專(zhuān)利名稱(chēng)：焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字靜止照相機(jī)、攝像機(jī)等中包含的焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，對(duì)于照相機(jī)的自動(dòng)焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，按以下方式操作的自動(dòng)調(diào)焦設(shè)備是 眾所周知的。引入已經(jīng)通過(guò)拍攝鏡頭的不同的出射光瞳區(qū)域的來(lái)自被攝體的光束，以在 一對(duì)線(xiàn)傳感器上形成圖像，并且獲取從這些線(xiàn)傳感器獲得的一對(duì)圖像信號(hào)的相對(duì)位置 偏移量，由此檢測(cè)被攝體的散焦量并根據(jù)該散焦量驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡(例如，參考日本特開(kāi) 2000-292686 號(hào)公報(bào))。此外，已經(jīng)提出了用于通過(guò)對(duì)圖像傳感器提供相位差檢測(cè)功能、并且不需要專(zhuān)用 AF傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)相位差焦點(diǎn)檢測(cè)的技術(shù)。例如，根據(jù)日本特開(kāi)2000-156823號(hào)公報(bào)，通過(guò)使光接收區(qū)域的感光區(qū)相對(duì)于片 上微型透鏡的光軸偏心，來(lái)對(duì)圖像傳感器的一部分光接收元件(像素)提供光瞳分割功能。 通過(guò)將用作為焦點(diǎn)檢測(cè)像素的這些像素按預(yù)定間隔配置在攝像像素之間，實(shí)現(xiàn)了相位差焦 點(diǎn)檢測(cè)。同時(shí)，在電荷存儲(chǔ)型傳感器中，在低亮度被攝體的情況下電荷存儲(chǔ)量本身減少。因 此，傳感器輸出的S/N比下降，從而導(dǎo)致焦點(diǎn)檢測(cè)精度劣化的問(wèn)題。通常，日本特開(kāi)2000-156823號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的開(kāi)口部比專(zhuān)用AF傳 感器像素的開(kāi)口部小。因此，低亮度被攝體的S/N比下降。這是由于以下原因。由于配置 有焦點(diǎn)檢測(cè)像素的位置是攝像像素的缺陷部，因此焦點(diǎn)檢測(cè)像素的大小與攝像像素的大小 相同或比攝像像素的大小小是有必要的。因此，不能如專(zhuān)用AF傳感器像素一樣自由設(shè)計(jì)焦 點(diǎn)檢測(cè)像素的大小?？紤]到以上情況，日本特開(kāi)平10-319311公開(kāi)了包括可以組合或分離相鄰的光電 轉(zhuǎn)換像素陣列的像素間距切換部件的焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備。該焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備在感測(cè)低亮度被攝體 時(shí)，使用像素間距切換部件來(lái)組合相鄰的光電轉(zhuǎn)換像素陣列，由此增加電荷存儲(chǔ)量并提高
S/N 比。同時(shí)，在相位差焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，被攝體的高頻成分對(duì)檢測(cè)精度產(chǎn)生消極影響，這是已 知的?？紤]到以上情況，日本特開(kāi)平6-308379號(hào)公報(bào)公開(kāi)了用于通過(guò)使線(xiàn)傳感器像素 相對(duì)于拍攝畫(huà)面的水平方向和垂直方向略微傾斜來(lái)以光學(xué)方式截除高頻成分的結(jié)構(gòu)。然而，根據(jù)日本特開(kāi)平10-319311號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，如果為了提高 S/N比，通過(guò)將相鄰像素信號(hào)相加來(lái)形成圖像信號(hào)，則像素間距變粗，并且能夠檢測(cè)到的空 間頻率的分辨能力將下降。由于該原因，從被攝體的高頻成分獲得的焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果的誤差 將變大。此外，日本特開(kāi)平6-308379號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備存在以下問(wèn)題如果被 攝體與傾斜像素平行并且具有高頻，則不能以光學(xué)方式截除高頻成分。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題而提出本發(fā)明。本發(fā)明用于即使組合相鄰像素或?qū)⑾噜徬袼叵嗉?導(dǎo)致像素間距變粗，也能夠減小由被攝體的高頻成分所產(chǎn)生的焦點(diǎn)檢測(cè)誤差。根據(jù)本發(fā)明，提供一種焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，包括圖像傳感器，用于對(duì)被攝體圖像進(jìn)行 轉(zhuǎn)換，所述圖像傳感器具有用于接收已經(jīng)通過(guò)如下部分區(qū)域的光束的焦點(diǎn)檢測(cè)像素該部 分區(qū)域是用于形成被攝體圖像的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳的一部分；相加部件，用于將所述圖 像傳感器的預(yù)定區(qū)域中包括的多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的輸出乘以與各焦點(diǎn)檢測(cè)像素的位置相 對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，并且進(jìn)行相加；以及散焦量計(jì)算部件，用于根據(jù)基于所述相加部件的輸出 所生成的一對(duì)相位差檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算散焦量。通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖；圖2是圖像傳感器的電路圖；圖3是圖像傳感器的像素部的截面圖；圖4是用于驅(qū)動(dòng)圖像傳感器的時(shí)序圖；圖5A是示出圖像傳感器的攝像像素的平面圖；圖5B是示出圖像傳感器的攝像像素的截面圖；圖6A是示出圖像傳感器的AF像素的平面圖；圖6B是示出圖像傳感器的AF像素的截面圖；圖7A是示出圖像傳感器的其它AF像素的平面圖；圖7B是示出圖像傳感器的其它AF像素的截面圖；圖8是圖像傳感器的最小單位的像素陣列的解釋圖；圖9是圖像傳感器的上位單位的像素陣列的解釋圖；圖10是圖像傳感器的整個(gè)區(qū)域的像素陣列的解釋圖；圖11是橫向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的像素分組方法的解釋圖；圖12是橫向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的像素信號(hào)加權(quán)系數(shù)的解釋圖；圖13是縱向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的像素分組方法的解釋圖；圖14是縱向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的像素信號(hào)加權(quán)系數(shù)的解釋圖；圖15是解釋圖像傳感器的光瞳分割狀態(tài)的示意圖；圖16是焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的解釋圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)字照相機(jī)的主控制流程圖；圖18是焦點(diǎn)檢測(cè)子例程的流程圖；以及圖19是拍攝子例程的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的圖。