正方法选择部174根据由镜头信息获取部173获取的镜头信息而选择第一校正方法和第二校正方法中的任一个,上述第一校正方法由插值校正处理部172对从固体摄像元件5输出的摄像图像信号中的全部相位差检测用像素的输出信号进行校正,上述第二校正方法由增益校正处理部171对从固体摄像元件5输出的摄像图像信号中的全部相位差检测用像素的输出信号进行校正。
图像处理部175通过由校正方法选择部174选择的方法,对从固体摄像元件5输出的摄像图像信号中的相位差检测用像素的输出信号进行校正,并将校正后的摄像图像信号记录在主存储器16中。并且,图像处理部175对所记录的摄像图像信号实施去马赛克处理、γ校正处理、白平衡调整处理等众所公知的图像处理而生成摄像图像数据,并将其记录于记录介质21。
另外,图像处理部175也可以将校正后的摄像图像信号作为RAW数据直接记录于记录介质21。
对如以上那样构成的数码相机的动作进行说明。
图4是用于对图1所示的数码相机的动作进行说明的流程图。
如在相机主体200的电源处于接通的状态下,将镜头装置100安装在相机主体200上,则相机主体200的系统控制部11通过电接点9检测到安装了镜头装置100。当检测到镜头装置100的安装时,系统控制部11通过电接点9对镜头装置100进行镜头信息的发送请求(步骤S1)。
当镜头装置100的镜头控制部50接收到镜头信息的发送请求时,将存储在存储器60中的镜头信息经由电接点70发送到相机主体200中。系统控制部11接收从镜头装置100发送来的镜头信息,并将该镜头信息暂时存储在主存储器16中。
数字信号处理部17获取存储在主存储器16中的镜头信息(步骤S2),并从主存储器16中搜索与镜头信息所包含的镜头ID建立了关联的校正增益值的数据(步骤S3)。
在存在该数据的情况下,数字信号处理部17选择由增益校正处理部171对从固体摄像元件5输出的摄像图像信号中的全部相位差检测用像素的输出信号进行校正的第二校正方法(步骤S4)。另一方面,在不存在该数据的情况下,数字信号处理部17选择由插值校正处理部172对从固体摄像元件5输出的摄像图像信号中的全部相位差检测用像素的输出信号进行校正的第一校正方法(步骤S5)。
当步骤S4、5的处理结束时,成为摄影待机状态,当通过按下操作部14所包含的快门按钮而有摄影指示时,通过固体摄像元件5而进行摄像,并从固体摄像元件5输出摄像图像信号。该摄像图像信号在进行了模拟信号处理后,转换为数字信号,并暂时存储于主存储器16。
然后,数字信号处理部17按照在步骤S4或步骤S5中选择的方法对存储于主存储器16的摄像图像信号中的相位差检测用像素51的输出信号进行校正,对校正后的摄像图像信号进行处理而生成摄像图像数据,将其记录于记录介质21,并结束摄像处理。
如以上那样,在图1的数码相机安装有用于增益校正处理的校正增益值被存储在主存储器16中的制造商的正品的镜头装置100的情况下,通过增益校正处理对全部相位差检测用像素51的输出信号进行校正。另一方面,在安装了校正增益值未存储于主存储器16的其它公司制的镜头装置100的情况下,通过插值校正处理对全部相位差检测用像素51的输出信号进行校正。因此,能够没有问题地对可安装在相机主体200上的全部镜头装置进行相位差检测用像素51的输出信号的校正。
另外,根据该数码相机,无需在相机主体200的主存储器16中预先存储与其它公司制的镜头装置100对应的校正增益值。因此,能够减少用于生成数据的时间、减少存储器容量,并能够降低数码相机的制造成本。
另外,若镜头装置100为制造商正品的镜头装置,也可考虑将与该镜头装置100对应的校正增益值与该镜头ID建立关联,不是存储在相机主体200中而是预先存储在镜头装置100的存储器60中。
在该情况下,系统控制部11在图4的步骤S3中,对与获取的镜头信息所包含的镜头ID对应的校正增益值是否存储在相机主体200的主存储器16和镜头装置100的存储器60中的任一个中进行判定,若存储在任一个中,则进行步骤S4的处理,若没有存储,则进行步骤S5的处理。
接下来,对图1所示的数码相机的变形例进行说明。
图5是表示图1所示的数码相机的数字信号处理部17的变形例的功能框图。图5所示的数字信号处理部17除追加了校正增益值生成部176这一点外,其他与图3所示的数字信号处理部相同。
在镜头信息中包含与镜头装置100的光线角度相关的信息(以下,称为光线角度信息)的情况下,校正增益值生成部176使用该光线角度信息和固体摄像元件5的设计信息(芯片尺寸、像素数、相位差检测用像素的遮光膜开口形状、硅基板内的光电转换区域的形状等信息),而生成各相位差检测用像素51的校正增益值。校正增益值生成部176将所生成的校正增益值与镜头信息中包含的镜头ID建立关联,并记录在主存储器16中。
以下,对使用光线角度信息和固体摄像元件5的设计信息来生成校正增益值的方法进行说明。
图6是表示搭载于图1所示的数码相机的固体摄像元件5的整体结构的平面示意图。
固体摄像元件5具有配置有全部像素51的受光面53。并且,在该受光面53中设有成为相位差检测的对象的相位差检测区域(AF区域)52,在图6的例子中设有九个。
