TWI400558B - Camera device - Google Patents

Description

攝像裝置

本發明係關於一種具有攝影光學系統之攝像裝置。

在單眼反射型相機(攝像裝置)中，具備包含可驅動的主鏡及副鏡之反射鏡部，其構成為，在使該反射鏡部下降時，將通過拍攝鏡頭之被拍體光導光到相位差檢測方式之AF模組(相位差AF模組)及光學取景器，在使反射鏡部上升時，將被拍體光導光到攝像面。

於該相機之連拍拍攝中，藉由在向攝像面之各曝光之間的空檔下降驅動及上升驅動反射鏡部，向AF模組導入被拍體光，可以進行使用AF模組之相位差AF(例如參照專利文獻1)。

【專利文獻1】日本特開平8-43914號公報

然而，前述專利文獻1之連拍拍攝中之相位差AF，由於必須在驅動反射鏡部後進行在AF模組之曝光，故受限於該時間而難以進行高速之連拍。對此參照圖15進行說明。

圖15係用於說明先前技術之連拍拍攝時之AF動作之時間圖。

當藉由快門按鈕之全按下開始連拍拍攝時，在向攝像面之曝光(正式曝光)P1後，進行反射鏡下降驅動Kd而向AF模組導入被拍體光，而進行用於相位差檢測之曝光Pa。在該曝光Pa之後進行反射鏡上升驅動Ku，另一方面執行從AF模組之曝光資料之讀取Ra及相位差AF之運算處理Ma，而向聚焦位置進行鏡頭驅動Da。在該連拍時之動作中，即使欲縮短從第1次正式曝光P1到第2次正式曝光P2之時間間隔Tw，亦無法短於鏡頭下降驅動Kd、鏡頭上升驅動Ku、及AF模組曝光Pa所耗費之合計時間，成為連拍高速化之妨礙。

本發明鑒於前述問題所完成，其目的在於提供一種攝像裝置，該攝像裝置即使係在連拍拍攝中進行相位差AF之情形時，亦可進行高速之連拍。

本發明之1態樣係一種攝像裝置，其特徵在於其係具有攝影光學系統者，且具備：(a)攝像元件，其係具有像素陣列及焦點檢測像素列，上述像素陣列可以產生有關通過前述攝影光學系統之被拍體光之影像訊號者，上述焦點檢測像素列係沿特定方向排列2對以上之成對像素者，該成對像素係分別對通過在前述攝影光學系統出射瞳中之成對部分區域之被拍體光束加以感光者；(b)連拍拍攝機構，其係進行依序使前述攝像元件曝光之連拍拍攝，在各曝光時以前述像素陣列產生前述影像訊號，並以前述焦點檢測像素列產生特定之訊號；(c)焦點檢測機構，其係基於藉由前述曝光所產生之特定訊號，進行相位差檢測方式之焦點檢測；及(d)焦點調節機構，其係基於在前述焦點檢測機構之檢測結果，在前述各曝光之間的空檔進行焦點調節。

[發明之效果]

依照本發明，在依序曝光具有焦點檢測像素列之攝像元件之連拍拍攝中，基於各曝光時在焦點檢測像素列所產生之特定訊號，進行相位差檢測方式之焦點檢測，而在各曝光之間的空檔進行焦點調節；上述焦點檢測像素列係沿特定方向排列2對以上之成對像素，該成對像素分別感光通過攝影光學系統出射瞳中之成對部分區域之各被拍體光束。其結果，即使係在連拍拍攝中進行相位差AF時，亦可進行高速之連拍。

<攝像裝置之外觀構成>

圖1及圖2係顯示本發明之實施形態之攝像裝置1之外觀構成圖。此處，圖1及圖2分別顯示正面圖及背面圖。

攝像裝置1例如係構成為單透鏡反射型數位相機，其具備機身10、及可在機身10自由裝卸之作為攝像鏡頭之可換鏡頭2。

圖1中，在機身10之正面側設置有：在正面大致中央安裝可換鏡頭2之安裝部301；配置於安裝部301右側之鏡頭可換按鈕302；用於可以把持之握持部303；配置於正面左上部之模式設定轉盤305；配置於正面右上部之控制值設定轉盤306；及配置於握持部303上面之快門按鈕307。

此外，圖2中，在機身10之背面側具備：LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)311；配置於LCD311左方之設定按鈕群312；配置於LCD311右方之十字鍵314；及配置於十字鍵314中央之按鈕315。又，在機身10之背面側具備：設置於LCD311上方之光學取景器316；包圍在光學取景器316周圍之目鏡杯321；設置於光學取景器316左方之總開關317；設置於光學取景器316右方之曝光補償按鈕323及AE鎖定按鈕324；及設置於光學取景器316上方之閃光部318及連接端子部319。

在安裝部301設置有用於進行與所安裝之可換鏡頭2電性連接之連接器Ec(參照圖5)，及用於進行機械連接之聯結器75(參照圖5)。

鏡頭可換按鈕302係在取下安裝於安裝部301之可換鏡頭2時按下之按鈕。

握持部303係使用者拍攝時把持攝像裝置1之部分，為了提高合手性設置有配合手指形狀之表面凹凸。再者，在握持部303之內部設置有電池收納室及卡片收納室(未圖示)。在電池收納室收納有電池69B(參照圖5)作為相機之電源，在卡片收納室中收納可裝卸之記憶卡67(參照圖5)，其係用於記錄拍攝影像之影像資料。此外，在握持部303亦可設置用於檢測使用者是否把持了該握持部303之握持感測器。

模式設定轉盤305及控制值設定轉盤306係藉由大致圓盤狀之構件所形成，該大致圓盤狀之構件係可以在與機身10之頂面大致平行之面內旋轉。模式設定轉盤305係用於擇一選擇搭載於攝像裝置1之模式或功能者，亦即是擇一選擇自動曝光(AE)控制模式或自動焦點(AF；auto focus)控制模式，或者拍攝1張靜畫之靜畫拍攝模式或動畫拍攝模式等之各種拍攝模式，及再生記錄完畢之影像之再生模式等。另一方面，控制值設定轉盤306係用於設定對於搭載於攝像裝置1之各種功能之控制值。

快門按鈕307係可以進行按到一半之「半按下狀態」之操作，及進一步按下之「全按下狀態」之操作之按鈕開關。在靜畫拍攝模式下半按下快門按鈕307時，執行用於拍攝被拍體之靜畫之準備動作(曝光控制值之設定或焦點檢測等之準備動作)，若全按下快門按鈕307，則執行拍攝動作(將攝像元件101(參照圖3)曝光，對藉由該曝光所得到之影像訊號實施特定之影像處理後記錄於記憶卡等一系列動作)。此處，若繼續全按下快門按鈕307時，則成為連拍模式而執行連續拍攝靜畫之連拍拍攝。

LCD311係具備可以進行影像顯示之彩色液晶面板，進行在藉由攝像元件101(參照圖3)所攝像之影像之顯示，或記錄完畢之影像之再生顯示等，且顯示搭載於攝像裝置1之功能或模式之設定畫面。另外，亦可代替LCD311而使用有機EL或電漿顯示裝置。

設定按鈕群312係對搭載於相機系統1上之各種功能進行操作之按鈕。該設定按鈕群312中包含有例如用於確定在顯示於LCD311之選單畫面所選擇之內容的選擇確定開關、取消選擇開關、切換選單畫面內容之選單顯示開關、顯示開啟/關閉開關、及放大顯示開關等。

十字鍵314包含具環狀之構件，其係以藉由具備對應於各按壓部之省略圖示的接點(開關)來檢測按壓部之按壓操作之方式構成，前述環狀構件係具備在圓周方向上以特定間的空檔配置之複數按壓部(圖中三角形記號之部分)。又，按鈕315配置於十字鍵314之中央。十字鍵314及按鈕315係用於輸入以下之設定等之指令，即，變更拍攝倍率(變焦鏡頭212(參照圖5)向廣角方向或望遠方向之移動)、逐框播放以LCD311等再生之記錄圖像、及設定拍攝條件(光圈值、快門速度、及有無發出閃光等)等。

光學取景器316係光學性顯示所拍攝之被拍體之範圍者。即，在光學取景器316中導入有來自可換鏡頭2之被拍體像，使用者可藉由觀看該光學取景器316，而視覺確認由攝像元件101所實際拍攝之被拍體。

主開關317係由左右滑動之2接點之滑動開關構成，若切到左側則相機系統1之電源開啟，若切到右側則電源關閉。

閃光部318係構成為自動彈出式之內藏閃光燈。另一方面，將外部閃光燈等安裝於機身10時，係使用連接端子部319來連接。

目鏡杯321係具有遮光性且可抑制外光侵入光學取景器316之「」字形的遮光構件。

曝光補償按鈕323係用於以手動來調整曝光值(光圈值及快門速度)之按鈕，AE鎖定按鈕324係用於固定曝光之按鈕。

可換鏡頭2係作為取入來自被拍體之光(光像)之鏡頭窗而發揮功能，並作為用於將上述被拍體光導入至配置於機身10內部之攝像元件101的攝影光學系統而發揮功能。該可換鏡頭2可藉由按下上述鏡頭可換按鈕302之操作而從機身10取下。

可換鏡頭2係具備由沿著光軸LT成直列狀配置之複數透鏡所組成的透鏡群21(參照圖5)。該透鏡群21包含用於進行焦點調節之聚焦透鏡211(參照圖5)及用於進行倍率變更之變焦透鏡212(參照圖5)，且分別藉由在光軸LT(參照圖3)方向驅動，進行倍率變更及焦點調節。又，可換鏡頭2具備操作環，該操作環係可在前述鏡頭體外圍之適當部位沿該鏡身之外周面而轉動者，上述變焦透鏡212係藉由手動操作或自動操作，依據上述操作環之轉動方向及轉動量在光軸方向上移動，而設定為對應該移動目的地位置之變焦倍率(拍攝倍率)。

<攝像裝置1之內部構成>

下面，對攝像裝置1之內部構成進行說明。圖3係攝像裝置1之縱向剖面圖。如圖3所示，在機身10之內部具備攝像元件101、取景器部102(取景器光學系統)、反射鏡部103、相位差AF模組107等。

攝像元件101，係在機身10安裝有可換鏡頭2時，在該可換鏡頭2所具備之鏡頭群之光軸LT上，沿相對於光軸LT成垂直之方向配置。作為攝像元件101例如使用CMOS彩色區域感測器(CMOS型攝像元件)，該CMOS彩色區域感測器係以矩陣狀2維配置包含光電二極體之複數像素。攝像元件101產生與通過可換鏡頭2而成像之被拍體光像有關之R(紅)、G(綠)、B(藍)各色成分之類比電性訊號(影像訊號)，輸出作為R、G、B各色之影像訊號。對於該攝像元件101之構成將於後詳述。

前述之光軸LT上，在將被拍體光向取景器部102反射之位置，配置有反射鏡部103。通過可換鏡頭2之被拍體光係藉由反射鏡部103(後述之主反射鏡1031)向上方反射。通過可換鏡頭2之被拍體光之一部分會透過該反射鏡部103。

取景器部102具備五角稜鏡105、接目鏡106、及光學取景器316。五角稜鏡105係剖面呈5角形之稜鏡，藉由使從其底面入射之被拍體光像在內部之反射，轉換該光像之上下左右使之成為正立像。接目鏡106係將藉由五角稜鏡105轉換而成為正立像之被拍體像，引導至光學取景器316之外側。藉由上述構成，取景器部102發揮用於在正式拍攝前之拍攝待機時確認照野之取景器之功能。

反射鏡部103包含主反射鏡1031及副反射鏡1032，在主反射鏡1031之背面側設置有副反射鏡1032，其可轉動而倒向主反射鏡1031之背面。透過主反射鏡1031之被拍體光之一部分會由副反射鏡1032所反射，該反射之被拍體光入射至相位差AF模組107。

前述之反射鏡部103係構成為所謂快速復原反射鏡，係進行光路(第1光路)與光路(第2光路)之切換之部位，上述第1光路係將通過可換鏡頭2之被拍體光如圖3般導入相位差AF模組107，上述第2光路係將通過可換鏡頭2之被拍體光如圖4般導入攝像元件101。具體而言，在曝光時(正式拍攝時)，反射鏡部103如圖4所示係以旋轉軸1033為轉動支點向上方彈起。此時，當前述之反射鏡部103在五角稜鏡105之下方位置停止時，副反射鏡1032係成為摺疊狀態與主反射鏡1031大致平行。藉此，來自可換鏡頭2之被拍體光不會被反射鏡部103遮蔽而到達攝像元件101上，使拍攝元件101曝光。當在攝像元件101執行之攝像動作結束時，則反射鏡部103回復到原來之位置(圖3所示之位置)，而通過可換鏡頭2之被拍體光被導光到相位差AF模組107。

此外，藉由使反射鏡部103在正式拍攝(影像記錄用拍攝)前成為圖4所示之反射鏡上升狀態，攝像裝置1可以進行即時取景(預覽)顯示，該即時取景顯示係基於在攝像元件101依序產生之影像訊號，以動畫形態將被拍體顯示於LCD311。亦即，在正式拍攝前之攝像裝置1中，可以選擇進行前述之即時取景顯示之電子取景器(即時取景模式)或者光學取景器，以決定被拍體之構圖。並且，電子取景器與光學取景器之切換，係藉由操作圖2所示之切換開關85來進行。

相位差AF模組107係構成為所謂AF感測器，該AF感測器係包含檢測被拍體之焦點資訊之測距元件等。該相位差AF模組107係設置於反射鏡部103之底部，藉由相位差檢測方式之焦點檢測(以下亦稱作「相位差AF」)來檢測對焦位置。亦即，在拍攝待機時，使用者藉由光學取景器316確認被拍體之情形時，如圖3所示係在主反射鏡1031及副反射鏡1032下降之狀態下，向相位差AF模組107導入來自被拍體之光，並基於從相位差AF模組107之輸出，驅動可換鏡頭2內之聚焦鏡頭211而進行對焦。

在攝像元件101之光軸方向前方配置快門單元40。該快門單元40係構成為機械焦點平面快門，該機械焦點平面快門係具備上下方向移動之幕體，藉由該幕體之開啟動作及關閉動作，進行沿光軸LT導入攝像元件101之被拍體光之光路開口動作及光路遮斷動作。此外，在攝像元件101係可以實現完全電子快門之攝像元件之情形時，快門單元40可以省略。

<攝像裝置1之電性構成>

圖5係顯示攝像裝置1之電性構成之方塊圖。此處，對於與圖1~圖4相同之構件等，賦予相同之符號。並且，為了便於說明，首先對可換鏡頭2之電性構成進行說明。

可換鏡頭2係除前述之鏡頭群21外，尚具備鏡頭驅動機構24、鏡頭位置檢測部25、鏡頭控制部26、及光圈驅動機構27。

在鏡頭群21，聚焦鏡頭211及變焦鏡頭212，與用於調節入射到機身10所具備之攝像元件101之光量之光圈23，在鏡身22內係保持於光軸LT(圖3)方向，而取入被拍體之光像並成像於攝像元件101上。在AF控制中，係藉由可換鏡頭2內之AF促動器71M，沿光軸LT方向驅動聚焦鏡頭211來進行焦點調節。

聚焦驅動控制部71A，係基於經由鏡頭控制部26從主控制部62所賦予之AF控制訊號，產生用於使聚焦鏡頭211向聚焦位置移動所需要之對於AF促動器71M之驅動控制訊號。AF促動器71M係包含步進馬達等，向鏡頭驅動機構24賦予鏡頭驅動力。

鏡頭驅動機構24例如包含螺旋對焦環及使該螺旋對焦環旋轉之省略圖示之齒輪等而構成，其接受來自AF促動器71M之驅動力，使聚焦鏡頭211等沿與光軸LT平行之方向驅動。此外，聚焦鏡頭211之移動方向及移動量係分別依從AF促動器71M之旋轉方向及旋轉圈數而定。

鏡頭位置檢測部25具備編碼器板及編碼器刷，檢測鏡頭群21在焦點調節時之移動量，上述編碼板係在鏡頭群21之移動範圍內沿光軸方向LT以特定間距形成有複數個編碼圖案；上述編碼器刷係一面摺接於該編碼器板一面與鏡頭一體移動。此外，藉由鏡頭位置檢測部24所檢測到之鏡頭位置，例如作為脈衝數輸出。

鏡頭控制部26係例如包含微電腦，該微電腦係內藏有記憶控制程式之ROM，及記憶與狀態資訊相關之資料之快閃記憶體等之記憶體。

此外，鏡頭控制部26係具有經由連接器Ec而在與機身10之主控制部62之間進行通訊之通訊功能。藉此，可以向主控制部62發送例如鏡頭群21之焦點距離、出射瞳位置、光圈值、聚焦距離及周邊光量狀態等之狀態資訊資料，或者藉由鏡頭位置檢測部25所檢測到之聚焦鏡頭211之位置資訊；且可以從主控制部62接收例如聚焦鏡頭211之驅動量之資料。

光圈驅動機構27係經由聯結器75接受來自光圈驅動促動器76M之驅動力，變更光圈23之光圈直徑。

繼之，對機身10之電性構成進行說明。機身10係構成為除具備前面說明之攝像元件101、快門單元40等外，尚具備AFE(類比前端)5、影像處理部61、影像記憶體614、主控制部62、閃光電路63、操作部64、VRAM65、卡I/F66、記憶卡67、通訊用I/F68、電源電路69、電池69B、反射鏡驅動控制部72A及反射鏡驅動促動器72M、快門驅動控制部73A及快門驅動促動器73M、以及光圈驅動控制部76A及光圈驅動促動器76M。

攝像元件101係如前所述包含CMOS彩色區域感測器，藉由後述之時序控制電路51而控制該攝像元件101之曝光動作之開始(及結束)，攝像元件101所具備之各像素之輸出選擇，及像素訊號之讀取等之攝像動作。

AFE5係對攝像元件101賦予進行特定動作之時間脈衝，且對從攝像元件101輸出之影像訊號實施特定之訊號處理，轉換為數位訊號後向影像處理部61輸出。該AFE5係構成為具備時序控制電路51、訊號處理部52、及A/D轉換部53等。

時序控制電路51係基於從主控制部62輸出之基準時脈，產生特定之時間脈衝(垂直掃描脈衝φVn、水平掃描脈衝φVm、及發出重置訊號φVr等之脈衝)，向攝像元件101輸出，而控制攝像元件101之攝像動作。此外，藉由將特定之時間脈衝分別向訊號處理部52及A/D轉換部53輸出，以控制訊號處理部52及A/D轉換部53之動作。

訊號處理部52係對從攝像元件101輸出之類比影像訊號實施特定之類比訊號處理者。在該訊號處理部52中具備CDS(相關二次取樣)電路、AGC(自動增益控制)電路、及箝位電路等。A/D轉換部53係將從訊號處理部52輸出之類比之R、G、B影像訊號，基於從時序控制電路51輸出之時間脈衝，轉換為包含複數位元(例如12位元)之數位影像訊號。

影像處理部61係對從AFE5輸出之影像資料進行特定之訊號處理後製成影像檔案者，其具備黑階補償電路611、白平衡控制電路612、及加瑪補償電路613等而構成。此外，取入影像處理部61之影像資料，與攝像元件101之讀取同步並暫時寫入影像記憶體614，之後存取寫入該影像記憶體614之影像資料，在影像處理部61之各區塊進行處理。

黑階補償電路611係將藉由A/D轉換部53而進行A/D轉換後之R、G、B各數位影像訊號之黑階，補償為基準黑階。白平衡補償電路612係基於根據光源之白基準，進行R(紅)、G(綠)、B(藍)各色成分之數位訊號之位準轉換(白平衡(WB)調整)。亦即，白平衡控制電路612係基於從主控制部62賦予之WB調整資料，在拍攝被拍體中指定從亮度或彩度資料等推定原本係白色之部分，求出該部分之R、G、B各顏色成分之平均，以及G/R比及G/B比，而對其進行階度補償作為R、B之補償增益。

加瑪補償電路613係補償WB調整之影像資料之階度特性者。具體而言，加瑪補償電路613係使用按每一顏色成分預先設定之加瑪補償用表格，將影像資料之階度進行非線性轉換且進行偏移調整。

影像記憶體614係用於作為作業區域之記憶體，該作業區域係用於在拍攝模式時，暫時記憶從影像處理部61輸出之影像資料，並藉由主控制部62對該影像資料進行特定處理。此外，在再生模式時，暫時記憶從記憶卡67讀取之影像資料。

主控制部62包含微電腦，該微電腦係內藏有例如記憶控制程式之ROM及暫時記憶資料之RAM等之記憶部，且控制攝像裝置1各部之動作。

閃光電路63係在閃光拍攝模式下，將連接於閃光部318或者連接於端子部319之外部閃光之發光量，控制為藉由主控制部62所設定之發光量。

操作部64包含前述模式設定轉盤305、控制值設定轉盤306、快門按鈕307、設定按鈕群312、十字鍵314、按鈕315、及主開關317等，係用於向主控制部62輸入操作資訊者。

VRAM65具有對應於LCD311之像素數量之影像訊號之記憶容量，係主控制部62與LCD311之間之緩衝記憶體。卡I/F66係用於可在記憶卡67與主控制部62之間進行訊號發送及接收之介面。記憶卡67係保存由主控制部62所產生之影像資料之記錄媒體。通訊用I/F68係用於可向個人電腦或其他外部機器進行影像資料等傳送之介面。

電源電路69係包含例如恆定電壓電路等，其產生用於驅動主控制部62等之控制部、攝像元件101、及其他各種驅動部等攝像裝置1整體之電壓。此外，向攝像元件101之通電控制係藉由從主控制部62向電源電路69賦予之控制訊號來進行。電池69B包含鹼性乾電池等之一次電池、或鎳氫充電電池等之二次電池，係向攝像裝置1整體供給電力之電源。

反射鏡驅動控制部72A係配合拍攝動作之時序，產生驅動反射鏡驅動促動器72M之驅動訊號。反射鏡驅動促動器72M係使反射鏡部103(快速復原反射鏡)轉動為水平姿勢或傾斜姿勢之促動器。

快門驅動控制部73A係基於從主控制部62所賦予之控制訊號，產生針對快門驅動促動器73M之驅動控制訊號。快門控制促動器73M係進行快門單元40之開關驅動(開關動作)之促動器。

光圈驅動控制部76A係基於從主控制部62所賦予之控制訊號，產生針對光圈驅動促動器76M之驅動控制訊號。光圈驅動促動器76M係經由聯結器75向驅動機構27賦予驅動力。

此外，機身10係具備相位差AF運算電路77，該運算電路係基於從黑階補償電路611輸出之黑階補償完畢之影像資料，進行使用攝像元件101之自動聚焦(AF)控制時所需之運算。

針對利用該相位差AF運算電路77之攝像裝置1之相位差AF動作，詳細地進行說明。

<攝像裝置1之相位差AF動作>

在攝像裝置1中，係構成為在攝像元件101中可以藉由感光透過(通過)出射瞳之不同部分之透過光，進行相位差AF。以下說明該攝像元件101之構成，及利用該攝像元件101之相位差AF之原理。

圖6及圖7係用於說明攝像元件101之構成之圖。

在攝像元件101中係構成為在該攝像面101f中可以依規定為矩陣狀之複數之各AF區域Ef逐一檢測，進行相位差檢測方式之焦點檢測(圖6)。

在各AF區域Ef中設置有一般之像素(以下亦稱作「一般像素」)110，其係包含在光電二極體上設置有R(紅)、G(綠)、B(藍)之各彩色濾光器之R像素111、G像素112、及B像素113，並設置有像素(以下亦稱作「AF像素」)11f，其係具有後述之遮光板12a、12b(平行斜線部)用於進行相位差AF(圖7)。

並且，在AF區域Ef中形成有Gr線L1及Gb線L2作為一般像素110之水平線，上述Gr線L1係於水平方向交替配置G像素112及R像素111而成，上述Gb線L2係沿水平方向交替配置B像素113及G像素112而成。藉由沿垂直方向交替配置該Gr線L1及Gb線L2，構成拜爾陣列之像素陣列，而可以產生通過可換鏡頭2之被拍體光像之影像訊號。

此外，在AF區域Ef中，例如每6條前述一般像素110之水平線形成有AF線(焦點檢測像素列)Lf，該AF線Lf係沿水平方向排列AF像素11f而成。此外，在AF區域Ef內，例如設置有20條左右之AF線Lf。

接著，詳細地說明利用AF線Lf之相位差AF之原理。

圖8係用於說明利用AF線Lf之相位差AF之原理之圖。

在AF線Lf中，具有遮光板12a、12b之成對像素11a、11b，係沿水平方向排列有2對以上；該遮光板12a、12b係用於使光束Ta與光束Tb分離之開口部OP之位置成為鏡面對象；上述光束Ta係來自可換鏡頭2之出射瞳之右側部分Qa，而上述光束Tb係來自上述出射瞳之左側部分Qb。更具體而言，在AF線Lf上交替配置有像素(以下亦稱作「第1AF像素」)11a、及像素(以下亦稱作「第2AF像素」)11b(圖7)；上述像素11a係具有其狹縫狀之開口部OP相對於正下方之光電轉換部(光電二極體)PD偏向右側之遮光板12a；上述像素11b係具有其狹縫狀之開口部OP相對於正下方之光電轉換部PD偏向左側之遮光板12b。藉此，來自出射瞳之右側部分Qa之光束Ta通過微透鏡ML及遮光板12a之開口OP，藉由第1AF像素11a之光電轉換部PD而感光；來自出射瞳之左側部分Qb之光束Tb通過微透鏡ML及遮光板12b之開口OP，藉由第2AF像素11b之光電轉換部PD而感光。換言之，在成對像素11a、11b分別感光被拍體之光束Ta、Tb，該光束Ta、Tb係通過可換透鏡2之出射瞳中之右側部分及左側部分(成對部分區域)Qa、Qb。

以下，將第1AF像素11a之像素輸出稱作「a系列之像素輸出」，將第2AF像素11b之像素輸出稱作「b系列之像素輸出」，並參照圖9及圖10，對例如從配置於某1條AF線Lf之AF像素11f之像素陣列所得到之a系列之像素輸出與b系列之像素輸出之關係進行說明。

在AF線Lf中，例如如圖9所示藉由第1AF像素11a及第2AF像素11b感光來自出射瞳之兩側之各光束Ta、Tb。此處，包含如圖9所配置之a系列之像素a1~a3之在AF線Lf上之a系列之像素輸出，係如圖10之曲線Ga(用實線圖示)所表示。另一方面，包含如圖9所配置之b系列之像素b1~b3之在AF線Lf上之b系列之像素輸出，係如圖10之曲線Gb(用虛線圖示)所表示。亦即，藉由a系列及b系列之各像素輸出，產生用曲線Ga、Gb所表示之成對像列Ga、Gb。

比較圖10顯示之曲線Ga與曲線Gb，可知a系列之像素輸出與b系列之像素輸出，在AF線Lf之方向(水平方向)上產生僅位移量(偏移量)Sf之相位差。

另一方面，前述之偏移量Sf，與焦點面相對於攝像元件101攝像面離焦之量(離焦量)之關係，用圖11所示之1次函數之曲線Gc表示。對於該曲線Gc之傾斜程度，可以藉由工廠試驗預先取得。

因此，基於攝像元件101之AF線Lf之輸出，藉由相位差AF運算電路77求出前述之偏移量Sf後，基於圖11之曲線Gc算出離焦量，將相當於算出之離焦量之驅動量賦予聚焦鏡頭211，藉此可以進行使聚焦鏡頭211向聚焦位置移動之相位差AF。

此外，即使係使用相位差AF模組107之相位差AF，亦可進行與使用前述之拍攝元件101之相位差AF同樣之動作。亦即，相位差AF模組107係具有成對之線感測器，該線感測器係分別對通過與可換鏡頭2相關之出射瞳之右側部分及左側部分(成對部分區域)Qa、Qb之被拍體光束加以感光；基於來自該相位差AF模組(感測器部)107之輸出訊號而執行相位差AF。

以下說明攝像裝置1之連拍拍攝時之AF動作，該攝像裝置1係可以使用如上之攝像元件(附相位差檢測功能之攝像元件)101進行相位差AF。

<連拍拍攝時之AF動作>

圖12係用於說明攝像裝置1之連拍拍攝時之AF動作之時間圖。

在攝像裝置1中，如前所述在繼續全按下快門按鈕307之情形時，可進行依序曝光攝像元件101之連拍拍攝，並在該連拍拍攝中可以進行基於攝像元件101之曝光資料之相位差AF。關於該連拍時之AF動作，以下詳細地進行說明。

若全按下快門按鈕307，則首先在進行反射鏡上升驅動Ku後，以感光來自可換鏡頭2之被拍體光之攝像元件101，進行第1次曝光(正式曝光)P1。

接著，進行電荷訊號(曝光資料)之讀取(全像素讀取)R1，該電荷訊號係藉由正式曝光P1在攝像元件101之全部像素(全部之有效像素)所產生；並藉由相位差AF運算電路77實施相位差AF之運算處理M1，該相位差AF之運算處理M1係基於包含於該曝光資料中之AF線Lf之像素資料而進行。

接著，基於從相位差AF之運算處理M1所得到之運算結果、亦即離焦量，執行驅動聚焦鏡頭211到聚焦位置之鏡頭驅動D1，以良好之對焦狀態進行與第2次拍攝相關之正式曝光P2。此外，進行第3次以後之拍攝之情形，亦係藉由在各正式曝光之間的空檔進行與前述之全像素讀取R1、相位差AF之運算處理M1、及鏡頭驅動D1同樣之動作，實施藉由相位差AF之焦點調節。

由於如上係將基於藉由正式曝光產生之攝像元件101之曝光資料之相位差AF，於連拍拍攝時之各正式曝光P1、P2之間的空檔實施，故即使係對於移動之被拍體(動態體)等亦可取得對焦之拍攝影像。再者，在攝像裝置1中，由於不需要在連拍拍攝中驅動反射鏡部103(反射鏡下降驅動及反射鏡上升驅動)等，故可以用相較於需要驅動反射鏡部等之先前之連拍時間間隔Tw(圖15)為短之時間間隔Tv(圖12)進行各正式曝光，謀求連拍速度(連拍圖框速度)之提高。

以下，對進行前述連拍拍攝時之AF動作之攝像裝置1之基本動作進行說明。

<攝像裝置1之基本動作>

圖13及圖14係顯示攝像裝置1之基本動作之流程圖。該動作係顯示從攝像裝置1之電源開啟直到單拍拍攝或連拍拍攝結束之一系列動作，由主控制部62執行。

由使用者操作主開關317接通攝像裝置1之電源時，基於切換開關85之設定狀態來判定是否選擇電子取景器(即時取景模式)(步驟ST1)。此處，選擇電子取景器時進入步驟ST2，選擇光學取景器316而非電子取景器時進入步驟ST14。

在步驟ST2，藉由反射鏡驅動控制部72A驅動反射鏡驅動促動器72M，使反射鏡部103之主反射鏡1031及副反射鏡1032上升(參照圖4)。

在步驟ST3，藉由快門驅動控制部73A驅動快門驅動促動器73M，進行快門單元40之開啟動作。

在步驟ST4，以即時取景模式起動攝像元件101。亦即，將攝像元件101之讀取週期例如設定為1/60秒內起動。藉此，開始以LCD311進行即時取景顯示。

在步驟ST5，判定是否切換為光學取景器316。具體而言，判斷是否由使用者操作切換開關85而選擇光學取景器316。此處，切換為光學取景器316時進入步驟ST11，未切換時進入步驟ST6。

在步驟ST6，判定快門按鈕307是否被使用者半按下。此處，半按下時進入步驟ST7，未半按下時返回步驟ST5。

在步驟ST7，進行藉由攝像元件101之相位差AF。具體而言，基於從為即時取景顯示而依序曝光之拍攝元件101所輸出之AF線Lf之曝光資料，算出離焦量，將相當於該離焦量之驅動量賦予聚焦鏡頭211使其移動至聚焦位置，而進行聚焦控制。

在步驟ST8，判定快門按鈕307是否被使用者全按下。此處，全按下時進入步驟ST9，未全下按時返回步驟ST5。

在步驟ST9進行正式曝光。亦即，進行正式拍攝動作，其係在攝像元件101產生包含記錄用拍攝影像資料之曝光資料。

在步驟ST10，進行藉由步驟ST9之正式曝光而在攝像元件101所產生之曝光資料之讀取。讀取之曝光資料內所含之拍攝影像資料，經由在AFE5及影像處理部61之處理後，可記錄於記憶卡67。

在步驟ST11，藉由反射鏡驅動控制部72A驅動反射鏡驅動促動器72M，使反射鏡部103之主反射鏡1031及副反射鏡1032下降(參照圖3)。

在步驟ST12，藉由快門驅動控制部73A驅動快門驅動促動器73M，進行快門單元40之關閉動作。

在步驟ST13，由於選擇光學取景器，故將電子取景器所需使用之攝像元件101及LCD311關閉。

在步驟ST14，判定是否切換為電子取景器。具體而言，判斷是否由使用者操作切換開關85而選擇電子取景器。此處，切換為電子取景器時返回步驟ST2，未切換時進入步驟ST15。

在步驟ST15，判定快門按鈕307是否被使用者半按下。此處，半按下時進入步驟ST16，未半按下時返回步驟ST14。

在步驟ST16，進行藉由相位差AF模組107進行相位差AF。

在步驟ST17，判定快門按鈕307是否被使用者全按下。此處，全按下時進入步驟ST18，未全按下時返回步驟ST14。

在步驟ST18，藉由反射鏡驅動控制部72A驅動反射鏡驅動促動器72M，使反射鏡部103之主反射鏡1031及副反射鏡1032上升(參照圖4)。

在步驟ST19進行正式曝光。藉由該正式曝光，於單拍拍攝或連拍拍攝時，在攝像元件101中之一般像素110之像素陣列產生被拍體影像之拍攝影像資料(影像訊號)，並在AF線(焦點檢測像素列)Lf產生焦點檢測用曝光資料(像素列訊號)。

在步驟ST20，進行藉由步驟ST9之正式曝光而在攝像元件101所產生之曝光資料之讀取。藉此，可以在連拍拍攝之各正式曝光之間的空檔，從攝像元件101中之一般像素110之像素陣列輸出拍攝影像資料(影像訊號)，並從AF線(焦點檢測像素列)Lf輸出焦點檢測用曝光資料(像素列訊號)。

在步驟ST21，判定在步驟ST17所檢測之快門按鈕307是否繼續全按下。亦即，判斷是否有與連拍拍攝相關之下一次拍攝。此處，當快門按鈕307繼續全按下時進入步驟ST22，全按下解除時進入步驟ST24。

在步驟ST22，基於在步驟ST20讀取之曝光資料，算出與拍攝被拍體相關之離焦量。具體而言，基於在連拍拍攝之各正式曝光之間從攝像元件101所輸出之AF線Lf之曝光資料，進行前述之相位差AF而求出離焦量。

在步驟ST23，基於在步驟ST22算出之離焦量驅動聚焦鏡頭211，進行聚焦控制。亦即，基於在步驟ST22得到之焦點檢測之結果，在連拍拍攝之各正式曝光之間的空檔實施焦點調節。

在步驟ST24，與前述之步驟ST11同樣，藉由反射鏡驅動控制部72A驅動反射鏡驅動促動器72M，使反射鏡部103中之主反射鏡1031及副反射鏡1032下降。

由於藉由以上之攝像裝置1之動作，基於在連拍拍攝之各正式曝光時，在攝像元件101之AF線Lf所產生之曝光資料而進行相位差AF，故可以省略先前之連拍技術中需要之相位差AF模組107之曝光Pa(圖15)，而能夠實現高速之連拍。再者，在攝像裝置1中，由於使反射鏡部103保持上升，亦即在反射鏡部103維持向第2光路之切換而進行連拍拍攝，該第2光路係將通過可換鏡頭2之被拍體光導入攝像元件101之光路，故可以省略在先前之連拍技術所需要之反射鏡下降驅動Kd及反射鏡上升驅動Ku(圖15)，可謀求連拍速度之進一步提高。

並且，在攝像裝置1之動作中，亦可在前述步驟ST10(圖13)之後進行步驟ST21~ST24(圖14)之動作。藉此，於即時取景模式時(使用電子取景器時)進行連拍拍攝之情形時，亦可進行適當之相位差AF，並可進行高速之連拍。

<變形例>

前述實施形態之攝像裝置，並非必須構成為具有光學取景器及電子取景器之各功能而從中進行選擇，亦可僅具有光學取景器之功能。即使在該情形下，只要在連拍拍攝時設為反射鏡上升狀態後，進行基於來自攝像元件101之AF像素11f之曝光資料之相位差AF，亦可以進行伴隨AF動作之高速之連拍。

對於前述實施形態之AF像素，並非必須如圖7所示沿水平方向排列，亦可沿垂直方向排列。該情形時，則根據與藉由AF像素得到之成對像列(a系列之像列及b系列之像列)相關之垂直方向之偏移量，來進行相位差AF。

1‧‧‧攝像裝置

10‧‧‧機身

101‧‧‧攝像元件

101f‧‧‧攝像面

102‧‧‧取景器部

103‧‧‧反射鏡部

1031‧‧‧主反射鏡

1032‧‧‧副反射鏡

1033‧‧‧旋轉軸

105‧‧‧五角稜鏡

106‧‧‧接目鏡

107‧‧‧相位差AF模組

11a‧‧‧第1AF像素

11b‧‧‧第2AF像素

11f‧‧‧AF像素

110‧‧‧一般像素

111‧‧‧R像素

112‧‧‧G像素

113‧‧‧B像素

12a、12b‧‧‧遮光板

2‧‧‧可換鏡頭

21‧‧‧鏡頭群

211‧‧‧聚焦鏡頭

212‧‧‧變焦鏡頭

22‧‧‧鏡身

23‧‧‧光圈

24‧‧‧鏡頭驅動機構

25‧‧‧鏡頭位置檢測部

26‧‧‧鏡頭控制部

27‧‧‧光圈驅動機構

301‧‧‧安裝部

302‧‧‧鏡頭可換按鈕

303‧‧‧握持部

305‧‧‧模式設定轉盤

306‧‧‧控制值設定轉盤

307‧‧‧快門按鈕

311‧‧‧LCD

312‧‧‧設定按鈕群

314‧‧‧十字鍵

315‧‧‧按鈕

316‧‧‧光學取景器

317‧‧‧總開關

318‧‧‧閃光部

319‧‧‧連接端子部

321‧‧‧目鏡杯

323‧‧‧曝光補償按鈕

324‧‧‧AE鎖定按鈕

40‧‧‧快門單元

5‧‧‧AFE(類比前端)

51‧‧‧時序控制電路

52‧‧‧訊號處理部

53‧‧‧A/D轉換部

61‧‧‧影像處理部

611‧‧‧黑階補償電路

612‧‧‧白平衡控制電路

613‧‧‧加瑪補償電路

614‧‧‧影像記憶體

62‧‧‧主控制部

63‧‧‧閃光電路

64‧‧‧操作部

65‧‧‧VRAM

66‧‧‧卡I/F

67‧‧‧記憶卡

68‧‧‧通訊用I/F

69‧‧‧電源電路

69B‧‧‧電池

72A‧‧‧反射鏡驅動控制部

72M‧‧‧反射鏡驅動促動器

73A‧‧‧快門驅動控制部

73M‧‧‧快門驅動促動器

76A‧‧‧光圈驅動控制部

76M‧‧‧光圈驅動促動器

77‧‧‧相位差AF運算電路

85‧‧‧切換開關

a1~a3‧‧‧像素

b1~b3‧‧‧像素

D1、Da‧‧‧鏡頭驅動

Ef‧‧‧AF區域

Kd‧‧‧反射鏡下降驅動

Ku‧‧‧反射鏡上升驅動

L1‧‧‧Gr線

L2‧‧‧Gb線

Lf‧‧‧AF線

M1、Ma‧‧‧相位差AF之運算處理

ML‧‧‧微透鏡

OP‧‧‧遮光板之開口部

P1、P2‧‧‧正式曝光

Pa‧‧‧曝光

PD‧‧‧光電轉換部(光電二極體)

Qa‧‧‧出射瞳之右側部分

Qb‧‧‧出射瞳之左側部分

R1‧‧‧訊號之讀取

SF‧‧‧偏移量

Ta、Tb‧‧‧光束

Tv、Tw‧‧‧時間間隔

圖1係顯示本發明之實施形態之攝像裝置1之外觀構成之圖。

圖2係顯示攝像裝置1之外觀構成之圖。

圖3係攝像裝置1之縱剖面圖。

圖4係顯示反射鏡部103之反射鏡上升之狀態之圖。

圖5係顯示攝像裝置1之電性構成之方塊圖。

圖6係用於說明攝像元件101之構成之圖。

圖7係用於說明攝像元件101之構成之圖。

圖8係用於說明利用AF線Lf之相位差AF之原理之圖。

圖9係用於說明a系列之像素輸出與b系列之像素輸出之關係之圖。

圖10係用於說明a系列之像素輸出與b系列之像素輸出之關係之圖。

圖11係顯示偏移量Sf與離焦量之關係之圖。

圖12係用於說明攝像裝置1之連拍拍攝時之AF動作之時間圖。

圖13係顯示攝像裝置1之基本動作之流程圖。

圖14係顯示攝像裝置1之基本動作之流程圖。

圖15係用於說明先前技術之連拍拍攝時之AF動作之時間圖。

D1．．．鏡頭驅動

Ku．．．反射鏡上升

M1．．．運算

P1．．．第1次正式曝光

P2．．．第2次正式曝光

R1．．．讀取

Tv．．．時間間隔

Claims (5)

1. 一種攝像裝置，其特徵在於其係具有攝影光學系統者，且包含：攝像元件，其具有像素陣列及複數焦點檢測像素列，前述像素陣列係產生關於通過前述攝影光學系統之被拍體光之影像訊號者，前述複數焦點檢測像素列之每一者係包含沿跨越前述攝像元件整個寬度的水平方向而排列之複數對之成對像素及設置於前述複數對之成對像素之每一者間之複數對之成對遮光板者，該成對像素係分別對通過前述攝影光學系統之出射瞳中之成對部分區域之被拍體光束加以感光者；連拍拍攝機構，其進行依序使前述攝像元件曝光之連拍拍攝，在各曝光時以前述像素陣列產生前述影像訊號，並以前述複數焦點檢測像素列之每一者產生特定之訊號；焦點檢測機構，其基於藉由前述曝光所產生之特定訊號，進行相位差檢測方式之焦點檢測；及焦點調節機構，其基於前述焦點檢測機構之檢測結果，在前述各曝光之間的空擋進行焦點調節。
2. 如請求項1之攝像裝置，其中進一步包含：基於來自感測器部之輸出訊號而進行前述相位差檢測方式之焦點檢測之機構，前述感測器部係具有分別對通過前述攝影光學系統之出射瞳中之成對部分區域之被拍體光束加以感光之成對線感測器者； 光路切換機構，其進行第1光路與第2光路之切換，前述第1光路係將前述被拍體光導入前述感測器部者，前述第2光路係將前述被拍體光導入前述攝像元件者；且前述連拍拍攝機構具有：維持藉由前述光路切換機構向前述第2光路之切換而進行前述連拍拍攝之機構。
3. 如請求項1之攝像裝置，其中產生影像訊號之前述像素陣列係包含複數條像素陣列之列，該等列係水平跨越前述前述攝像元件整個寬度，前述複數焦點檢測像素列之一列係提供給每六條像素陣列之列所成的組之每一組。
4. 如請求項1之攝像裝置，其中前述複數焦點檢測像素列之前述複數對之成對像素之每一對係跨越前述像素陣列之像素間之一交點。
5. 如請求項1之攝像裝置，其中前述複數對之成對遮光板之每一對係跨越前述像素陣列之像素間之一交點。