摄像装置及其控制方法和程序制造方法及图纸

一种摄像装置，其能够通过同时实现相位差AF和对比度AF来进行高速且高聚焦精度的AF，基于被光瞳分割部件所限制的摄像元件的各像素与摄影镜头的特定出射光瞳区域之间的对应关系来确定能够进行对比度评价的范围，并且根据由对比度焦点位置或相关焦点位置，基于所确定的范围，来确定被摄体的焦点评价值，其中，所述光瞳分割部件被设置用于将入射到摄像元件的各像素的被摄体的光学图像的光限制为来自摄影镜头的特定出射光瞳区域的光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置及其控制方法和程序
本专利技术涉及具有用于对被摄体图像进行光电转换的摄像元件的摄像装置及该装置的控制方法，尤其涉及基于从摄像元件输出的光电转换后的信号的自动聚焦(下文中称为AF)的方法。
技术介绍
在现有技术中，作为用于数字照相机等中的焦点调节用的自动聚焦控制，例如，主要有在数字单镜头反光照相机中使用的相位差AF控制以及在紧凑型照相机中使用的对比度AF控制等。这些AF控制的特征为:例如，在相位差AF中，可以实现高速焦点调节，并且在对比度AF中，可以实现精确焦点调节。例如，PTLl公开了一种基于相位差AF传感器的信号来进行对比度评价的方法。PTL2公开了一种方法，其中在该方法中，使用能够单独地接收通过不同光瞳区域的光的摄像元件，并且生成通过利用从摄像元件输出的摄像信号(即，在摄像处理后)进行焦点调节的图像。引用文献列表_5] 专利文献PTLl:日本特开平07-199052号公报PTL2:日本特开2007-4471号公报
技术实现思路
抟术问是页然而，根据上述专利文献中公开的现有技术，存在未获得足够聚焦精度并且仅获得期望被摄体未被聚焦的图像的情况。即，根据PTL1，由于用于进行对比度计算的传感器与用于进行摄像的传感器不同，因此存在聚焦精度总是无法被改善的情况。根据PTL2，虽然能够获得焦点在摄像后被改变的图像，但是焦点能被精确改变的范围存在限制，并且当该范围超出限制时，难以正常获得图像。用以解决问题的手段考虑到上述情形而作出本专利技术，本专利技术的目的在于提供一种能够通过基于入射到摄像元件并通过不同光瞳区域的光的信息同时实现相位差AF和对比度AF来进行高速和高聚焦精度的AF的摄像装置。根据本专利技术，一种摄像装置，包括摄影光学系统和摄像元件，所述摄影光学系统包含摄影镜头，所述摄像元件用于对经由所述摄影镜头入射的被摄体的光学图像进行光电转换并输出图像信号，所述摄像装置还包括:光瞳分割部件，用于将入射到所述摄像元件的各像素的所述被摄体的光学图像的光限制为来自所述摄影镜头的特定出射光瞳区域的光；图像偏移部件，用于基于所述摄像元件的各像素和所述摄影镜头的特定出射光瞳区域之间的对应关系，针对各出射光瞳区域来确定与预定的焦点评价位置相对应的所述图像信号的偏移量，其中所述对应关系由所述光瞳分割部件所限制；图像生成部件，用于通过对所述图像信号执行基于所述图像偏移部件所确定出的所述偏移量的运算处理，来生成与所述焦点评价位置相对应的图像；对比度评价部件，用于计算所述图像生成部件所生成的所述图像的对比度评价值，并且基于所述对比度评价值来确定对比度焦点位置；相关计算部件，用于计算所生成的所述图像中的与不同出射光瞳区域相对应的图像之间的相关评价值，并且基于所述相关评价值来确定相关焦点位置；焦点评价范围确定部件，用于基于所述摄像元件和所述光瞳分割部件的结构，来确定所述图像偏移部件能够确定偏移量的焦点评价位置的范围；以及焦点评价部件，用于将所述焦点评价范围确定部件所确定出的所述范围的绝对值和所述相关计算部件所确定出的所述相关焦点位置的绝对值进行比较，并且根据比较结果、基于所确定出的所述相关焦点位置和所确定出的所述对比度焦点位置，来确定所述被摄体的焦点评价值。专利技术的有益.效果根据本专利技术，由于根据基于摄像装置的结构所确定的摄像位置来选择性地使用相位差AF和对比度AF，因此能够提供可以进行高速和高精度的AF的摄像装置。根据以下参照附图对示例性实施例的描述，本专利技术的其它特征将变得清楚。【附图说明】图1是例示根据本专利技术实施例的摄像装置的系统结构的框图。图2A、图2B和图2C是例示根据本专利技术第一实施例的摄像操作的流程图的图。图3A、图3B和图3C是根据本专利技术第一实施例的摄影装置的光学系统的概念图。图4A和图4B是例示根据本专利技术第一实施例的用于AF控制的流程图的图。图5A、图5B和图5C是例示根据本专利技术第一实施例的用于AF控制的流程图的图。