AF区域52为包含行方向X上并列的多个相位差对的区域。在受光面53中除去AF区域52的部分仅配置摄像用像素51。
图6所示的九个AF区域52中,在行方向X上位于正中央的三个AF区域52分别为在俯视图中通过受光面53与摄像镜头1的光轴的交点并且横跨沿列方向Y延伸的直线而在行方向X上具有宽度的区域。将受光面53与摄像镜头1的光轴的交点的行方向X的位置称为光轴位置。
图1所示的散焦量运算部19使用从处于通过用户操作等而从九个AF区域52中选择的一个AF区域52的相位差检测用像素51L及相位差检测用像素51R读取的输出信号组,而对由上述一对光束形成的两个图像的相对位置偏移量即相位差量进行运算。并且,基于该相位差量,求出摄影透镜1的调焦状态,在此为从对焦状态离开的量和其方向、即散焦量。
图1所示的系统控制部11基于由散焦量运算部19运算出的散焦量,而使摄像镜头1所包含的聚焦透镜移动至对焦位置,来对摄像镜头1的对焦状态进行控制。
相位差检测用像素51R与相位差检测用像素51L的开口向反方向偏心。因此,即使该开口的偏心方向(一对像的偏移方向;图2的行方向X)的位置大致相同,相位差检测用像素51R与相位差检测用像素51L也会产生灵敏度差。
图7是表示处于固体摄像元件5的行方向X的任意位置(以下,也称为水平像素位置)的构成相位差对的相位差检测用像素51R、51L的灵敏度比的图。
在图7中以附图标记51R表示的直线表示相位差检测用像素51R的灵敏度比,以附图标记51L表示的直线表示相位差检测用像素51L的灵敏度比。
任意的相位差检测用像素的灵敏度比是指,在将任意的相位差检测用像素和与其接近的摄像用像素(其中,用于检测与该任意的相位差检测用像素相同颜色的光的像素)的输出信号分别设为A、B时,以A/B、或B/A表示的值。在图7中表示将灵敏度比设为A/B时的图。
在图7中,以附图标记52L表示图6中位于左端部的三个AF区域52的水平像素位置的范围。另外,以附图标记52C表示图6中位于中央部的三个AF区域52的水平像素位置的范围。另外,以附图标记52R表示图6中位于右端部的三个AF区域52的水平像素位置的范围。
在图7中,范围52L的左端部的水平像素位置以x1表示,范围52L的右端部的水平像素位置以x2表示,范围52C的右端部的水平像素位置以x3表示,范围52R的右端部的水平像素位置以x4表示。
相位差检测用像素51R、51L在列方向Y上也周期性地配置。但是,由于相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L在列方向Y上开口没有偏心,因此,无论在列方向Y的哪一位置,灵敏度比均如图7所示。
由于相位差检测用像素51R的输出信号和相位差检测用像素51L的输出信号分别单独,根据被摄体不同而各水平像素位置的电平不同,因此,并不知道相位差检测用像素的灵敏度分布如何。但是,如图7所示,若求出相位差检测用像素和与其接近的摄像用像素的输出信号之比即灵敏度比,则能够知道相位差检测用像素的灵敏度分布。
相位差检测用像素51R的开口c在图2中向右侧偏心。因此,如图8所示,在位于受光面53的左侧端部的相位差检测用像素51R的开口c,通过摄影透镜10的左侧而来的光射入一半,通过摄影透镜10的右侧而来的光不射入。另一方面,在位于受光面53的右侧端部的相位差检测用像素51R的开口c,通过摄影透镜10的右侧而来的光射入一半,通过摄影透镜10的左侧而来的光全部射入。另外,在位于受光面53的中心部的相位差检测用像素51R的开口c,仅通过摄影透镜10的左侧而来的光射入,通过摄影透镜10的右侧而来的光不射入。
另外,由于相位差检测用像素51L的开口b与相位差检测用像素51R在行方向X上向反方向偏心,因此,其灵敏度比的特性与相位差检测用像素51R相反。
因此,如图7所示,相位差检测用像素51L的灵敏度比越从受光面53的左端部朝向右端部而越低。另外,相位差检测用像素51R的灵敏度比越从受光面53的左端部朝向右端部而越高。
另外,在受光面53的行方向X的中央部分(通过受光面53与摄像镜头10的光轴相交的部分且与沿列方向Y延伸的直线重叠的部分)的附近,由于入射光的行方向X的成分大致垂直地入射,因此,相位差检测用像素51L的灵敏度比和相位差检测用像素51R的灵敏度比大致相同。
如此,搭载有相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L的固体摄像元件5具有图7所示的灵敏度比的特性。
图7所示的任意水平像素位置的相位差对的各个灵敏度比由入射至该水平像素位置的光线的角度(以下,称为入射光线角度)唯一确定。以下,对该入射光线角度进行说明。
图9是向与摄影透镜10的光轴及行方向X垂直的方向即列方向Y观察摄影透镜10及固体摄像元件5时的图。
入射到固体摄像元件5的任意水平像素位置的光包含:通过摄影透镜10的中心的主光线、通过摄影透镜10的图9中的上端部的上光线及通过摄影透镜10的图9中的下端部的下光线。
上光线是指,通过摄影透镜10的行方向X上的一方的端部(上端部)而到达上述任意水平像素位置的光线。下光线是指,通过摄影透镜10的行方向X上的另一方的端部(下端部)而到达上述任意的水平像素位置的光线。
如图9所示,当将摄影透镜10的光轴K与上光线形成的角度(上光线角度)设为θ上,将摄影透镜10的光轴K与下光线形成的角度(下光线角度)设为θ下时,固体摄像元件5的任意水平像素位置的入射光线角度由上光线角度θ上和下光线角度θ下的组合定义。
即使水平像素位置相同,当摄像光学系统的光学条件(F值、焦点距离及聚焦透镜位置的组合)改变时,其水平像素位置的入射光线角度也会改变。
如图7所示,相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L的灵敏度比分别具有线性特性。因此,若知道固体摄像元件5的行方向X上的至少两个位置的相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L的灵敏度比,则能够通过线性插值求出行方向X上的全部位置的相位差检测用像素51R和相位差检测用像素51L的灵敏度比。
位于任意水平像素位置的相位差对的各个灵敏度比由该水平像素位置的入射光线角度决定。另外,任意水平像素位置的入射光线角度因镜头装置100的种类和设定于镜头装置100的光学条件不同而不同。
因此,在本变形例中,对镜头装置100的每个光学条件,预先求出将镜头装置100安装于相机主体200的情况下的、固体摄像元件5的行方向X上的至少两个任意位置的入射光线角度的信息,并存储在镜头装置100的存储器3中。
另外,相机主体200的主存储器16中存储有表格,上述表格将每个任意的水平像素位置的不同入射光线角度与位于该任意水平像素位置的相位差对的各灵敏度比建立了对应。另外,由于当镜头装置与摄像元件的组合不同时,相位差对的灵敏度比也不同,因此,优选的是将入射光线角度对应的灵敏度比的数据存储在搭载摄像元件的装置中,由于入射光线角度的信息由镜头决定,因此,优选的是预先存储在镜头装置中。
存储在存储器60中的入射光线角度的信息和存储在主存储器16中的表格的数据能够在镜头装置100和相机主体200上市前的调整工序中通过实际测量而预先求出。
例如,对于在镜头装置100中可设定的全部光学条件(1、2、3、…)的每一个测定图7所示的水平像素位置x1,x2,x3,x4的各个入射光线角度,根据该测定结果生成图10所示的表格,并预先存储在镜头装置100的存储器60中。
另外,对于上光线角度和下光线角度的可以想到的全部组合,测定水平像素位置相同的任意的相位差检测用像素51R及相位差检测用像素51L的各灵敏度比,根据该测定结果生成图11所示的表格,并预先存储在相机主体200的主存储器16中。在图11中,以R1、R2、R3表示相位差检测用像素51R的灵敏度比,以L1、L2、L3表示相位差检测用像素51L的灵敏度比。
通过对存储于镜头装置100的存储器60的光线角度信息与存储于主存储器16的表格进行比较,能够知道每个摄像条件下的各相位差检测用像素51的灵敏度比的信息。能够求出为了使该灵敏度比形成为“1”,而应与相位差检测用像素51的输出信号相乘的值作为校正增益值。这样,校正增益值生成部176使用存储于镜头装置100的存储器60的光线角度信息和存储于主存储器16的表格,而生成每个相位差检测用像素51的校正增益值。
另外,作为图11所示的表格,也可代替灵敏度比而预先存储用于使该灵敏度比形成为“1”的校正增益值。
图12是用于对图5所示的数字信号处理部17的动作进行说明的流程图。图12所示的流程图在图4所示的流程图中追加了步骤S10和步骤S11。在图12中,在与图4相同的处理中附以相同的附图标记,并省略说明。
在步骤S3的判定为NO时,校正增益值生成部176对镜头信息中是否包含光线角度信息进行判定(步骤S10)。在镜头信息不包含光线角度信息的情况下,通过校正方法选择部174进行步骤S5的处理。
在镜头信息包含光线角度信息的情况下,校正增益值生成部176使用光线角度信息和图11所示的表格,对每个摄像条件生成与各相位差检测用像素51对应的校正增益值,并对所生成的校正增益值组与镜头信息中所包含的镜头ID建立关联而存储于主存储器16中(步骤S11)。校正增益值组也可以与镜头ID建立关联地存储于镜头装置100的存储器60中。
在步骤S11之后,通过校正方法选择部174进行步骤S4的处理。
如以上那样,根据该变形例的数码相机,即使在与镜头ID对应的校正增益值未存储在相机主体200和镜头装置100中的情况下,只要镜头信息包含光线角度信息,也可以根据该光线角度信息生成校正增益值并存储。因此,无需在相机主体200中预先存储每个摄像条件的校正增益值,能够减少数码相机的制造成本。
另外,由于该变形例的数码相机将生成的校正增益值与镜头ID建立关联并存储,因此,对于一次生成了校正增益值的镜头装置100,之后能够省略校正增益值的生成,并能够实现摄影时间的缩短。