圖1示出拍攝光學(xué)系統(tǒng)與具有圖像傳感器的照相機(jī)主體一體化的數(shù)字照相機(jī)。在圖1中，附圖標(biāo)記101表示配置在拍攝光學(xué)系統(tǒng)(拍攝鏡頭)的前端處的第一 透鏡，第一透鏡101可以在光軸方向上前后移動(dòng)。附圖標(biāo)記102表示還用作為光圈的快門(mén)， 快門(mén)102用于通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)口來(lái)調(diào)節(jié)拍攝時(shí)的光量，并且還用于對(duì)靜止圖像拍攝時(shí)的曝光時(shí) 間進(jìn)行調(diào)節(jié)。附圖標(biāo)記103表示第二透鏡?？扉T(mén)102和第二透鏡103在光軸方向上一體化 地前后移動(dòng)，并且與第一透鏡101的前后動(dòng)作連動(dòng)地改變倍率(變焦)。附圖標(biāo)記105表示通過(guò)光軸方向上的前后動(dòng)作來(lái)進(jìn)行調(diào)焦的第三透鏡。附圖標(biāo) 記106表示用于減少拍攝圖像的偽色或波紋的光學(xué)低通濾波器。附圖標(biāo)記107表示配置有 CMOS傳感器及其外圍電路的圖像傳感器。圖像傳感器107是二維單面板彩色傳感器，在該 二維單面板彩色傳感器中，在水平方向上為m個(gè)像素并且垂直方向上為η個(gè)像素的光接收 像素上，以片上方式形成拜爾陣列的原色馬賽克濾波器。附圖標(biāo)記111表示變焦致動(dòng)器，變焦致動(dòng)器111通過(guò)鏡筒凸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使第一透鏡 101和第二透鏡103在光軸方向上前后移動(dòng)，以改變倍率。附圖標(biāo)記112表示快門(mén)致動(dòng)器， 快門(mén)致動(dòng)器112通過(guò)控制快門(mén)102的開(kāi)口調(diào)節(jié)拍攝光量，并且控制靜止圖像拍攝時(shí)的曝光 時(shí)間。附圖標(biāo)記114表示調(diào)焦致動(dòng)器，調(diào)焦致動(dòng)器114通過(guò)使第三透鏡105在光軸方向上 前后移動(dòng)來(lái)進(jìn)行調(diào)焦。附圖標(biāo)記115表示用于在拍攝時(shí)照亮被攝體的電子閃光燈。通常采用使用疝氣管 的閃光燈照明設(shè)備，但還可以采用使用連續(xù)發(fā)光LED的照明設(shè)備。附圖標(biāo)記116表示AF輔 助光投射器，AF輔助光投射器116通過(guò)投射透鏡將具有預(yù)定開(kāi)口圖案的掩模圖像投影到拍 攝區(qū)域上，從而提高暗的被攝體或?qū)Ρ榷鹊偷谋粩z體的焦點(diǎn)檢測(cè)能力。附圖標(biāo)記121表示用于管理照相機(jī)主體的各種控制的CPU。CPU 121包括計(jì)算器、 R0M、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和通信接口電路等，并且CPU 121基于ROM中存儲(chǔ)的預(yù)定 程序來(lái)驅(qū)動(dòng)照相機(jī)中包括的各種電路。此外，CPU執(zhí)行諸如自動(dòng)調(diào)焦(AF)、自動(dòng)曝光(AE)、 拍攝、圖像處理和記錄等的一系列的操作。附圖標(biāo)記122表示與拍攝操作同步地控制電子閃光燈115的閃光的閃光燈控制 器。附圖標(biāo)記123表示與焦點(diǎn)檢測(cè)操作同步地控制AF輔助光投射器116的發(fā)光的輔助光驅(qū) 動(dòng)器。附圖標(biāo)記1 表示圖像傳感器驅(qū)動(dòng)器，圖像傳感器驅(qū)動(dòng)器IM驅(qū)動(dòng)圖像傳感器107， 并且在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之后將所獲取的圖像信號(hào)發(fā)送至CPU121。附圖標(biāo)記125表示對(duì)圖像傳 感器107所獲取的圖像信號(hào)進(jìn)行γ轉(zhuǎn)換、顏色插值和JPEG壓縮等的圖像處理器。附圖標(biāo)記1 表示調(diào)焦驅(qū)動(dòng)器，調(diào)焦驅(qū)動(dòng)器1 基于焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果驅(qū)動(dòng)調(diào)焦致動(dòng) 器114，從而使第三透鏡105在光軸方向上前后移動(dòng)以進(jìn)行調(diào)焦。附圖標(biāo)記1 表示快門(mén)驅(qū) 動(dòng)器，快門(mén)驅(qū)動(dòng)器128驅(qū)動(dòng)快門(mén)致動(dòng)器112以控制快門(mén)102的開(kāi)口。附圖標(biāo)記129表示變 焦驅(qū)動(dòng)器，變焦驅(qū)動(dòng)器1 根據(jù)拍攝者的變焦操作驅(qū)動(dòng)變焦致動(dòng)器111。附圖標(biāo)記131表示配置有IXD等的顯示器，顯示器131用于顯示與照相機(jī)的拍攝 模式有關(guān)的信息、拍攝照片前的預(yù)覽圖像、拍攝照片后的確認(rèn)圖像、和焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的聚焦?fàn)?態(tài)顯示圖像等。附圖標(biāo)記132表示包括電源開(kāi)關(guān)、快門(mén)釋放(拍攝觸發(fā))按鈕、變焦操作開(kāi) 關(guān)和拍攝模式選擇開(kāi)關(guān)等的操作開(kāi)關(guān)。附圖標(biāo)記133表示用于記錄所拍攝圖像的例如閃速 存儲(chǔ)器等的可移除存儲(chǔ)器。圖2是使用日本特開(kāi)平09-046596號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的技術(shù)所制造的圖像傳感器107的示意電路圖。圖2示出二維CMOS區(qū)域傳感器的具有2列X4行的像素的區(qū)域。在使用該區(qū)域作 為圖像傳感器的情況下，配置圖2所示的大量像素，從而使得能夠進(jìn)行高分辨率圖像獲取。 在本實(shí)施例中，假定像素間距為2 μ m、有效像素?cái)?shù)為3000 (水平)X 2000 (垂直)=600萬(wàn) 個(gè)像素、并且攝像畫(huà)面大小為6mm(水平)X4mm(垂直)，提供了圖像傳感器的說(shuō)明。參考圖2，附圖標(biāo)記1表示包括MOS晶體管柵極和該柵極下方的耗盡層的光電轉(zhuǎn)換 器；附圖標(biāo)記2表示光門(mén)；附圖標(biāo)記3表示傳送開(kāi)關(guān)MOS晶體管；附圖標(biāo)記4表示復(fù)位MOS 晶體管；附圖標(biāo)記5表示源極跟隨器放大器MOS晶體管；附圖標(biāo)記6表示水平選擇開(kāi)關(guān)MOS 晶體管；附圖標(biāo)記7表示源極跟隨器的負(fù)載MOS晶體管；附圖標(biāo)記8表示暗輸出傳送MOS晶 體管；附圖標(biāo)記9表示明輸出傳送MOS晶體管；附圖標(biāo)記10表示暗輸出存儲(chǔ)電容Ctn ；附圖 標(biāo)記11表示明輸出存儲(chǔ)電容Cts ；附圖標(biāo)記12表示水平傳送MOS晶體管；附圖標(biāo)記13表示 水平輸出線(xiàn)復(fù)位MOS晶體管；附圖標(biāo)記14表示差動(dòng)輸出放大器；附圖標(biāo)記15表示水平掃描 電路；并且附圖標(biāo)記16表示垂直掃描電路。圖3是各像素部的截面圖。在圖3中，附圖標(biāo)記17表示P型阱；附圖標(biāo)記18表示柵極氧化膜；附圖標(biāo)記19表 示第一層多硅(poly-Si)；附圖標(biāo)記20表示第二層多硅；并且附圖標(biāo)記21表示η+浮動(dòng)擴(kuò)散 (FD)單元。FD單元21通過(guò)另一傳送MOS晶體管連接至另一光電轉(zhuǎn)換器。在圖3中，與FD 單元21共通地設(shè)置兩個(gè)傳送MOS晶體管3的漏極，從而實(shí)現(xiàn)微型化以及由FD單元21的電 容減小所產(chǎn)生的感光度提高。然而，可以利用Al布線(xiàn)連接FD單元21。接著，使用圖4中的時(shí)序圖來(lái)說(shuō)明圖像傳感器的操作。該時(shí)序圖示出用于獨(dú)立輸 出所有的像素的定時(shí)。當(dāng)垂直掃描電路16輸出定時(shí)信號(hào)時(shí)，將控制脈沖ΦL設(shè)置為高，并且復(fù)位垂直輸 出線(xiàn)。此外，將控制脈沖ΦΚο、ΦΡ6。。、ΦΡ6ε(1設(shè)置為高，接通復(fù)位MOS晶體管4，并且將光門(mén) 2的第一層多硅19設(shè)置為高。在時(shí)間Ttl時(shí)，將控制脈沖Φ &設(shè)置為高，接通選擇開(kāi)關(guān)MOS 晶體管6，并且選擇第一線(xiàn)的像素部和第二線(xiàn)的像素部。接著，將控制脈沖設(shè)置為低， 以停止復(fù)位FD單元21，并且使FD單元21處于浮動(dòng)狀態(tài)。然后，在通過(guò)源極跟隨器放大器 MOS晶體管5的柵極和源極之后，在時(shí)間T1時(shí)將控制脈沖Φ Tn設(shè)置為高，并且通過(guò)源極跟 隨器操作將FD單元21的暗電壓輸出至存儲(chǔ)電容Ctn10。接著，為了進(jìn)行第一線(xiàn)的像素的光電轉(zhuǎn)換輸出，將第一線(xiàn)的控制脈沖ΦΤ)^設(shè)置 為高，以接通傳送開(kāi)關(guān)MOS晶體管3，然后在時(shí)間T2時(shí)，將控制脈沖C^PGcitl設(shè)置為低。此時(shí)， 優(yōu)選地，在光門(mén)2下方延伸的電位阱上升，以實(shí)現(xiàn)將光生成載流子完全傳送至FD單元21的 電壓關(guān)系。因此，只要可以實(shí)現(xiàn)完全傳送，脈沖ΦΤΧ就可以具有固定電位而不是脈沖。當(dāng)在時(shí)間T2時(shí)、將來(lái)自光電二極管的光電轉(zhuǎn)換器1的電荷傳送至FD單元21時(shí)， FD單元21的電位根據(jù)光而變化。在該階段，由于源極跟隨器放大器MOS晶體管5處于浮 動(dòng)狀態(tài)，因此在時(shí)間T3時(shí)將控制脈沖ΦΤ3設(shè)置為高，以將FD單元21的電位輸出至存儲(chǔ)電 容Ctsll。此時(shí)，將第一線(xiàn)的像素的暗輸出和光輸出分別存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容CtnIO和CtsIl中。 在時(shí)間T4時(shí)，將控制脈沖ΦΗ(暫時(shí)設(shè)置為高，以接通水平輸出線(xiàn)復(fù)位MOS晶體管13，從而 復(fù)位水平輸出線(xiàn)，并且在水平傳送時(shí)間段期間，利用水平掃描電路15的掃描定時(shí)信號(hào)將像 素的暗輸出和光輸出輸出至水平輸出線(xiàn)。通過(guò)使用存儲(chǔ)電容CtnIO和CtsIl的差動(dòng)放大器14獲取差動(dòng)輸出Vott，可以獲得像素的隨機(jī)噪聲和固定模式噪聲被去除了的具有良好的S/ N比的信號(hào)。與像素30-11和30-21同時(shí)將像素30-12和30-22的光電荷分別存儲(chǔ)在存儲(chǔ) 電容CtnIO和CtsI 1中。為了讀取這些光電荷，將來(lái)自水平掃描電路15的定時(shí)脈沖延遲了 一 個(gè)像素，以使得將這些光電荷讀出至水平輸出線(xiàn)，并且從差動(dòng)放大器114輸出這些光電荷。盡管本實(shí)施例提供了在片內(nèi)生成差動(dòng)輸出Vott的結(jié)構(gòu)，但即使在片外部使用傳統(tǒng) 的相關(guān)雙采樣(CDS)電路，也可以獲得相同的效果。在將明輸出輸出至存儲(chǔ)電容CtsIl之后，將控制脈沖CtRci設(shè)置為高，以接通復(fù)位 MOS晶體管4，由此將FD單元21復(fù)位至電源電壓VDD。在第一線(xiàn)的水平傳送完成之后，進(jìn)行 第二線(xiàn)的讀取。在第二線(xiàn)讀取時(shí)，以相同方式驅(qū)動(dòng)控制脈沖ΦΤΧμ和ΦΡ&Μ將高脈沖分別 供給至控制脈沖ΦTs，將光電荷分別存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容CtnIO和CtsIl中，并且提取暗輸 出和明輸出。通過(guò)上述驅(qū)動(dòng)操作，可以獨(dú)立進(jìn)行第一線(xiàn)讀取和第二線(xiàn)讀取。之后，驅(qū)動(dòng)垂直 掃描電路以讀取第2η+1、2η+2(η = 1、2、...)線(xiàn)。結(jié)果，可以獨(dú)立輸出所有的像素。更具體 地，當(dāng)η = 1時(shí)，首先，將控制脈沖CtS1設(shè)置為高。接著，將控制脈沖CtR1設(shè)置為低。然后， 將控制脈沖ΦΤ&設(shè)置為高。將控制脈沖設(shè)置為低。將控制脈沖ΦΤ3設(shè)置 為高。將控制脈沖ΦΗ(暫時(shí)設(shè)置為高，并且讀取像素30-31和30-32的信號(hào)。接著，驅(qū)動(dòng) 控制脈沖(^PGel，并且與前述方式相同地供給這些控制脈沖，由此讀取像素30-41 和30-42的信號(hào)。圖5Α 7Β是示出攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素的結(jié)構(gòu)的解釋圖。本實(shí)施例采用以下 的拜爾陣列在該拜爾陣列中，在對(duì)角的兩個(gè)像素中配置具有綠色(G)光譜靈敏度的像素， 并且在其它的兩個(gè)像素中配置具有紅色(R)光譜靈敏度的像素和具有藍(lán)色(B)光譜靈敏度 的像素。在這些拜爾陣列之間，根據(jù)預(yù)定規(guī)則分布有具有后面將說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的焦點(diǎn)檢測(cè)像
ο圖5Α和5Β示出攝像像素的配置和結(jié)構(gòu)。圖5Α是示出具有2行Χ2列的攝像像素的平面圖。在拜爾陣列中，如眾所周知的， 在對(duì)角上配置G像素，并且在其它兩個(gè)像素中分別配置R像素和B像素。重復(fù)配置2行Χ2 列的模式。圖5Β示出沿著圖5Α中的線(xiàn)A-A所切割的截面圖。ML表示配置在各像素前面的 片上微型透鏡；表示紅色(R)濾色器；并且CFe表示綠色(G)濾色器。PD(Ph0t0di0de， 光電二極管)示意性示出圖3所述的CMOS傳感器的光電轉(zhuǎn)換器。CUContactLayer，接觸 層)表示用于形成傳輸CMOS傳感器的各種信號(hào)的信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)層。攝像像素的片上微型透鏡ML和光電轉(zhuǎn)換器PD被配置成，盡可能有效地獲取已經(jīng) 通過(guò)拍攝光學(xué)系統(tǒng)TL (Taking Lens，拍攝鏡頭)的光束。換言之，拍攝光學(xué)系統(tǒng)TL的出射 光瞳EP和光電轉(zhuǎn)換器PD相對(duì)于微型透鏡ML呈共軛關(guān)系，并且光電轉(zhuǎn)換器的有效面積被設(shè) 計(jì)成大面積。盡管圖5B說(shuō)明了 R像素的入射光束，但G像素和B(藍(lán)色)像素也可以具有 相同的結(jié)構(gòu)。由于與R、G和B攝像像素各自相對(duì)應(yīng)的出射光瞳EP的直徑大，因此有效地獲 取來(lái)自被攝體的光束(光子)，并且圖像信號(hào)的S/N比提高。圖6A和6B是示出用于在拍攝光學(xué)系統(tǒng)的水平方向(橫向方向)上進(jìn)行光瞳分割 的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的配置和結(jié)構(gòu)的圖。這里，水平方向或橫向方向表示當(dāng)按拍攝光學(xué)系統(tǒng)的 光軸呈水平的方式設(shè)置照相機(jī)時(shí)與垂直于拍攝光學(xué)系統(tǒng)的光軸并且水平延伸的直線(xiàn)平行的方向。圖6A是示出包括焦點(diǎn)檢測(cè)像素的2行X2列的像素的平面圖。為了獲取記錄或 觀(guān)看用的圖像信號(hào)，利用G像素獲取亮度信息的主要成分。由于人類(lèi)的圖像識(shí)別特性對(duì)亮 度信息敏感，因此如果G像素存在缺陷，則可以容易地感知圖像質(zhì)量劣化。另一方面，R像 素或B像素獲取顏色信息(色差信息)。由于人類(lèi)的視覺(jué)特性對(duì)顏色信息不敏感，因此即使 獲取顏色信息的像素在某種程度上存在缺陷，也不容易感知到圖像質(zhì)量劣化?？紤]到該情 況，根據(jù)本實(shí)施例，在2行X 2列的像素中，保持G像素用作攝像像素，而利用焦點(diǎn)檢測(cè)像素 替換R像素和B像素。在圖6A中，利用Sha和^b表示焦點(diǎn)檢測(cè)像素。圖6B示出沿著圖6A中的線(xiàn)A-A所切割的截面圖。微型透鏡ML和光電轉(zhuǎn)換器PD 具有與圖5B所示的攝像像素的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，由于不使用焦點(diǎn)檢測(cè)像素 的信號(hào)進(jìn)行圖像創(chuàng)建，因此，配置透明膜CFw(白色)，而不配置針對(duì)顏色分離所設(shè)置的濾色 器。為了在圖像傳感器中進(jìn)行光瞳分割，使布線(xiàn)層CL的開(kāi)口部相對(duì)于微型透鏡ML的中心 線(xiàn)偏向一個(gè)方向。更具體地，像素^a的開(kāi)口部OPha偏向右側(cè)，從而接收已經(jīng)通過(guò)拍攝光學(xué) 系統(tǒng)TL的左側(cè)的出射光瞳EPha(出射光瞳的部分區(qū)域)的光束。同樣，像素^ib的開(kāi)口部 OPhb偏向左側(cè)，從而接收已經(jīng)通過(guò)拍攝光學(xué)系統(tǒng)TL的右側(cè)的出射光瞳EPhb的光束。像素^ia 在水平方向上規(guī)則排列，并且將通過(guò)這些像素所獲取的被攝體圖像定義為圖像A(相位差 檢測(cè)信號(hào))。像素Shb也在水平方向上規(guī)則排列，并且將通過(guò)這些像素所獲取的被攝體圖像 定義為圖像B。對(duì)圖像A和B之間的相對(duì)位置的檢測(cè)可以檢測(cè)被攝體圖像的失焦量(散焦 量)。注意，在上述的像素^ia和^b中，可以對(duì)具有拍攝畫(huà)面的水平方向上的亮度分布、 例如縱向線(xiàn)的被攝體進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)；然而，不能對(duì)具有垂直方向上的亮度分布的橫向線(xiàn)進(jìn) 行焦點(diǎn)檢測(cè)?？紤]到該情況，為了能夠?qū)哂写怪狈较蛏系牧炼确植嫉臋M向線(xiàn)進(jìn)行焦點(diǎn)檢 測(cè)，本實(shí)施例包括用于在拍攝光學(xué)系統(tǒng)的垂直方向(縱向方向)上進(jìn)行光瞳分割的像素。圖7A和7B示出用于在拍攝光學(xué)系統(tǒng)的垂直方向(換言之，上下方向或縱向方向) 上進(jìn)行光瞳分割的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的配置和結(jié)構(gòu)。這里，垂直方向、上下方向或縱向方向表示 當(dāng)按拍攝光學(xué)系統(tǒng)的光軸呈水平的方式設(shè)置照相機(jī)時(shí)與垂直于拍攝光學(xué)系統(tǒng)的光軸并且 垂直延伸的直線(xiàn)平行的方向。圖7A是示出包括焦點(diǎn)檢測(cè)像素的2行X2列的像素的平面 圖。與圖6A相同，保持G像素用作攝像像素，而將R像素和B像素用于焦點(diǎn)檢測(cè)像素。在 圖7A中，利用Stc和Svd表示焦點(diǎn)檢測(cè)像素。圖7B示出沿著圖7A中的線(xiàn)A-A所切割的截面圖。圖6B中的像素具有在水平方 向上分割光瞳的結(jié)構(gòu)，而圖7B中的像素具有在垂直方向上分割光瞳的結(jié)構(gòu)。這些像素的其 它結(jié)構(gòu)相同。更具體地，像素StcW開(kāi)口部OPtc偏向下側(cè)，從而接收已經(jīng)通過(guò)拍攝光學(xué)系統(tǒng) TL的上側(cè)的出射光瞳EPvc的光束。同樣，像素Svd的開(kāi)口部OPvd偏向上側(cè)，從而接收已經(jīng)通 過(guò)拍攝光學(xué)系統(tǒng)TL的下側(cè)的出射光瞳EPvd的光束。像素Stc在垂直方向上規(guī)則排列，并且 將通過(guò)這些像素所獲取的被攝體圖像定義為圖像C。像素Svd也在垂直方向上規(guī)則排列，并 且將通過(guò)這些像素所獲取的被攝體圖像定義為圖像D。對(duì)圖像C和D之間的相對(duì)位置的檢 測(cè)可以檢測(cè)具有垂直方向上的亮度分布的被攝體圖像的失焦量(散焦量)。圖8 10是上述的圖5A 7B所述的攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素配置規(guī)則 的解釋圖。圖8是用于將焦點(diǎn)檢測(cè)像素離散配置在攝像像素之間的最小單位的配置規(guī)則的解釋圖。在圖8中，將10行XlO列=100個(gè)像素定義為一個(gè)塊。在左上角的塊BLK(1，1) 中，利用在水平方向上進(jìn)行光瞳分割的一對(duì)焦點(diǎn)檢測(cè)像素Sha和Shb替換左下角的像素R和 B0在右側(cè)的相鄰塊BLK(1，2)中，同樣，利用在垂直方向上進(jìn)行光瞳分割的一對(duì)焦點(diǎn) 檢測(cè)像素Stc和Svd替換左下角的像素R和B。開(kāi)頭的塊BLK(1，1)下方的相鄰塊BLK(2，1) 具有與塊BLK(1，2)的像素陣列相同的像素陣列。右側(cè)上的相鄰塊BLK0，2)具有與開(kāi)頭的 塊BLK(1，1)的像素陣列相同的像素陣列。配置規(guī)則普遍表現(xiàn)為如下。在塊BLK (i，j)中，如果i+j是偶數(shù)，則配置水平光瞳 分割用的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，而如果i+j是奇數(shù)，則配置垂直光瞳分割用的焦點(diǎn)檢測(cè)像素。將圖 8中的4個(gè)塊QX2 = 4)、即400個(gè)像素(20行X20列=400)的區(qū)域定義為群，作為塊的 上位陣列單位。圖9是使用上述的群作為單位的配置規(guī)則的解釋圖。在圖9中，將具有400個(gè)像素(20行X 20列=400)的左上角的群定義為CST (U， w) = CST(l,l)o在群CST(1，1)中，利用焦點(diǎn)檢測(cè)像素^ia和^B或者Sve和Svd替換各塊的 左下角的像素R和B。在右側(cè)的相鄰群CST(1，2)中，將塊中的焦點(diǎn)檢測(cè)像素配置應(yīng)用于相對(duì)于群 CST(Ll)朝向上方向偏移了兩個(gè)像素的位置。在開(kāi)頭的群CST(1，1)下方的相鄰群CST(2， 1)中，將塊中的焦點(diǎn)檢測(cè)像素配置應(yīng)用于相對(duì)于群CST(1，1)朝向右方向偏移了兩個(gè)像素 的位置。通過(guò)重復(fù)上述規(guī)則，獲得圖9所示的配置。普遍按以下方式表現(xiàn)配置規(guī)則。假定圖6A和6B或者圖7A和7B所示的包括G像 素的4個(gè)像素是一個(gè)單位(對(duì))，則利用該單位的左上角的像素的坐標(biāo)來(lái)定義焦點(diǎn)檢測(cè)像素 的坐標(biāo)。對(duì)于各塊的坐標(biāo)，將左上角的坐標(biāo)定義為(1，1)，并且右方向和下方向是正方向?，F(xiàn)在應(yīng)用上述定義。在群CST(u，w)中，各塊中的一對(duì)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的水平坐標(biāo)值 是2Xu-l，并且垂直坐標(biāo)值是11-2XW。將圖9中的25個(gè)群(5X5 = 25)、即10，000個(gè)像 素(100行XlOO列=10，000)的區(qū)域定義為場(chǎng)，作為群的上位陣列單位。圖10是使用上述的場(chǎng)作為單位的配置規(guī)則的解釋圖。在圖10中，將由10，000個(gè) 像素(100行X 100列=10，000個(gè)像素)構(gòu)成的左上角的場(chǎng)定義為FLD (q，r) =FLD(Ll)0 在本實(shí)施例中，所有的場(chǎng)FLD(q，r)具有與第一個(gè)場(chǎng)FLD(1，1)的陣列相同的陣列。如果在 水平方向上排列30個(gè)場(chǎng)FLD (1，1)并且在垂直方向上排列20個(gè)場(chǎng)FLD (1，1)，則由600個(gè)場(chǎng) 構(gòu)成600萬(wàn)個(gè)像素(3000行X2000列=600萬(wàn)個(gè)像素)的攝像區(qū)域。以這種方式，可以使 焦點(diǎn)檢測(cè)像素均勻分布在攝像區(qū)域的整個(gè)表面上。接著，將參考圖11 14來(lái)說(shuō)明焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的像素分組和信號(hào)相加方法。圖11是由拍攝光學(xué)系統(tǒng)形成的被攝體圖像的橫向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)(散焦量計(jì)算) 時(shí)的像素分組方法的解釋圖。橫向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)表示使用圖6A和6B所述的、為了在橫向方向(左右方向或水 平方向)上分割拍攝光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳所設(shè)置的焦點(diǎn)檢測(cè)像素來(lái)進(jìn)行相位差焦點(diǎn)檢測(cè)。圖11所示的像素陣列是圖9所述的像素陣列。當(dāng)進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，使用虛線(xiàn)所圍 繞的區(qū)域作為組，其中，該組被定義為區(qū)。相鄰的區(qū)彼此部分重疊。在本實(shí)施例中，水平排列的30個(gè)區(qū)構(gòu)成一個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域。將該一個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域定義為AF區(qū)域。(該區(qū)域中 的)一個(gè)區(qū)包括針對(duì)水平方向上的一方光瞳分割所設(shè)置的9個(gè)像素Sha、和針對(duì)另一方光瞳 分割所設(shè)置的9個(gè)像素SHB。在本實(shí)施例中，對(duì)這9個(gè)像素Sha的各輸出進(jìn)行加權(quán)，并且獲得 各輸出作為相位差計(jì)算用的(被稱(chēng)為圖像A的)一個(gè)圖像信號(hào)的IAF像素。同樣，對(duì)這9 個(gè)像素Shb的各輸出進(jìn)行加權(quán)，并且獲得各輸出作為相位差計(jì)算用的(被稱(chēng)為圖像B的)另 一圖像信號(hào)的IAF像素。圖12是區(qū)中的加權(quán)相加方法的解釋圖。圖12示出從圖11中的區(qū)的左端切出的兩個(gè)區(qū)。下端所示的水平線(xiàn)I3RJh表示與 所投影的圖像信號(hào)和在焦點(diǎn)檢測(cè)像素Sha和^b的光瞳分割方向上延伸的第一投影線(xiàn)相對(duì)應(yīng) 的加權(quán)系數(shù)。這里，與區(qū)中各焦點(diǎn)檢測(cè)像素相對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)在該區(qū)的中心附近較大，而在周 邊處較小。將來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的信號(hào)乘以加權(quán)系數(shù)，并且對(duì)該區(qū)中的相乘結(jié)果進(jìn)行累加。 獲得一個(gè)區(qū)的計(jì)算結(jié)果作為IAF像素信號(hào)。對(duì)于除了區(qū)SCTh(I)和SCThO)以外的其它區(qū)， 設(shè)置相同的加權(quán)系數(shù)，并且進(jìn)行相同的計(jì)算。這里，由于相鄰的區(qū)具有部分重疊的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，因此可以實(shí)現(xiàn)與以光學(xué)方式 截除被攝體的高頻成分的情況相同的效果。圖13是由拍攝光學(xué)系統(tǒng)形成的被攝體圖像的 縱向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的像素分組方法的解釋圖?？v向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)表示使用圖7A和7B所 述的、為了在縱向方向(上下方向或垂直方向)上分割拍攝光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳所設(shè)置的 焦點(diǎn)檢測(cè)像素來(lái)進(jìn)行相位差焦點(diǎn)檢測(cè)。換言之，縱向偏差焦點(diǎn)檢測(cè)與圖11所述的橫向偏差 焦點(diǎn)檢測(cè)的90度旋轉(zhuǎn)后的技術(shù)相對(duì)應(yīng)。圖13所示的像素陣列是圖9所述的像素陣列。當(dāng)進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，使用虛線(xiàn)所圍 繞的區(qū)域作為組，其中，該組被定義為區(qū)。相鄰的區(qū)彼此部分重疊。換言之，第n(n是整數(shù)) 個(gè)區(qū)和第(n+1)個(gè)區(qū)彼此部分重疊。在本實(shí)施例中，垂直排列的30個(gè)區(qū)構(gòu)成一個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè) 區(qū)域。與圖11相同，將該一個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域定義為AF區(qū)域。一個(gè)區(qū)包括針對(duì)垂直方向上 的一方光瞳分割所設(shè)置的9個(gè)像素Stc、和針對(duì)另一方光瞳分割所設(shè)置的9個(gè)像素SVD。在本 實(shí)施例中，對(duì)這9個(gè)像素Stc的各輸出進(jìn)行加權(quán)，并且獲得各輸出作為相位差計(jì)算用的(被 稱(chēng)為圖像C的)另一圖像信號(hào)的IAF像素。同樣，對(duì)這9個(gè)像素Svd的各輸出進(jìn)行加權(quán)，并 且獲得各輸出作為相位差計(jì)算用的(被稱(chēng)為圖像D的)一個(gè)圖像信號(hào)的IAF像素。圖14是區(qū)中的加權(quán)相加方法的解釋圖。圖14等同于圖12所述的加權(quán)相加方法 的90度旋轉(zhuǎn)后的技術(shù)。圖14示出從圖13中的區(qū)的上端切出的兩個(gè)區(qū)。右端所示的垂直線(xiàn)I3RJv表示與 所投影的圖像信號(hào)和在焦點(diǎn)檢測(cè)像素SvJn Svd的光瞳分割方向上延伸的第二投影線(xiàn)相對(duì)應(yīng) 的加權(quán)系數(shù)。此外，在圖14中，與區(qū)中各焦點(diǎn)檢測(cè)像素相對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)在該區(qū)的中心附近較 大，而在周邊處較小。將來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的信號(hào)乘以加權(quán)系數(shù)，并且對(duì)該區(qū)中的相乘結(jié)果 進(jìn)行累加。獲得一個(gè)區(qū)的計(jì)算結(jié)果作為IAF像素信號(hào)。對(duì)于除了區(qū)SCTv(I)和SCTV(2)以 外的其它區(qū)，設(shè)置相同的加權(quán)系數(shù)，并且進(jìn)行相同的計(jì)算。此外，在圖14中，由于相鄰的區(qū)具有部分重疊的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，因此可以實(shí)現(xiàn)與 以光學(xué)方式截除被攝體的高頻成分的情況相同的效果。
圖15是解釋根據(jù)本實(shí)施例的圖像傳感器的光瞳分割狀態(tài)的示意圖。附圖標(biāo)記TL 表示拍攝光學(xué)系統(tǒng)；附圖標(biāo)記107表示圖像傳感器；附圖標(biāo)記OBJ表示被攝體，并且附圖標(biāo) 記IMG表示被攝體圖像。如參考圖5A和5B所述，攝像像素接收已經(jīng)通過(guò)拍攝光學(xué)系統(tǒng)的整個(gè)出射光瞳區(qū) 域EP的光束。同時(shí)，焦點(diǎn)檢測(cè)像素具有如參考圖6A、6B、7A和7B所述的光瞳分割功能。更 具體地，當(dāng)從攝像面向透鏡后端觀(guān)看時(shí)，圖6A和6B中的像素^a接收已經(jīng)通過(guò)左側(cè)的光瞳 的光束，換言之，接收已經(jīng)通過(guò)圖15中的光瞳EPha的光束。同樣，像素^、、和Svd分別接 收已經(jīng)通過(guò)光瞳EPhb、EPvc和EPvd的光束。由于如圖10所述、焦點(diǎn)檢測(cè)像素分布在圖像傳 感器107的整個(gè)區(qū)域上，因此可以在整個(gè)攝像區(qū)域中進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)。圖16是焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)獲取的圖像和焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的解釋圖。在圖16中，攝像面上形成的被攝體圖像包括位于中央的人物、位于左側(cè)的近景樹(shù) 木和位于右側(cè)的遠(yuǎn)景山。對(duì)于本實(shí)施例中的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，如圖10所示，橫向偏差檢測(cè)用 的像素對(duì)Sha和Shb以及縱向偏差檢測(cè)用的像素對(duì)Stc和Svd按均勻密度配置在整個(gè)攝像區(qū) 域上。在橫向偏差檢測(cè)時(shí)，如圖11和12所示對(duì)相位差計(jì)算用的AF像素信號(hào)進(jìn)行分組。在 縱向偏差檢測(cè)時(shí)，如圖13和14所示對(duì)相位差計(jì)算用的AF像素信號(hào)進(jìn)行分組。因此，可以 在攝像區(qū)域的任意位置處設(shè)置橫向偏差檢測(cè)和縱向偏差檢測(cè)用的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域。在圖16中，畫(huà)面的中央處存在人物的面部。當(dāng)通過(guò)眾所周知的面部識(shí)別技術(shù)識(shí)別 出存在面部時(shí)，在作為中心的面部區(qū)域中設(shè)置橫向偏差檢測(cè)用的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域AFA&(xl， yl)和縱向偏差檢測(cè)用的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域AFARv(x3，y3)。這里，后綴h表示水平方向，并且 (xl，yl)和(x3，y3)表示焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的左上角的坐標(biāo)。對(duì)焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域AFAI h(Xl，yl)的 各區(qū)中包括的9個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素^ia進(jìn)行加權(quán)，并且連接30個(gè)加權(quán)后的像素以獲得相位差 檢測(cè)用的A圖像信號(hào)AFSKh(Al)。同樣，對(duì)各區(qū)中包括的9個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素^b進(jìn)行加權(quán)， 并且連接30個(gè)加權(quán)后的像素以獲得相位差檢測(cè)用的B圖像信號(hào)AFSKh(Bl)。通過(guò)眾所周 知的相關(guān)計(jì)算來(lái)計(jì)算A圖像信號(hào)AFSKh(Al)和B圖像信號(hào)AFSKh(Bl)之間的相對(duì)橫向偏 差量，由此獲得被攝體的焦點(diǎn)偏差量(散焦量)。對(duì)于焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域AFARv(x3，y3)，同樣獲得散焦量。比較在橫向偏差用的焦點(diǎn)檢 測(cè)區(qū)域和縱向偏差用的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域中已經(jīng)檢測(cè)到的兩個(gè)散焦量，并且可以采用可靠性較 高的值。同時(shí)，位于畫(huà)面左側(cè)的樹(shù)干主要具有垂直線(xiàn)成分，換言之，主要具有水平方向上的 亮度分布。由于該原因，判斷為該被攝體適合于橫向偏差檢測(cè)。因此，設(shè)置橫向偏差檢測(cè)用 的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域AFA&(X2，y2)。位于畫(huà)面右側(cè)的山嶺主要具有水平線(xiàn)成分，換言之，主要具 有垂直方向上的亮度分布。由于該原因，判斷為該被攝體適合于縱向偏差檢測(cè)。因此，設(shè)置 縱向偏差檢測(cè)用的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域AFARv(x4，y4)。如以上已經(jīng)說(shuō)明的，根據(jù)本實(shí)施例，由于可以在畫(huà)面的任意位置處設(shè)置橫向偏差 檢測(cè)和縱向偏差用的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域，因此即使被攝體的投影位置或亮度分布的方向性變 化，也可以始終實(shí)現(xiàn)精確的焦點(diǎn)檢測(cè)。圖17 19是用于說(shuō)明根據(jù)本實(shí)施例的照相機(jī)調(diào)焦和拍攝步驟的流程圖。參考上 述的圖1 16中的圖來(lái)說(shuō)明圖17 19中的控制流程。圖17是根據(jù)本實(shí)施例的照相機(jī)的主流程。
當(dāng)拍攝者接通照相機(jī)的電源開(kāi)關(guān)時(shí)，在步驟SlOl中，CPU121進(jìn)行照相機(jī)的各致動(dòng) 器和圖像傳感器的操作確認(rèn)，進(jìn)行存儲(chǔ)器內(nèi)容和執(zhí)行程序的初始化，并且進(jìn)行拍攝準(zhǔn)備操 作。在步驟S102中，圖像傳感器的攝像操作開(kāi)始，并且輸出低分辨率運(yùn)動(dòng)圖像以供預(yù)覽。在 步驟S103中，在照相機(jī)的背面上設(shè)置的顯示器131上顯示所讀取的運(yùn)動(dòng)圖像。拍攝者查看 該預(yù)覽圖像，并且確定拍攝照片用的構(gòu)圖。在步驟S104中，識(shí)別預(yù)覽用運(yùn)動(dòng)圖像中是否存在面部。當(dāng)識(shí)別出拍攝區(qū)域中存在 面部時(shí)，控制從步驟S105進(jìn)入S106，在S106中，將調(diào)焦模式設(shè)置為面部自動(dòng)調(diào)焦(AF)模 式。這里，面部AF模式表示用于聚焦于拍攝區(qū)域中的面部的AF模式。同時(shí)，如果拍攝區(qū)域中不存在面部，則控制從步驟S105進(jìn)入S107，在S107中，將 調(diào)焦模式設(shè)置為多點(diǎn)AF模式。該多點(diǎn)AF模式是以下模式將拍攝區(qū)域分割成例如3X5 = 15個(gè)區(qū)域以在各個(gè)分割區(qū)域中進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)，基于焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果和被攝體的亮度信息來(lái)類(lèi) 推主被攝體，并且聚焦于該主被攝體區(qū)域。在步驟S106或S107中確定AF模式之后，在步驟S108中確定焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域。在 步驟S109中，判斷是否進(jìn)行了拍攝準(zhǔn)備開(kāi)關(guān)接通操作。如果沒(méi)有進(jìn)行接通操作，則控制返 回，以重復(fù)從步驟S102中的圖像傳感器驅(qū)動(dòng)到步驟S108中的焦點(diǎn)區(qū)域確定的控制。當(dāng)在步驟S109中進(jìn)行了拍攝準(zhǔn)備開(kāi)關(guān)接通操作時(shí)，在步驟SllO中，執(zhí)行焦點(diǎn)檢測(cè) 子例程。圖18是焦點(diǎn)檢測(cè)子例程的流程圖。當(dāng)控制從主流程的步驟S109進(jìn)入子例程的步驟SllO時(shí)，在步驟S131中，讀取在 主例程的步驟S108中已經(jīng)確定的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域中包括的焦點(diǎn)檢測(cè)像素。在步驟S132中，使用圖12或圖14所述的方法對(duì)來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的各區(qū)中包括 的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，由此獲得AF像素信號(hào)。在步驟S133中，基于步驟S132中的計(jì)算結(jié)果獲得相關(guān)計(jì)算用的兩個(gè)圖像的信號(hào)。 更具體地，創(chuàng)建例如圖16所示的AFSKih(Al)和AFSKh (Bi)、或者AFSIGv (C3)和AFSIGv (D3) 的信號(hào)對(duì)。在步驟S134中進(jìn)行所獲得的兩個(gè)圖像的相關(guān)計(jì)算，以計(jì)算這兩個(gè)圖像的相對(duì)位 置偏差量。在步驟S135中，判斷相關(guān)計(jì)算結(jié)果的可靠性。這里，可靠性表示兩個(gè)圖像的一 致度。當(dāng)兩個(gè)圖像的一致度高時(shí)，通常焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果的可靠性高。當(dāng)選擇多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū) 域時(shí)，優(yōu)選使用可靠性高的信息。在步驟S136中，基于上述的可靠性高的檢測(cè)結(jié)果來(lái)計(jì)算散焦量，并且控制返回至 圖17的主流程中的步驟Slll。在圖17中的步驟Slll中，判斷在圖18的步驟S136中計(jì)算出的散焦量是否等于 或高于容許值。如果該散焦量等于或高于容許值，則判斷為被攝體散焦。在步驟S112中， 驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡，之后重復(fù)執(zhí)行步驟SllO S112。當(dāng)在步驟Slll中判斷為實(shí)現(xiàn)了聚焦?fàn)顟B(tài) 時(shí)，在步驟S113中顯示聚焦?fàn)顟B(tài)，并且控制進(jìn)入步驟S114。在步驟S114中，判斷是否進(jìn)行了拍攝開(kāi)始開(kāi)關(guān)接通操作。如果沒(méi)有進(jìn)行開(kāi)關(guān)接通 操作，則在步驟S114中維持拍攝待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)在步驟S114中進(jìn)行了開(kāi)關(guān)接通操作時(shí)，控制 進(jìn)入步驟S115以執(zhí)行拍攝子例程。圖19是拍攝子例程的流程圖。
當(dāng)操作了拍攝開(kāi)始開(kāi)關(guān)時(shí)，控制進(jìn)入步驟S115。在步驟S161中，驅(qū)動(dòng)光量調(diào)節(jié)光 圈以進(jìn)行用于規(guī)定曝光時(shí)間的機(jī)械快門(mén)的開(kāi)口控制。在步驟S162中，進(jìn)行高分辨率靜止圖 像拍攝用的圖像讀取，換言之，進(jìn)行所有像素的讀取。在步驟S163中，進(jìn)行所讀取的圖像信 號(hào)的缺陷像素插值。更具體地，由于焦點(diǎn)檢測(cè)像素的輸出不具有R、G和B顏色信息，因此將 該輸出看作為圖像獲取時(shí)的缺陷像素。由于該原因，通過(guò)基于周邊的攝像像素的信息進(jìn)行 插值來(lái)創(chuàng)建圖像信號(hào)。在步驟S164中，進(jìn)行諸如γ校正、邊緣強(qiáng)調(diào)等的圖像處理。在步驟S165中，將拍 攝圖像記錄在存儲(chǔ)器133中。在步驟S166中，在顯示器131上顯示所拍攝圖像，并且控制 返回至圖17中的主流程。當(dāng)控制返回至圖17中的主流程時(shí)，該系列的拍攝操作結(jié)束。如以上已經(jīng)說(shuō)明的，根據(jù)本實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)以下效果。如在步驟S132中所述，對(duì)焦點(diǎn)區(qū)域的各區(qū)中包括的焦點(diǎn)檢測(cè)像素進(jìn)行加權(quán)以獲 得AF像素。此外，在相鄰的區(qū)中，按區(qū)中包括的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的一部分彼此重疊的方式設(shè) 置加權(quán)系數(shù)。由于該原因，利用計(jì)算出的AF像素信號(hào)所形成的被攝體圖像信號(hào)具有高頻成 分被以光學(xué)方式截除的效果。因此，可以減少因被攝體的高頻成分所引起的焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果 中的誤差。盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的 典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書(shū)的范圍符合最寬的解釋?zhuān)园羞@類(lèi)修改以及等同結(jié)構(gòu) 和功能。本申請(qǐng)要求2008年7月25日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2008-192685的優(yōu)先權(quán)，在此 通過(guò)引用包含其全部?jī)?nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，包括圖像傳感器，用于對(duì)被攝體圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所述圖像傳感器具有用于接收已經(jīng)通過(guò)如 下部分區(qū)域的光束的焦點(diǎn)檢測(cè)像素該部分區(qū)域是用于形成被攝體圖像的光學(xué)系統(tǒng)的出射 光瞳的一部分；相加部件，用于將所述圖像傳感器的預(yù)定區(qū)域中包括的多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的輸出乘以 與各焦點(diǎn)檢測(cè)像素的位置相對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，并且進(jìn)行相加；以及散焦量計(jì)算部件，用于根據(jù)基于所述相加部件的輸出所生成的一對(duì)相位差檢測(cè)信號(hào)， 計(jì)算散焦量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述相加部件進(jìn)行與如下加權(quán) 系數(shù)的相乘，并且進(jìn)行相加，其中，所述加權(quán)系數(shù)是按所述相位差檢測(cè)信號(hào)的第η個(gè)信號(hào)、 相鄰的第(η-1)個(gè)信號(hào)和第(η+1)個(gè)信號(hào)彼此重疊的方式而預(yù)先設(shè)置的，其中，η是正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，其特征在于，所述圖像傳感器包括用于生 成要記錄或要顯示的圖像的攝像像素、以及按預(yù)定間隔離散配置在所述攝像像素之間的所 述焦點(diǎn)檢測(cè)像素。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，包括圖像傳感器，用于對(duì)被攝體圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換，所述圖像傳感器具有用于接收已經(jīng)通過(guò)如下部分區(qū)域的光束的焦點(diǎn)檢測(cè)像素該部分區(qū)域是用于形成被攝體圖像的光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳的一部分；相加部件，用于將所述圖像傳感器的預(yù)定區(qū)域中包括的多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的輸出乘以與各焦點(diǎn)檢測(cè)像素的位置相對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)，并且進(jìn)行相加；以及散焦量計(jì)算部件，用于根據(jù)基于所述相加部件的輸出所生成的一對(duì)相位差檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算散焦量。
文檔編號(hào)H04N5/232GK102105830SQ20098012910
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
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