图6A、图6B、图6C和图6D是例示图像的再形成操作的概念图。图7A、图7B和图7C是能够应用于本专利技术的光学系统的概念图。【具体实施方式】将根据附图来详细描述本专利技术的优选实施例。示例 I在下文中将参照图1至图7C来描述根据本专利技术第一实施例的摄像装置。图1是例示用作根据本专利技术的摄像装置的数字照相机的系统结构的框图。本照相机系统具有静止图像摄影模式和运动图像摄影模式作为摄影模式，并且具有在各摄影模式下实现作为本专利技术的目的的AF控制的结构。摄像装置100由照相机101和镜头102构造并具有摄像系统、图像处理系统、记录和再现系统、以及控制系统。摄像系统包括摄影光学系统103和摄像兀件106。图像处理系统包括图像处理单元107。记录和再现系统包括存储器单元108以及显示单元109。控制系统包括照相机系统控制单兀105、f呆作检测单兀110、镜头系统控制单兀112、以及镜头驱动单元113。镜头驱动单元113可以驱动调焦透镜、模糊校正透镜和光圈等。摄像系统是用于通过具有摄影镜头的摄影光学系统103将来自被摄体的光(光学图像)聚焦在摄像元件106的摄像面上的光学处理系统。微透镜以矩阵形式布置在摄像元件106的表面(感光面)上，并形成所谓的微透镜阵列(下文中，称为MLA)。在本实施例中，MLA构成了光瞳分割部件。虽然在下文中将通过利用图3A至图3C来描述MLA的功能的详情以及布局，但是由于光瞳分割部件，因而可以从摄像元件106的输出信号获得焦点评价量/适当曝光量。因此，基于该获得的信息来适当地调节摄影光学系统103。由此，可以对摄像元件106进行适当光量的被摄体光的曝光，并且被摄体可以在摄像元件106的附近聚焦。图像处理单元107其中具有A/D转换器、白平衡电路、伽玛校正电路和插值运算电路等，并且可以通过图像处理生成记录用的图像。还可以包括用作本专利技术的主要部分的图像偏移部件、图像生成部件、对比度评价部件和相关计算部件等。在本实施例中，那些元件被构成为照相机系统控制中的控制程序。存储器单元108不仅具有用于实际存储数据的存储单元而且具有进行记录所需的处理单元。存储器单元108向记录单元输出数据并且生成并存储被输出到显示单元109的图像。存储器单元108还通过利用预定方法执行图像、运动图像和音频等的压缩处理。照相机系统控制单元105在摄像时生成并输出定时信号等并响应于外部操作来控制分别摄像系统、图像处理系统、以及记录和再现系统。例如，操作检测单元110检测快门释放按钮(未示出)的按压，并控制摄像元件106的驱动(光电转换)、图像处理单元107的操作和存储器单元108的压缩处理等。另外，用于向液晶监视器等显示信息的信息显示装置的各部分的状态也被照相机系统控制单元105和显示单元109所控制。将描述通过控制系统对光学系统的调节操作。图像处理单元107连接到照相机系统控制单元105，并且基于来自摄像元件106的图像信号来获得适合于摄影条件的焦点位置和光圈位置。照相机系统控制单元105通过电连接111向镜头系统控制单元112发送指令。镜头系统控制单元112根据该指令控制镜头驱动单元113。另外，振动检测传感器(未示出)连接到镜头系统控制单元112。在用于进行振动校正的模式下，基于振动检测传感器的?目号，通过镜头驱动单兀113来控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像装置，包括摄影光学系统和摄像元件，所述摄影光学系统包含摄影镜头，所述摄像元件用于对经由所述摄影镜头入射的被摄体的光学图像进行光电转换并输出图像信号，其特征在于，所述摄像装置还包括：光瞳分割部件，用于将入射到所述摄像元件的各像素的所述被摄体的光学图像的光限制为来自所述摄影镜头的特定出射光瞳区域的光；图像偏移部件，用于基于所述摄像元件的各像素和所述摄影镜头的特定出射光瞳区域之间的对应关系，针对各出射光瞳区域来确定与预定的焦点评价位置相对应的所述图像信号的偏移量，其中所述对应关系由所述光瞳分割部件所限制；图像生成部件，用于通过对所述图像信号执行基于所述图像偏移部件所确定出的所述偏移量的运算处理，来生成与所述焦点评价位置相对应的图像；对比度评价部件，用于计算所述图像生成部件所生成的所述图像的对比度评价值，并且基于所述对比度评价值来确定对比度焦点位置；相关计算部件，用于计算所生成的所述图像中的与不同出射光瞳区域相对应的图像之间的相关评价值，并且基于所述相关评价值来确定相关焦点位置；焦点评价范围确定部件，用于基于所述摄像元件和所述光瞳分割部件的结构，来确定所述图像偏移部件能够确定偏移量的焦点评价位置的范围；以及焦点评价部件，用于将所述焦点评价范围确定部件所确定出的所述范围的绝对值和所述相关计算部件所确定出的所述相关焦点位置的绝对值进行比较，并且根据比较结果、基于所确定出的所述相关焦点位置和所确定出的所述对比度焦点位置，来确定所述被摄体的焦点评价值。