另外,在安装有校正增益值未预先存储于相机主体200及镜头装置100中的任一个,并且未存储光线角度信息的镜头装置100的情况下,通过插值校正处理进行相位差检测用像素51的输出信号的校正。因此,在所有镜头装置100中,能够使摄像画质形成为高品质的画质。
另外,在图4及图12的步骤S4中,选择通过增益校正处理对全部相位差检测用像素51的输出信号进行校正的第二校正方法。但是,也可以代替该第二校正方法,选择通过插值校正处理部172和增益校正处理部171中的任一个对摄像图像信号中的各相位差检测用像素的输出信号进行校正的第三校正方法。
插值校正处理和增益校正处理存在分别擅长的场景。例如,相位差检测用像素的输出信号达到饱和水平(曝光过度),或者为过小的值(曝光不足)的情况下,进行插值校正处理的校正精度更高。
因此,对于每个相位差检测用像素51对插值校正处理和增益校正处理的哪一个的校正精度较高进行判定,并执行校正精度高的处理,由此能够提高摄像图像的品质。
例如,作为第三校正方法,如日本特开2012-4729号公报所述,采用如下方法:检测被摄体图像的边缘,并根据边缘量而切换插值校正处理和增益校正处理来对图像数据进行校正的方法。作为第三校正方法,并不限于此,采用插值校正处理和增益校正处理兼用的方式即可。
至此,对在可更换镜头式数码相机中,根据存储于镜头装置100的镜头信息来选择校正方法的方式进行了说明。除此之外,在可更换镜头式数码相机中,也可以为不进行增益校正处理,而始终进行插值校正处理的形式。在该情况下,能够应对所有镜头装置,另外不需要校正增益值的生成作业。
另外,至此,以相机主体200能够从所安装的镜头装置100获取镜头信息为前提进行了说明。但是,有时镜头装置100与相机主体200之间也无法进行通信。例如,有如下情况:在相机主体200上安装符合其它公司制的镜头的规格的相机主体200的制造商制的正品卡口适配器,在该正品卡口适配器上安装其它公司制的镜头。
在这种情况下,当相机主体200的系统控制部11检测出在电接点9上安装有上述正品卡口适配器时,使能够在不安装镜头装置的情况下进行摄影的无镜头释放模式设定为有效。该无镜头释放模式也可通过手动设定有效/无效。当设定为无镜头释放模式时,能够通过手动输入镜头的焦点距离等信息。
这样,无镜头释放模式变为有效的状态是无法从安装于相机主体200的镜头装置100获取镜头信息的状态。因此,在系统控制部11判断无法获取镜头信息的情况下,不进行增益校正处理,而始终进行插值校正处理。通过如此,即使在安装了无法进行通信的镜头装置的情况下,也能够进行相位差检测用像素的输出信号的校正。
接下来,作为摄像装置而对智能手机的结构进行说明。
图13表示作为本发明的摄影装置的一实施方式的智能手机300的外观。图13所示的智能手机300具有平板状的壳体201,并在壳体201的一面上具备作为显示部的显示面板202和作为输入部的操作面板203成为一体的显示输入部204。另外,这种壳体201具备:扬声器205、话筒206、操作部207及相机部208。另外,壳体201的结构不限于此,例如,可以采用显示部与输入部独立的结构,或者也可以采用具有折叠结构或滑动结构的结构。
图14是表示图13所示的智能手机300的结构的框图。如图13所示,作为智能手机的主要的结构要素,具备:无线通信部210、显示输入部204、通话部211、操作部207、相机部208、存储部212、外部输入输出部213、GPS(Global Positioning System:全球定位系统)接收部214、移动传感器部215、电源部216及主控制部220。另外,作为智能手机300的主要功能,具备进行经由省略图示的基地站装置BS和省略图示的移动通信网NW的移动无线通信的无线通信功能。
无线通信部210按照主控制部220的指示,对收容于移动通信网NW的基地站装置BS进行无线通信。使用该无线通信,进行声音数据、图像数据等各种文件数据、电子邮件数据等的发送接收、Web数据、流数据等的接收。
显示输入部204是所谓的触控面板,其通过主控制部220的控制而显示图像(静态图像及动态图像)或文字信息等,而在视觉上向用户传递信息,并且对与所显示信息对应的用户操作进行检测,其具备显示面板202和操作面板203。
显示面板202将LCD(Liquid Crystal Display:液晶显示器)、OELD(OrganicElectro-Luminescence Display:有机电致发光显示器)等作为显示设备使用。
操作面板203是以能够目视确认显示于显示面板202的显示面上的图像的方式进行载置,并对由用户的手指或尖笔操作的一个或多个坐标进行检测的设备。当通过用户的手指或尖笔对该装置进行操作时,将因操作而产生的检测信号输出到主控制部220。接着,主控制部220基于接收到的检测信号对显示面板202上的操作位置(坐标)进行检测。
如图13所示,作为本发明的摄影装置的一实施方式而示例的智能手机300的显示面板202与操作面板203成为一体而构成显示输入部204,但操作面板203也可以成为完全覆盖显示面板202的配置。
在采用了该配置的情况下,操作面板203也可以具备对于显示面板202以外的区域也对用户操作进行检测的功能。换言之,操作面板203也可以具备:与显示面板202重叠的重叠部分的检测区域(以下,称作显示区域)以及此以外的与显示面板202不重叠的外缘部分的检测区域(以下,称作非显示区域)。
另外,也可以使显示区域的大小与显示面板202的大小完全一致,但是不需要使两者必须一致。另外,操作面板203也可以具备外缘部分以及除此以外的内侧部分这两个感应区域。而且,外缘部分的宽度根据壳体201的大小等而适当设计。另外,作为操作面板522中采用的位置检测方式,可以列举出:矩阵开关方式、电阻膜方式、表面弹性波方式、红外线方式、电磁感应方式、以及静电电容方式等,也能够采用任一种方式。
通话部211具备扬声器205和话筒206,其将通过话筒206输入的用户的声音通过主控制部220转换为可处理的声音数据,并输入主控制部220,或者,将由无线通信部210或外部输入输出部213接收的声音数据进行解码而从扬声器205输出。另外,如图13所示,例如,能够将扬声器205搭载在与设有显示输入部204的面相同的面上,并将话筒206搭载在壳体201的侧面上。
操作部207是使用了键开关等的硬件键,接受来自用户的指示。例如,如图13所示,操作部207是一种按钮式开关,其搭载在智能手机300的壳体201的侧面,当用手指等按下时接通且当手指离开时通过弹簧等的恢复力而成为断开状态。
存储部212存储:主控制部220的控制程序和控制数据、应用软件、与通信对象的名称或电话号码等建立了对应的住址数据、发送接收的电子邮件的数据、通过Web浏览器下载的Web数据及下载的内容数据,还临时存储有流数据等。另外,存储部212由智能手机内置的内部存储部217和具有可拆装的外部存储器插槽的外部存储部218构成。另外,构成存储部212的各个内部存储部217和外部存储部218使用闪存式(flash memory type)、硬盘式(hard disk type)、微型多媒体卡型(multimedia card micro type)、卡型的存储器(例如,MicroSD(注册商标)存储器等)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)等存储介质实现。
外部输入输出部213起到与连接智能手机300的全部外部设备的接口的作用,用于通过通信等(例如,通用串行总线(USB)、IEEE1394等)或网络(例如,因特网、无线LAN、蓝牙(Bluetooth)(注册商标)、RFID(Radio Frequency Identification)、红外线通信(Infrared Data Association:IrDA)(注册商标)、UWB(Ultra Wideband)(注册商标)、紫蜂(ZigBee)(注册商标)等)与其它外部设备直接或间接地连接。
作为与智能手机300连接的外部设备,例如有有线/无线耳机、有线/无线外部充电器、有线/无线数据端口、经由卡插槽而连接的存储卡(Memory card)或SIM(SubscriberIdentity Module Card)/UIM(User Identity Module Card)卡、经由音频和视频I/O(input/output)端子而连接的外部音频/视频设备、无线连接的外部音频/视频设备、有线/无线连接的智能手机、有线/无线连接的个人电脑、有线/无线连接的PDA、有线/无线连接的个人电脑、耳机等。外部输入输出部213能够将从这种外部设备接收的数据传递至智能手机300内部的各构成元件,或者能够将智能手机300的内部数据传送到外部设备。
GPS接收部214按照主控制部220的指示,接收从GPS卫星ST1~STn发送来的GPS信号,并执行基于接收到的多个GPS信号的测位运算处理,对该智能手机300的由纬度、经度、高度构成的位置进行检测。GPS接收部214在能够从无线通信部210、外部输入输出部213(例如无线LAN)获取位置信息时,也能够使用其位置信息对位置进行检测。
移动传感器部215具备例如三轴加速度传感器等,并按照主控制部220的指示对智能手机300的物理移动进行检测。通过对智能手机300的物理性的移动进行检测,能够检测出智能手机300的移动方向和加速度。该检测结果被输出到主控制部220。
电源部216按照主控制部220的指示对智能手机300的各部供给存储于电池(未图示)的电力。
主控制部220具备微处理器,按照存储部212所存储的控制程序、控制数据而动作,统一控制智能手机300的各部。另外,主控制部220为了通过无线通信部210进行声音通信、数据通信而具备:控制通信系统的各部的移动通信控制功能以及应用处理功能。
应用处理功能通过根据存储部212存储的应用软件使主控制部220动作而实现。作为应用处理功能,具有例如:控制外部输入输出部213而与相向设备进行数据通信的红外线通信功能、发送接收电子邮件的电子邮件功能、阅览Web网页的Web浏览功能等。
另外,主控制部220具备图像处理功能,基于接收数据、下载的流数据等图像数据(静态图像、动态图像的数据)而将映像显示在显示输入部204上等。图像处理功能是指,主控制部220对上述图像数据进行解码,对该解码结果实施图像处理,并将图像显示在显示输入部204上的功能。
此外,主控制部220执行对显示面板202的显示控制和检测通过操作部207、操作面板203而进行的用户操作的操作检测控制。通过执行显示控制,主控制部220显示用于启动应用软件的图标或滚动条等软件键,或者显示用于生成电子邮件的窗口。另外,滚动条是指,对于无法收容在显示面板202的显示区域的较大图像等,用于接受移动图像的显示部分的指示的软件键。
另外,通过执行操作检测控制,主控制部220检测出通过操作部207进行的用户操作,并接收通过操作面板203进行的对上述图标的操作、对上述窗口的输入栏的文字列的输入,或者接收通过滚动条进行的显示图像的滚动请求。
此外,具备如下触摸面板控制功能:通过执行操作检测控制,主控制部220判定对操作面板203的操作位置是与显示面板202重叠的重叠部分(显示区域)还是除此以外的不与显示面板202重叠的外缘部分(非显示区域),而对操作面板203的感应区域、软件键的显示位置进行控制。
另外,主控制部220能够检测出对操作面板203的手势操作,并根据所检测出的手势操作执行预先设定的功能。所谓手势操作并非以往的单纯的触控操作,而是指利用手指等描绘轨迹、对多个位置同时进行指定或者对它们进行组合而从多个位置对至少一个位置描画轨迹的操作。
相机部208包含:图1所示的数码相机中的外部存储器控制部20、记录介质21、显示控制部22、显示部23及操作部14以外的结构。通过相机部208生成的摄像图像数据能够记录在存储部212中,或者通过输入输出部213或无线通信部210输出。如图13所示,在智能手机300中,相机部208搭载在与显示输入部204相同的面上,但相机部208的搭载位置不限于此,也可以搭载在显示输入部204的背面。
另外,相机部208可以在智能手机300的各种功能中使用。例如,由显示面板202上显示由相机部208获取的图像,或者作为操作面板203的一个操作输入,能够使用相机部208的图像。另外,在GPS接收部214检测位置时,还能够参照来自相机部208的图像来检测位置。此外,参照来自相机部208的图像而能够不使用三轴加速度传感器,或者与三轴加速度传感器并用地对智能手机300的相机部208的光轴方向进行判断,或者能够判断现在的使用环境。当然,也可以在应用软件内使用来自相机部208的图像。
此外,对静态图像或动态图像的图像数据添加由GPS接收部214获取的位置信息、由话筒206获取的声音信息(也可以通过主控制部等进行声音文字转换而形成文字信息)、由移动传感器部215获取的姿势信息等并记录于记录部212,或者也能够通过输入输出部213或无线通信部210输出。
在以上那样的结构的智能手机300中,作为相机部208的摄像元件而使用固体摄像元件5,由此能够实现高精度的相位差AF和高品质的摄影。
用于使计算机执行数字信号处理部17的功能模块的程序也可以经由因特网等网络发送,通过在带相机的智能手机等中安装该程序,而能够实现与图1所示的数码相机相同的功能。另外,还可以将该程序作为存储的非暂时性的计算机读取介质而提供。
如以上所说明那样,本说明书中公开有以下内容。
公开的摄像装置是一种能够拆装镜头装置的摄像装置,该摄像装置具备:摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过上述镜头装置拍摄被摄体;通信部,用于与所安装的上述镜头装置进行通信;镜头信息获取部,经由上述通信部从上述镜头装置获取作为上述镜头装置的固有信息的镜头信息;增益校正处理部,进行增益校正处理,上述增益校正处理将由上述摄像元件拍摄被摄体而得到的摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值而对该输出信号进行校正;插值校正处理部,进行插值校正处理,上述插值校正处理将上述摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的上述摄像用像素的输出信号而生成的信号,而对上述相位差检测用像素的上述输出信号进行校正;校正方法选择部,根据由上述镜头信息获取部获取的镜头信息而选择第一校正方法、第二校正方法或第三校正方法中的任一个方法,上述第一校正方法由上述插值校正处理部对上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号进行校正,上述第二校正方法由上述增益校正处理部对上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号进行校正,上述第三校正方法由上述插值校正处理部和上述增益校正处理部中的任一个对上述摄像图像信号中的各相位差检测用像素的输出信号进行校正;及图像处理部,通过由上述校正方法选择部选择的方法,对上述摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
在公开的摄像装置中,在与上述镜头信息所包含的上述镜头装置的识别信息对应的上述增益值未存储于上述摄像装置和上述镜头装置的任一个中的情况下,上述校正方法选择部选择上述第一校正方法。
在公开的摄像装置中,在上述镜头信息不包含生成由所安装的上述镜头装置和上述摄像元件的组合决定的上述增益值所需的信息的情况下,上述校正方法选择部选择上述第一校正方法。
在公开的摄像装置中,获取上述增益值所需的信息是与上述镜头装置的光线角度相关的信息。
在公开的摄像装置中,具备校正增益值生成部,在上述镜头信息包含与上述光线角度相关的信息的情况下,上述校正增益值生成部使用与上述光线角度相关的信息和与每个光线角度的上述摄像元件的灵敏度相关的信息来生成上述增益值。
公开的信号处理方法是能够拆装镜头装置的摄像装置的信号处理方法,上述摄像装置包含:摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过上述镜头装置拍摄被摄体;及通信部,用于与所安装的上述镜头装置进行通信,上述信号处理方法具备:镜头信息获取步骤,经由上述通信部从上述镜头装置获取作为上述镜头装置的固有信息的镜头信息;校正方法选择步骤,根据由上述镜头信息获取步骤获取的镜头信息而选择第一校正方法、第二校正方法或第三校正方法中的任一方法,上述第一校正方法通过插值校正处理而进行校正,上述插值校正处理将上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的上述摄像用像素的输出信号而生成的信号而对上述相位差检测用像素的上述输出信号进行校正,上述第二校正方法通过增益校正处理来进行校正,所述增益校正处理将上述摄像图像信号中的全部上述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值来对该输出信号进行校正,上述第三校正方法通过上述插值校正处理和上述增益校正处理中的任一个对上述摄像图像信号中的各相位差检测用像素的输出信号进行校正;及图像处理步骤,根据由上述校正方法选择步骤选择的方法,对上述摄像图像信号中的上述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
公开的信号处理程序为用于使计算机执行上述信号处理方法的各步骤的程序。
工业实用性
本发明特别适用于数码相机等,便利性高且有效。
以上,通过特定的实施方式对本发明进行了说明,但本发明不限于该实施方式,在不脱离所公开的发明的技术思想的范围内可以能够各种变更。
本申请基于2013年3月13日提交的日本专利申请(特愿2013-50238),并请将其内容并入本文中。
附图标记说明
100 镜头装置
200 相机主体
5 固体摄像元件
9 电接点
10 摄影透镜
11 系统控制部
17 数字信号处理部
50 镜头控制部
51R、51L 相位差检测用像素
60 存储器
70 电接点
171 增益校正处理部
172 插值校正处理部
173 镜头信息获取部
174 校正方法选择部
175 图像处理部
176 校正增益值生成部
Claims (8)
1.一种摄像装置,能够拆装镜头装置,所述摄像装置具备:
摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过所述镜头装置拍摄被摄体;
通信部,用于与所安装的所述镜头装置进行通信;
镜头信息获取部,经由所述通信部从所述镜头装置获取作为所述镜头装置的固有信息的镜头信息;
增益校正处理部,进行增益校正处理,所述增益校正处理将由所述摄像元件拍摄被摄体而得到的摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值而对该输出信号进行校正;
插值校正处理部,进行插值校正处理,所述插值校正处理将所述摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的所述摄像用像素的输出信号而生成的信号,而对所述相位差检测用像素的所述输出信号进行校正;
校正方法选择部,根据由所述镜头信息获取部获取的镜头信息而选择第一校正方法和第二校正方法中的任一方法,所述第一校正方法由所述插值校正处理部对所述摄像图像信号中的全部所述相位差检测用像素的输出信号进行校正,所述第二校正方法由所述增益校正处理部对所述摄像图像信号中的全部所述相位差检测用像素的输出信号进行校正;及
图像处理部,通过由所述校正方法选择部选择的方法,对所述摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
2.一种摄像装置,能够拆装镜头装置,所述摄像装置具备:
摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过所述镜头装置拍摄被摄体;
通信部,用于与所安装的所述镜头装置进行通信;
镜头信息获取部,经由所述通信部从所述镜头装置获取作为所述镜头装置的固有信息的镜头信息;
增益校正处理部,进行增益校正处理,所述增益校正处理将由所述摄像元件拍摄被摄体而得到的摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值而对该输出信号进行校正;
插值校正处理部,进行插值校正处理,所述插值校正处理将所述摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的所述摄像用像素的输出信号而生成的信号,而对所述相位差检测用像素的所述输出信号进行校正;
校正方法选择部,根据由所述镜头信息获取部获取的镜头信息而选择第一校正方法和第三校正方法中的任一方法,所述第一校正方法由所述插值校正处理部对所述摄像图像信号中的全部所述相位差检测用像素的输出信号进行校正,所述第三校正方法对于每个所述相位差检测用像素判定所述插值校正处理和所述增益校正处理的校正精度,并通过校正精度高的处理对所述相位差检测用像素的输出信号进行校正;及
图像处理部,通过由所述校正方法选择部选择的方法,对所述摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
3.根据权利要求1或2所述的摄像装置,其中,
在与所述镜头信息所包含的所述镜头装置的识别信息对应的所述增益值未存储于所述摄像装置和所述镜头装置的任一个中的情况下,所述校正方法选择部选择所述第一校正方法。
4.根据权利要求1或2所述的摄像装置,其中,
在所述镜头信息不包含生成由所安装的所述镜头装置和所述摄像元件的组合决定的所述增益值所需的信息的情况下,所述校正方法选择部选择所述第一校正方法。
5.根据权利要求4所述的摄像装置,其中,
获取所述增益值所需的信息是所述镜头装置的光线角度信息。
6.根据权利要求5所述的摄像装置,其中,
具备校正增益值生成部,在所述镜头信息包含所述光线角度信息的情况下,所述校正增益值生成部使用所述光线角度信息和与每个光线角度的所述摄像元件的灵敏度相关的信息来生成所述增益值。
7.一种信号处理方法,由能够拆装镜头装置的摄像装置进行信号处理,
所述摄像装置包含:
摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过所述镜头装置拍摄被摄体;及
通信部,用于与所安装的所述镜头装置进行通信,
所述信号处理方法具备:
镜头信息获取步骤,经由所述通信部从所述镜头装置获取作为所述镜头装置的固有信息的镜头信息;
校正方法选择步骤,根据由所述镜头信息获取步骤获取的镜头信息而选择第一校正方法和第二校正方法中的任一方法,所述第一校正方法通过插值校正处理进行校正,所述插值校正处理将由所述摄像元件拍摄被摄体而得到的摄像图像信号中的全部所述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的所述摄像用像素的输出信号而生成的信号来对所述相位差检测用像素的所述输出信号进行校正,所述第二校正方法通过增益校正处理来进行校正,所述增益校正处理将所述摄像图像信号中的全部所述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值来对该输出信号进行校正;及
图像处理步骤,根据由所述校正方法选择步骤选择的方法,对所述摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
8.一种信号处理方法,由能够拆装镜头装置的摄像装置进行信号处理,
所述摄像装置包含:
摄像元件,包含呈二维阵列状地排列在受光面上的多个摄像用像素及多个相位差检测用像素,并通过所述镜头装置拍摄被摄体;及
通信部,用于与所安装的所述镜头装置进行通信,
所述信号处理方法具备:
镜头信息获取步骤,经由所述通信部从所述镜头装置获取作为所述镜头装置的固有信息的镜头信息;
校正方法选择步骤,根据由所述镜头信息获取步骤获取的镜头信息而选择第一校正方法和第三校正方法中的任一方法,所述第一校正方法通过插值校正处理进行校正,所述插值校正处理将由所述摄像元件拍摄被摄体而得到的摄像图像信号中的全部所述相位差检测用像素的输出信号替换为使用位于该相位差检测用像素的周围并检测与该相位差检测用像素相同颜色的所述摄像用像素的输出信号而生成的信号来对所述相位差检测用像素的所述输出信号进行校正,所述第三校正方法对于每个所述相位差检测用像素判定对所述摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号乘以增益值来对该输出信号进行校正的处理和所述插值校正处理各自的校正精度,并通过校正精度高的处理对所述相位差检测用像素的输出信号进行校正;及
图像处理步骤,根据由所述校正方法选择步骤选择的方法,对所述摄像图像信号中的所述相位差检测用像素的输出信号进行校正。
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