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.25 JP 2011-1620931.一种摄像装置，包括摄影光学系统和摄像元件，所述摄影光学系统包含摄影镜头，所述摄像元件用于对经由所述摄影镜头入射的被摄体的光学图像进行光电转换并输出图像信号，其特征在于，所述摄像装置还包括: 光瞳分割部件，用于将入射到所述摄像元件的各像素的所述被摄体的光学图像的光限制为来自所述摄影镜头的特定出射光瞳区域的光； 图像偏移部件，用于基于所述摄像元件的各像素和所述摄影镜头的特定出射光瞳区域之间的对应关系，针对各出射光瞳区域来确定与预定的焦点评价位置相对应的所述图像信号的偏移量，其中所述对应关系由所述光瞳分割部件所限制； 图像生成部件，用于通过对所述图像信号执行基于所述图像偏移部件所确定出的所述偏移量的运算处理，来生成与所述焦点评价位置相对应的图像； 对比度评价部件，用于计算所述图像生成部件所生成的所述图像的对比度评价值，并且基于所述对比度评价值来确定对比度焦点位置； 相关计算部件，用于计算所生成的所述图像中的与不同出射光瞳区域相对应的图像之间的相关评价值，并且基于所述相关评价值来确定相关焦点位置； 焦点评价范围确定部件，用于基于所述摄像元件和所述光瞳分割部件的结构，来确定所述图像偏移部件能够确定偏移量的焦点评价位置的范围；以及 焦点评价部件，用于将所述焦点评价范围确定部件所确定出的所述范围的绝对值和所述相关计算部件所确定出的所述相关焦点位置的绝对值进行比较，并且根据比较结果、基于所确定出的所述相关焦点位置和所确定出的所述对比度焦点位置，来确定所述被摄体的焦点评价值。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其`中，所述焦点评价部件被配置为:根据比较结果，在所述相关计算部件所确定出的所述相关焦点位置的绝对值大于所述焦点评价范围确定部件所确定出的所述范围的绝对值的情况下，省略利用所述对比度评价部件所进行的确定并且基于所述相关计算部件所确定出的所述相关焦点位置来确定所述被摄体的焦点评价位置，以及在所述相关计算部件所确定出的所述相关焦点位置的绝对值等于或小于所述焦点评价范围确定部件所确定出的所述范围的绝对值的情况下，基于所述对比度评价部件所确定出的所述对比度焦点位置来确定所述被摄体的焦点评价位置。3.根据权利要求1或2所述的摄像装置，其中，所述焦点评价范围确定部件基于所述摄像元件的像素间距以及所述光瞳分割部件的角度分辨率和角度分割数量来确定所述焦点评价位置的范围。4.根据权利要求1至3中任一项所述的摄像装置，其中，所述摄像装置具有用于根据所述焦点评价部件所确定出的所述焦点评价位置来对所述被摄体进行摄影的摄影模式，以及 所述摄影模式具有静止图像摄影模式和运动图像摄影模式，并且在所述运动图像摄影模式中，每预定时间进行利用所述焦点评价部件所进行的所述焦点评价位置的确定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的摄像装置，其中，所述光瞳分割部件是所述摄像元件的感光面上配置的微透镜阵列，以及 在所述微透镜阵列中，将所述摄像元件的感光面上所形成的多个像素与各微透镜相对应地分割为多个像素组，并且所述微透镜使相应的像素组的像素与来自所述摄影镜头的不同出射光瞳区域的光相对应。6.根据权利要求1至5中任一项所述的摄像装置，其中，所述相关计算部件计算所生成的所述图像的图像数据中所选择的与不同出射光瞳区域相对应的图像数据之间的差，由此计算通过不同出射光瞳区域的图像之间的相位差。7.根据权利要求1至6中任一项所述的摄像装置，其中，还包括: 存储部件，用于存储所述图像生成部件所生成的图像；以及 显示部件，用于显示所述存储部件中所存储的图像。8.一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括摄影光...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村正史，福田浩一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP