(本申請是申請日為2013年12月20日、申請?zhí)枮?01310713586.1、發(fā)明名稱為“攝像設(shè)備”的申請的分案申請。)

本發(fā)明涉及在攝像設(shè)備上拍攝運動圖像期間進行自動調(diào)焦并且拍攝靜止圖像，尤其涉及包括多個攝像傳感器的攝像設(shè)備。

背景技術(shù)：

迄今為止，已知有利用圖像拍攝所用的攝像傳感器和相位差af所用的af傳感器來在運動圖像的拍攝期間進行相位差自動調(diào)焦(af)的技術(shù)。日本特開2006-197406公開了如下技術(shù)：通過使用半透半反鏡，在顯示利用攝像傳感器所拍攝到的運動圖像的同時進行相位差af，以使得被攝體圖像入射到攝像傳感器和af傳感器。

然而，日本特開2006-197406所公開的技術(shù)需要停止運動圖像而是拍攝靜止圖像、并且在靜止圖像的拍攝完成之后重新開始運動圖像。另外，使用同時輸出靜止圖像和運動圖像的攝像傳感器導(dǎo)致處理時間增加和電路結(jié)構(gòu)大小增大。因此，本發(fā)明提供能夠在運動圖像的拍攝期間通過af來進行調(diào)焦、并且在無需停止運動圖像拍攝的情況下拍攝靜止圖像的攝像設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的攝像設(shè)備具有以下結(jié)構(gòu)。具體地，一種攝像設(shè)備，包括：第一攝像傳感器，其包括配置成二維陣列并且各自包含至少一個光電轉(zhuǎn)換單元的像素；第二攝像傳感器，其包括配置成二維陣列的像素，所述第二攝像傳感器的各像素包括一個微透鏡、第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元；光束分割單元，用于將入射到光學(xué)系統(tǒng)的光束分割成分別要施加至所述第一攝像傳感器和所述第二攝像傳感器的第一光束和第二光束；第一圖像處理單元，用于對來自所述第一攝像傳感器的像素的信號進行處理，所述第一圖像處理單元基于來自所述第一攝像傳感器的信號來生成靜止圖像以進行記錄；以及第二圖像處理單元，用于對來自所述第二攝像傳感器的像素的信號進行處理，所述第二圖像處理單元基于來自所述第二攝像傳感器的所述第一光電轉(zhuǎn)換單元和所述第二光電轉(zhuǎn)換單元的信號，來生成相位差方法的焦點檢測能夠使用的信號，并且生成運動圖像以進行記錄。

通過以下參考附圖對實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

圖3示出本發(fā)明的第一實施例中的攝像傳感器的結(jié)構(gòu)。

圖4a和4b示出本發(fā)明的第一實施例中的攝像傳感器的結(jié)構(gòu)。

圖5a和5b示出本發(fā)明的第一實施例中的焦點檢測的概念。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的攝像設(shè)備的操作的流程圖。

圖7a和7b示出本發(fā)明的第一實施例中的焦點檢測的概念。

圖8示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

圖9示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的攝像設(shè)備的操作的流程圖。

圖11示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的攝像設(shè)備的操作。

圖12示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

圖13a和13b示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的攝像傳感器的結(jié)構(gòu)。

圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的攝像設(shè)備的操作的流程圖。

圖15a和15b示出本發(fā)明的第三實施例中的攝像傳感器的輸出結(jié)果。

圖16示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例。

圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像部的結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖18示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像傳感器的結(jié)構(gòu)示例。

圖19a和19b示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像傳感器的結(jié)構(gòu)示例。

圖20a和20b是本發(fā)明的第四實施例中的焦點檢測的說明圖。

圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像設(shè)備的操作的流程圖。

圖22示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像傳感器的讀出區(qū)域。

圖23a和23b是示出本發(fā)明的第四實施例中的與焦點檢測有關(guān)的圖像的圖。

圖24a和24b是示出本發(fā)明的第四實施例中的如何選擇焦點檢測區(qū)域的圖。

圖25a、25b和25c是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像傳感器的讀出定時的圖。

圖26a和26b示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的變形例的攝像傳感器的結(jié)構(gòu)示例。

圖27a和27b示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的攝像傳感器的結(jié)構(gòu)示例。

圖28是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的攝像設(shè)備的操作的流程圖，并且示出處理的前半部分。

圖29是示出圖28的處理的后續(xù)步驟的流程圖。

圖30a和30b示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的拍攝設(shè)置畫面的示例。

具體實施方式

在本發(fā)明的一個實施例的攝像設(shè)備中，包括像素的第一攝像傳感器和包括焦點檢測用像素的第二攝像傳感器被配置成利用共用的成像光學(xué)系統(tǒng)來進行成像，并且來自第一攝像傳感器的像素的信號和來自第二攝像傳感器的像素的信號由圖像處理單元以彼此獨立的方式進行處理。這樣使得攝像設(shè)備能夠通過例如以下操作來與拍攝并行地進行af操作：將多個攝像傳感器以具有相同的攝像面倍率的狀態(tài)連同光束分割單元一起配置，以彼此獨立的方式利用這些攝像傳感器的其中一個拍攝靜止圖像并且利用這些攝像傳感器中的另一個拍攝運動圖像，并且利用來自用于輸出運動圖像的攝像傳感器的輸出來進行焦點檢測。因此，該攝像設(shè)備能夠在運動圖像的拍攝期間進行自動調(diào)焦、并且能夠在無需停止運動圖像拍攝的情況下拍攝靜止圖像。

以下參考附圖來詳細說明本發(fā)明的各實施例。

第一實施例

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。參考圖1來說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作。圖1的攝像設(shè)備具有以下結(jié)構(gòu)。第一攝像傳感器100將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號。攝像傳感器100主要用于拍攝靜止圖像。模擬前端(以下縮寫為afe)101以通過增益調(diào)整或利用預(yù)定量化位所確定的方式來對從攝像傳感器100輸出的模擬圖像信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。時序發(fā)生器(以下縮寫為tg)102控制攝像傳感器100和afe101的驅(qū)動定時。第二攝像傳感器103將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號。攝像傳感器103主要用于拍攝運動圖像。afe104以通過增益調(diào)整或利用預(yù)定量化位所確定的方式來對從攝像傳感器103輸出的模擬圖像信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。tg105控制攝像傳感器103和afe104的驅(qū)動定時。盡管本實施例使用與第一攝像傳感器100相關(guān)聯(lián)的afe101和tg102以及與第二攝像傳感器103相關(guān)聯(lián)的afe104和tg105，但作為代替可以采用afe和tg內(nèi)置于各攝像傳感器的結(jié)構(gòu)。

隨機存取存儲器(ram)118具有圖像數(shù)據(jù)存儲單元和工作存儲器的雙重功能，其中該圖像數(shù)據(jù)存儲單元存儲利用afe101或afe104通過數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換得到的圖像數(shù)據(jù)和后面所述的圖像處理單元120或121處理后的圖像數(shù)據(jù)，以及該工作存儲器是在后面所述的中央處理單元(cpu)124工作的情況下使用的。這些功能盡管在本實施例中經(jīng)由ram118來實現(xiàn)，但也可以經(jīng)由其它存儲器來實現(xiàn)，只要該存儲器的存取速度足夠高但不會造成問題即可。只讀存儲器(rom)119存儲cpu124工作的情況下使用的程序。本實施例中的rom119是閃速rom，這僅是示例?？梢圆捎闷渌鎯ζ髯鳛閞om119，只要該存儲器的存取速度足夠高但不會造成問題即可。cpu124對攝像設(shè)備執(zhí)行整體控制。圖像處理單元120對后面所述的所拍攝靜止圖像進行諸如校正和壓縮等的處理。圖像處理單元121對后面所述的所拍攝運動圖像進行諸如校正和壓縮等的處理。圖像處理單元121還具有對后面所述的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)相加的功能。這樣，利用圖像處理單元對來自第一攝像傳感器的像素的信號和來自第二攝像傳感器的像素的信號以彼此獨立的方式進行處理以生成圖像。

af計算單元122基于從第二攝像傳感器103輸出的像素信號來進行焦點檢測?？刹鹦兜拈W速存儲器123記錄靜止圖像數(shù)據(jù)和運動圖像數(shù)據(jù)。在本實施例中，作為閃速存儲器的記錄介質(zhì)可以是諸如非易失性存儲器和硬盤等的其它數(shù)據(jù)可寫入介質(zhì)。這些記錄介質(zhì)還可以采用內(nèi)置形式。操作單元116向cpu124發(fā)出拍攝命令并且設(shè)置拍攝條件或其它條件。顯示單元117顯示所拍攝到的靜止圖像和運動圖像以及菜單等。

配置在攝像光學(xué)系統(tǒng)(共用光學(xué)系統(tǒng))前端的第一透鏡單元111是以使得第一透鏡單元111能夠在光軸方向上前后移動的方式所保持的。光圈110通過調(diào)節(jié)其開口的直徑來調(diào)節(jié)拍攝時的光量。第二透鏡單元109與光圈110一體地在光軸方向上前后移動，并且與第一透鏡單元111的前后移動連動地執(zhí)行變倍作用(變焦功能)。第三透鏡單元108在光軸方向上前后移動，由此進行焦點調(diào)節(jié)。半透半反鏡107將來自被攝體的入射光束分割成反射光和透過光。被半透半反鏡107反射的光入射到第二攝像傳感器103并且透過半透半反鏡107的光入射到第一攝像傳感器100。

焦平面快門106在拍攝靜止圖像時調(diào)節(jié)曝光秒時。盡管本實施例使用焦平面快門來調(diào)節(jié)攝像傳感器100的曝光秒時，但本發(fā)明不限于此。攝像傳感器100可以具有電子快門功能以利用控制脈沖調(diào)節(jié)曝光秒時。調(diào)焦驅(qū)動電路112是用于改變光學(xué)系統(tǒng)的焦點的位置的焦點改變單元。調(diào)焦驅(qū)動電路112通過基于af計算單元122的焦點檢測結(jié)果對調(diào)焦致動器114進行驅(qū)動控制、并且在光軸方向上前后驅(qū)動第三透鏡單元108，來進行焦點調(diào)節(jié)。光圈驅(qū)動電路113對光圈致動器115進行驅(qū)動控制以控制光圈110的開口。

圖2是示出第一攝像傳感器100、第二攝像傳感器103和半透半反鏡107的位置的圖。如上所述，半透半反鏡107配置在使半透半反鏡107所反射的光入射到攝像傳感器103并且使透過半透半反鏡107的光入射到攝像傳感器100的位置和角度處。換句話說，入射到第一攝像傳感器100的光是透過光束分割單元的光，并且入射到第二攝像傳感器103的光是光束分割單元所反射的光。從半透半反鏡107的中心到攝像傳感器100的距離a等于從半透半反鏡107的中心到攝像傳感器103的距離b。作為等倍率的被攝體圖像的一次成像圖像由此入射到第一攝像傳感器100和第二攝像傳感器103。該結(jié)構(gòu)確保了即使在通過使用第二攝像傳感器103的圖像信號來進行af操作的情況下、形成在第一攝像傳感器100上的圖像也聚焦。

接著說明第一攝像傳感器100。圖3示出攝像傳感器100的結(jié)構(gòu)。圖3中的攝像傳感器包括：像素陣列100a；垂直選擇電路100d，用于選擇像素陣列100a中的行；以及水平選擇電路100c，用于選擇像素陣列100a中的列。該攝像傳感器還包括讀出電路100b，其中該讀出電路100b用于讀取像素陣列100a的像素中的、利用垂直選擇電路100d和水平選擇電路100c所選擇的像素的信號。垂直選擇電路100d選擇像素陣列100a的行，并且在該選擇行中，使基于從cpu124輸出的水平同步信號而從tg102輸出的讀出脈沖有效。讀出電路100b包括針對各列的放大器和存儲器，并且將選擇行的像素信號經(jīng)由放大器存儲在存儲器中。利用水平選擇電路100c在列方向上逐一選擇存儲器中所存儲的一行的像素信號以經(jīng)由放大器100e輸出到外部。將該操作重復(fù)與行數(shù)一樣多的次數(shù)，直到將所有的像素信號輸出到外部為止。

圖4a示出像素陣列100a的結(jié)構(gòu)。第一攝像傳感器100的像素陣列100a由排列成二維陣列圖案的多個像素構(gòu)成，從而提供二維圖像。圖4a中的第一攝像傳感器100的像素陣列100a包括微透鏡100f和用于進行光電轉(zhuǎn)換的光電二極管(pd)100g。各像素針對一個pd100g具有一個微透鏡100f，其中微透鏡100f配置在pd100g的上方。如此構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在h1個像素并且在垂直方向上存在i1個像素。

第二攝像傳感器103的結(jié)構(gòu)和讀取操作與圖3所示的第一攝像傳感器100的結(jié)構(gòu)和讀取操作相同，并且省略了針對該結(jié)構(gòu)和讀取操作的說明。圖4b示出第二攝像傳感器103的像素陣列。圖4b中的第二攝像傳感器103的像素陣列包括微透鏡103f、pd103g和pd103h。各像素針對兩個pd具有一個微透鏡103f，其中微透鏡103f配置在這兩個pd的上方。換句話說，各焦點檢測用像素針對一個微透鏡具有多個光電轉(zhuǎn)換單元。在共用一個微透鏡103f的區(qū)域構(gòu)成一個像素的情況下，如此構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在h2個像素并且在垂直方向上存在i2個像素。通過上述的讀取操作將累積在pd103g中的信號和累積在pd103h中的信號單獨地輸出到外部。后面所述的結(jié)構(gòu)使具有相位差的單獨圖像入射到pd103g和pd103h。因此，這里將pd103g稱為a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元，而將pd103h稱為b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。第二攝像傳感器不限于本實施例中的針對一個微透鏡設(shè)置兩個pd的結(jié)構(gòu)。第二攝像傳感器可以采用針對一個微透鏡縱向地或橫向地設(shè)置多個pd的任何結(jié)構(gòu)。

接著說明第二攝像傳感器103的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元所輸出的圖像數(shù)據(jù)。圖5a和5b是示出攝像傳感器103中的焦點狀態(tài)和相位差之間的關(guān)系的圖。圖5a和5b示出像素陣列的截面103a、這里利用128表示的上述的微透鏡、這里利用129表示的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和這里利用130表示的b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。拍攝鏡頭125是將圖1的第一透鏡單元111、第二透鏡單元109和第三透鏡單元108的集合視為一個拍攝鏡頭的攝像光學(xué)系統(tǒng)。來自被攝體126的光以光軸127為中心穿過拍攝鏡頭125的各區(qū)域，并且在攝像傳感器上成像。這里，出射光瞳和拍攝鏡頭的中心、即重心彼此一致。

利用該結(jié)構(gòu)，從a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元觀看攝像光學(xué)系統(tǒng)和從b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元觀看攝像光學(xué)系統(tǒng)等同于將攝像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳相對于中心對稱地分割。換句話說，通過所謂的光瞳分割將來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束分割成兩個光束。這些分割光束(第一光束和第二光束)入射到作為用于分別接收光瞳分割所產(chǎn)生的光束的第一光電轉(zhuǎn)換單元和第二光電轉(zhuǎn)換單元的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。第一光束是通過在出射光瞳的第一區(qū)域中進行通過分割所產(chǎn)生的光束，并且第二光束是通過在出射光瞳的相對于第一區(qū)域偏移的第二區(qū)域中進行光瞳分割所產(chǎn)生的光束。這樣，將來自被攝體126上的特定點的光束分割成光束φla和光束φlb，其中光束φla穿過光瞳的與a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元相對應(yīng)的部分并且入射到a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元，以及光束φlb穿過光瞳的與b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元相對應(yīng)的部分并且入射到b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。

在攝像光學(xué)系統(tǒng)聚焦的情況下，如圖5a所示，從被攝體126上的同一點入射的這兩個光束穿過同一微透鏡并且到達攝像傳感器上的一個點。因此，利用a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元129所獲得的圖像信號和利用b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元130所獲得的圖像信號一致。另一方面，如圖5b所示，在攝像光學(xué)系統(tǒng)失焦了y的情況下，光束φla到達的點和光束φlb到達的點彼此偏移了在光束φla和φlb中所觀察到的向著微透鏡的入射角度的變化量。結(jié)果，在從a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元129獲得的圖像信號和從b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元130獲得的圖像信號之間產(chǎn)生相位差。具有相位差的兩個被攝體圖像(a圖像和b圖像)分別由a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元129和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元130通過光電轉(zhuǎn)換進行轉(zhuǎn)換，單獨輸出到外部，并且用于進行后面所述的af操作。

用于拍攝靜止圖像的第一攝像傳感器100的像素計數(shù)h1*i1高于用于拍攝運動圖像的第二攝像傳感器103的像素計數(shù)h2*i2。換句話說，第二攝像傳感器的像素計數(shù)低于第一攝像傳感器的像素計數(shù)。與攝像傳感器100相比像素計數(shù)較低的攝像傳感器103在pd的平面尺寸方面較大，因此在感光度方面較高。因此，利用半透半反鏡107以透過光和反射光的比率為m:n的方式對光束進行分割，并且入射到感光度較高的攝像傳感器103的反射光的比例n小于m。換句話說，入射到第二攝像傳感器的分割光束的強度低于入射到第一攝像傳感器的分割光束的強度。

接著參考圖6的流程圖來說明本實施例中的攝像設(shè)備的操作。首先，在步驟s101中，攝像設(shè)備待機，直到按下操作單元116中所包括的運動圖像拍攝開關(guān)為止。在按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，在步驟s102中開始運動圖像的拍攝。在運動圖像的拍攝開始時，接通第二攝像傳感器103、afe104和tg105的電源并且cpu124設(shè)置運動圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，tg105基于從cpu124輸出的同步信號將讀出脈沖輸出至攝像傳感器103，并且攝像傳感器103開始進行按預(yù)定幀頻的讀取操作。本實施例使用利用切分卷簾操作(slitrollingoperation)的電子快門功能來進行累積并讀取運動圖像的電荷的操作，但本發(fā)明不限于此。攝像傳感器103輸出a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)，其中利用cpu124將這兩個數(shù)據(jù)傳送至ram118，然后傳送至圖像處理單元121。在圖像處理單元121中，針對各像素，將處于同一微透鏡下方的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)相加。這樣創(chuàng)建了運動圖像的幀。之后，對運動圖像進行校正處理和壓縮等，然后將該運動圖像顯示在顯示單元117上(實時取景)。在拍攝之前通過使用顯示單元117上所顯示的菜單和操作單元116已經(jīng)選擇了記錄運動圖像的情況下，將運動圖像順次記錄在閃速存儲器123中。

在步驟s103中，判斷是否再次按下了運動圖像拍攝開關(guān)。在沒有按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，繼續(xù)運動圖像的拍攝并且執(zhí)行步驟s104。在按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，結(jié)束運動圖像的拍攝。

在作為步驟s104的下一步驟中，判斷是否按下了操作單元116中所包括的af開關(guān)。在按下了af開關(guān)的情況下，在步驟s105中進行af計算。在步驟s105中，cpu124將基于存儲在ram118中的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與a圖像相對應(yīng)的a圖像數(shù)據(jù)和基于存儲在ram118中的b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與b圖像相對應(yīng)的b圖像數(shù)據(jù)傳送至af計算單元122。

圖7a示出光學(xué)系統(tǒng)處于聚焦的圖5a中的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)。橫軸表示像素位置并且縱軸表示輸出。在光學(xué)系統(tǒng)聚焦的情況下，a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)一致。圖7b示出光學(xué)系統(tǒng)失焦的圖5b中的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)。在這種情況下，a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)由于上述情形而具有相位差，并且a圖像數(shù)據(jù)的像素位置和b圖像數(shù)據(jù)的像素位置彼此偏移了偏移量x。作為焦點檢測單元的af計算單元122計算針對運動圖像的各幀的偏移量x，由此計算失焦量、即圖5b中的y值。換句話說，焦點檢測單元利用第二攝像傳感器的焦點檢測用像素的輸出，通過相位差檢測方法來進行焦點檢測。af計算單元122將所計算出的y值傳送至調(diào)焦驅(qū)動電路112。

在步驟s106中，調(diào)焦驅(qū)動電路112基于從af計算單元122所獲得的y值來計算要使第三透鏡單元108移動多遠，并且將驅(qū)動命令輸出至調(diào)焦致動器114。利用調(diào)焦致動器114使第三透鏡單元108移動至攝像傳感器103聚焦的點。由于此時攝像面倍率相同的一次成像圖像入射到第一攝像傳感器100和第二攝像傳感器103、并且景深等也相同，因此在攝像傳感器103聚焦的情況下，攝像傳感器100也處于聚焦。

接著，在步驟s107中判斷是否按下了操作單元116中所包括的靜止圖像拍攝開關(guān)。在按下了靜止圖像拍攝開關(guān)的情況下，在步驟s108中拍攝靜止圖像。在靜止圖像的拍攝開始時，接通第一攝像傳感器100、afe101和tg102的電源，并且cpu124設(shè)置靜止圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，cpu124使焦平面快門106工作以對攝像傳感器100進行曝光操作。之后，tg102基于從cpu124輸出的同步信號來將讀出脈沖輸出至攝像傳感器100，并且攝像傳感器100開始讀出操作。從攝像傳感器100輸出的圖像數(shù)據(jù)由afe101轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，然后存儲在ram118中。cpu124將存儲在ram118中的圖像數(shù)據(jù)傳送至圖像處理單元120，其中在該圖像處理單元120中，對該圖像數(shù)據(jù)進行校正處理和壓縮等。隨后將該圖像數(shù)據(jù)記錄在閃速存儲器123中。然后，該處理返回至步驟s103以重復(fù)步驟s103～s108的操作。

在步驟s104中發(fā)現(xiàn)沒有按下af開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s107以判斷是否按下了靜止圖像拍攝開關(guān)。這同樣適用于通過使用顯示單元117和操作單元116經(jīng)由所顯示的菜單將af操作設(shè)置為“off(關(guān)閉)”的情況。

上述操作使得攝像設(shè)備能夠通過在拍攝運動圖像(實時取景或運動圖像記錄)的同時進行相位差af操作來使入射到攝像傳感器103或攝像傳感器100的圖像聚焦，并且同時拍攝靜止圖像。

在本實施例中，第二攝像傳感器103的所有像素能夠進行測距并且用于進行相位差af。然而，第二攝像傳感器不限于該結(jié)構(gòu)。能夠進行測距的像素可以離散地配置，并且可以使用來自這些像素的信號來進行相位差af。這種情況下的能夠進行測距的像素可以在微透鏡下方具有一個pd，并且可以通過遮光層對pd的左或右或者上或下遮光來進行光瞳分割。換句話說，第二攝像傳感器僅需具有焦點檢測用像素，其中各焦點檢測用像素包括：第一光電轉(zhuǎn)換單元，用于接收通過在出射光瞳的第一區(qū)域中進行光瞳分割所產(chǎn)生的光束；以及/或者第二光電轉(zhuǎn)換單元，用于接收通過在出射光瞳的相對于第一區(qū)域偏移的第二區(qū)域中進行光瞳分割所產(chǎn)生的光束。攝像傳感器可以包括圖像用像素和焦點檢測用像素。

盡管在本實施例中第二攝像傳感器103包括能夠進行測距并且用于進行相位差af的像素，但本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)。第二攝像傳感器103可以具有與在一個微透鏡下方設(shè)置一個pd的第一攝像傳感器100相同的像素結(jié)構(gòu)，以采用通過檢測所讀取的運動圖像中的對比度來進行af操作的對比度af。換句話說，焦點檢測單元還可以利用根據(jù)第二攝像傳感器的像素輸出檢測對比度的對比度檢測方法來檢測焦點。當(dāng)然，在如本實施例那樣在一個微透鏡下方設(shè)置兩個以上pd的情況下，也可執(zhí)行利用對比度檢測方法的焦點檢測。

另外，本發(fā)明不限于本實施例中的通過在圖像處理單元中將攝像傳感器103的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)相加來生成運動圖像的運動圖像生成。在a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)的每一個并非必須的情況下，例如在不進行或部分地進行焦點檢測時，可以在輸出之前針對一部分或全部像素在攝像傳感器內(nèi)將a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)相加。本發(fā)明也不限于本實施例所述的在運動圖像的拍攝期間拍攝靜止圖像的操作模式。攝像設(shè)備還能夠在沒有拍攝運動圖像時拍攝靜止圖像。

第二實施例

現(xiàn)在，參考圖8來說明根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作。圖8的攝像設(shè)備具有以下結(jié)構(gòu)。第一攝像傳感器200將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號。攝像傳感器200主要用于拍攝靜止圖像。afe201以通過增益調(diào)整或利用預(yù)定量化位所確定的方式來對從攝像傳感器200輸出的模擬圖像信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。tg202控制攝像傳感器200和afe201的驅(qū)動定時。

第二攝像傳感器203將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號。攝像傳感器203主要用于拍攝運動圖像。afe204以通過增益調(diào)整或利用預(yù)定量化位所確定的方式來對從攝像傳感器203輸出的模擬圖像信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。tg205控制攝像傳感器203和afe204的驅(qū)動定時。盡管本實施例也使用與第一攝像傳感器200相關(guān)聯(lián)的afe201和tg202以及與第二攝像傳感器203相關(guān)聯(lián)的afe204和tg205，但作為代替可以采用afe和tg內(nèi)置于各攝像傳感器的結(jié)構(gòu)。

組件206～224分別與第一實施例的組件106～124相對應(yīng)。不同之處在于：使用于將來自被攝體的入射光束分割成反射光和透過光的半透半反鏡207所反射的光入射到第一攝像傳感器200，而透過半透半反鏡207的光入射到第二攝像傳感器203。

圖9是示出第一攝像傳感器200、第二攝像傳感器203和半透半反鏡207的位置的圖。透過半透半反鏡的圖像由于該半透半反鏡的光學(xué)像差而趨于不清晰。如后面所述，要求利用與攝像傳感器203相比像素計數(shù)較高的攝像傳感器200所拍攝的靜止圖像是更加清晰的圖像。因此，在本實施例中，半透半反鏡207配置在如上所述使半透半反鏡207所反射的光入射到攝像傳感器200并且使透過半透半反鏡207的光入射到攝像傳感器203的位置和角度處。從半透半反鏡207的中心到攝像傳感器200的距離c等于從半透半反鏡207的中心到攝像傳感器203的距離d。由此，作為等倍率的被攝體圖像的一次成像圖像入射到第一攝像傳感器200和第二攝像傳感器203。該結(jié)構(gòu)確保了即使在通過使用后面所述的第二攝像傳感器203的圖像信號進行af操作的情況下、形成在第一攝像傳感器200上的圖像也聚焦。

第一攝像傳感器200和第二攝像傳感器203的結(jié)構(gòu)和功能與第一實施例所述的結(jié)構(gòu)和功能相同，因此省略了針對這些結(jié)構(gòu)和功能的說明。在本實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)中，在攝像傳感器200用于拍攝靜止圖像并且攝像傳感器203用于拍攝運動圖像的情況下，攝像傳感器200的像素計數(shù)h1*i1高于攝像傳感器203的像素計數(shù)h2*i2。與攝像傳感器200相比像素計數(shù)較少的攝像傳感器203在pd的平面尺寸方面較大，因此在感光度方面較高。利用半透半反鏡207以透過光和反射光的比率為m:n的方式對光束進行分割，并且入射到感光度較高的攝像傳感器203的透過光的比例m小于n。

接著，參考圖10的流程圖來說明本實施例中的攝像設(shè)備的操作。首先，在步驟s201中，攝像設(shè)備待機，直到按下操作單元216中所包括的運動圖像拍攝開關(guān)為止。在按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，在步驟s202中開始運動圖像的拍攝。在運動圖像的拍攝開始時，接通攝像傳感器203、afe204和tg205的電源，并且cpu224設(shè)置運動圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，tg205基于從cpu224輸出的同步信號將讀出脈沖輸出至攝像傳感器203，并且攝像傳感器203開始進行按預(yù)定幀頻的讀取操作。此外，本實施例也使用利用切分卷簾操作的電子快門功能來進行累積并讀取運動圖像的電荷的操作。然而，本發(fā)明不限于此。

攝像傳感器203輸出a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)，其中利用cpu224將這兩個數(shù)據(jù)傳送至ram218，然后傳送至圖像處理單元221。在圖像處理單元221中，針對各像素，將處于同一微透鏡下方的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)相加。這樣創(chuàng)建了運動圖像的幀。之后，對運動圖像進行校正處理和壓縮等，然后將該運動圖像顯示在顯示單元217上(實時取景)。在拍攝之前、通過使用顯示單元217上所顯示的菜單和操作單元216選擇了記錄運動圖像的情況下，將運動圖像順次記錄在閃速存儲器223中。

在步驟s203中，判斷是否再次按下了運動圖像拍攝開關(guān)。在沒有按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，繼續(xù)運動圖像的拍攝并且執(zhí)行步驟s204。在按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下結(jié)束運動圖像的拍攝。在步驟s204中，進行af計算。cpu224將基于存儲在ram218中的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與a圖像相對應(yīng)的a圖像數(shù)據(jù)和基于存儲在ram218中的b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與b圖像相對應(yīng)的b圖像數(shù)據(jù)傳送至af計算單元222。圖7a示出光學(xué)系統(tǒng)聚焦的圖5a中的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)。橫軸表示像素位置并且縱軸表示輸出。在光學(xué)系統(tǒng)聚焦的情況下，a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)一致。圖7b示出光學(xué)系統(tǒng)失焦的圖5b中的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)。在這種情況下，a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)由于上述情形而具有相位差，并且a圖像數(shù)據(jù)的像素位置和b圖像數(shù)據(jù)的像素位置彼此偏移了偏移量x。af計算單元222計算針對運動圖像的各幀的偏移量x，由此計算失焦量、即圖5b中的y值。af計算單元222將所計算出的y值傳送至調(diào)焦驅(qū)動電路212。在步驟s205中，調(diào)焦驅(qū)動電路212基于從af計算單元222所獲得的y值來計算要使第三透鏡單元208移動多遠，并且將驅(qū)動命令輸出至調(diào)焦致動器214。利用調(diào)焦致動器214使第三透鏡單元208移動至攝像傳感器203處于聚焦的點。由于此時攝像面倍率相同的一次成像圖像入射到攝像傳感器200和攝像傳感器203、并且景深等也相同，因此在攝像傳感器203聚焦的情況下，攝像傳感器200也聚焦。

接著，在步驟s206中判斷是否按下了操作單元216中所包括的靜止圖像拍攝開關(guān)。在按下了靜止圖像拍攝開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s207。在步驟s207中，判斷調(diào)焦驅(qū)動、即第三透鏡單元208的移動是否停止。在調(diào)焦驅(qū)動沒有停止的情況下，攝像設(shè)備等待，直到第三透鏡單元208停止為止。在調(diào)焦驅(qū)動停止的情況下，拍攝靜止圖像。在步驟s208中靜止圖像的拍攝開始的情況下，接通攝像傳感器200、afe201和tg202的電源，并且cpu224設(shè)置靜止圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，cpu224使焦平面快門206工作以對攝像傳感器200進行曝光操作。之后，tg202基于從cpu224輸出的同步信號來將讀出脈沖輸出至攝像傳感器200，并且攝像傳感器200開始讀取操作。從攝像傳感器200輸出的圖像數(shù)據(jù)由afe201轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，然后存儲在ram218中。cpu224將ram218中所存儲的圖像數(shù)據(jù)傳送至圖像處理單元220，其中在該圖像處理單元220中，對該圖像數(shù)據(jù)進行校正處理和壓縮等。隨后將該圖像數(shù)據(jù)記錄在閃速存儲器223中。然后，該處理返回至步驟s203以重復(fù)步驟s203～s208的操作。

在圖11中概述說明上述操作。在時刻t1和時刻t2之間，作為針對運動圖像的一幀的操作，輸出a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)。根據(jù)在時刻t1和時刻t2之間獲得的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)來進行上述的af計算，并且在時刻t2處執(zhí)行調(diào)焦驅(qū)動(第三透鏡單元208的移動)。調(diào)焦驅(qū)動在時刻t3處結(jié)束。在拍攝運動圖像的情況下，通過重復(fù)時刻t1～時刻t3的操作來始終進行af操作。在時刻t4處，按下靜止圖像拍攝開關(guān)，但由于在時刻t4處調(diào)焦驅(qū)動處于進行中，因此沒有開始靜止圖像的拍攝。在調(diào)焦驅(qū)動在時刻t5處結(jié)束之后，在時刻t6處輸出用于拍攝靜止圖像的同步信號，并且開始靜止圖像的拍攝。在時刻t7處，焦平面快門206的第一快門簾幕首先行進，之后焦平面快門206的第二快門簾幕行進，由此對攝像傳感器200進行曝光。然后，在時刻t8處從攝像傳感器200輸出圖像數(shù)據(jù)，并且在經(jīng)過了上述處理之后將該圖像數(shù)據(jù)作為靜止圖像記錄在閃速存儲器223中。利用在調(diào)焦驅(qū)動結(jié)束之后拍攝靜止圖像的該結(jié)構(gòu)，可以避免在調(diào)焦驅(qū)動的中途拍攝失焦圖像，并且可以獲得清晰的靜止圖像。

上述操作使得攝像設(shè)備能夠通過在拍攝運動圖像(實時取景或運動圖像記錄)的同時進行相位差af操作來使入射到攝像傳感器203或攝像傳感器200的圖像聚焦，并且同時拍攝靜止圖像。本實施例還可接受第一實施例所述那樣的修改。

第三實施例

以下參考圖12來說明根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作。圖12所示的本實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)與第一實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)相同，并且省略了針對該結(jié)構(gòu)的說明。這意味著組件300～324分別與第一實施例的組件100～124相對應(yīng)。攝像傳感器300、攝像傳感器303和半透半反鏡307的位置關(guān)系也與第一實施例中的攝像傳感器和半透半反鏡的位置關(guān)系相同。

說明本實施例的第一攝像傳感器300。攝像傳感器300的結(jié)構(gòu)與第一實施例的攝像傳感器100的結(jié)構(gòu)的不同之處在于像素陣列部。圖13a示出攝像傳感器300的像素陣列部。在圖13a中示出微透鏡300a、pd300c和pd300b。各像素針對一個微透鏡具有兩個pd，其中該微透鏡配置在這些pd上方。在共用一個微透鏡300a的區(qū)域構(gòu)成一個像素的情況下，如此構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在j1個像素并且在垂直方向上存在k1個像素。通過讀取操作將累積在pd300b中的信號和累積在pd300c中的信號單獨地輸出到外部。具有相位差的單獨圖像入射到pd300b和pd300c。因此，這里將pd300b稱為a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元，而將pd300c稱為b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。第一攝像傳感器不限于本實施例中的針對一個微透鏡設(shè)置兩個pd的結(jié)構(gòu)。第一攝像傳感器可以采用針對一個微透鏡縱向地或橫向地配置多個pd的任何結(jié)構(gòu)。如上所述，在本實施例中，第一攝像傳感器也具有焦點檢測用像素。

本實施例如下使用基于從攝像傳感器300輸出的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與a圖像相對應(yīng)的a圖像數(shù)據(jù)以及基于從攝像傳感器300輸出的b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與b圖像相對應(yīng)的b圖像數(shù)據(jù)。如第一實施例所述，在光學(xué)系統(tǒng)失焦的情況下，所獲得的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)具有與失焦量相對應(yīng)的相位差。圖15a和15b是通過拍攝同一被攝體所獲得的圖像。圖15a示出a圖像數(shù)據(jù)，并且圖15b示出b圖像數(shù)據(jù)。圖15a的數(shù)據(jù)和圖15b的數(shù)據(jù)是在人物聚焦而背景失焦(具有相位差)的情況下所獲得的數(shù)據(jù)。換句話說，a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)之間的相位差依賴于相對于被攝體的距離。因此，可以將a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)之間的相位差轉(zhuǎn)變?yōu)樗^的視差，并且可將通過使a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)單獨地入射到左眼和右眼所顯示的圖像識別為立體圖像。

本實施例的攝像設(shè)備具有3d靜止圖像拍攝模式，其中在該3d靜止圖像拍攝模式中，獨立地處理a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)并且以使得能夠?qū)圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)顯示為三維圖像的方式進行記錄。

接著說明第二攝像傳感器303。攝像傳感器303的結(jié)構(gòu)與第一實施例的第二攝像傳感器103的結(jié)構(gòu)相同。圖13b示出攝像傳感器303的像素陣列。在圖13b中示出微透鏡303a、pd303b和pd303c。各像素針對一個微透鏡具有兩個pd，其中該微透鏡配置在這些pd上方。在共用一個微透鏡303a的區(qū)域構(gòu)成一個像素的情況下，如此構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在j2個像素并且在垂直方向上存在k2個像素。通過讀取操作將累積在pd303b中的信號和累積在pd303c中的信號單獨地輸出到外部。具有相位差的單獨圖像入射到pd303b和pd303c。因此，這里將pd303b稱為a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元，而將pd303c稱為b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。第二攝像傳感器不限于本實施例中的針對一個微透鏡設(shè)置兩個pd的結(jié)構(gòu)。

接著參考圖14的流程圖來說明本實施例中的攝像設(shè)備的操作。圖14中的步驟s301～s307的操作與第一實施例所述的步驟s101～s107的操作相同，并且省略了針對該操作的說明。在步驟s308中，判斷3d靜止圖像拍攝模式是否為on(打開)。在拍攝之前、通過使用顯示單元317所顯示的菜單和操作單元316已使3d靜止圖像拍攝模式變?yōu)閛n的情況下，在步驟s309中拍攝3d靜止圖像。在3d靜止圖像的拍攝開始時，接通攝像傳感器300、afe301和tg302的電源，并且cpu324設(shè)置靜止圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，cpu324使焦平面快門306工作以對攝像傳感器300進行曝光操作。之后，tg302基于從cpu324輸出的同步信號來將讀出脈沖輸出至攝像傳感器300，并且攝像傳感器300開始讀取操作。

通過讀取操作，攝像傳感器300輸出a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)，其中利用afe301將這兩個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，然后單獨地存儲在ram318中。cpu324將ram318中所存儲的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)傳送至圖像處理單元320，其中在該圖像處理單元320中，對這些圖像數(shù)據(jù)進行校正處理和壓縮等。隨后將a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)以各自的預(yù)定格式記錄在閃速存儲器323中。

在步驟s308中發(fā)現(xiàn)3d靜止圖像拍攝模式為off的情況下，在步驟s310中拍攝正常靜止圖像。在正常靜止圖像的拍攝開始時，接通攝像傳感器300、afe301和tg302的電源，并且cpu324設(shè)置靜止圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，cpu324使焦平面快門306工作以對攝像傳感器300進行曝光操作。之后，tg302基于從cpu324輸出的同步信號來將讀出脈沖輸出至攝像傳感器300，并且攝像傳感器300開始讀取操作。通過該讀取操作，攝像傳感器300輸出a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)，其中利用afe301將這兩個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，然后單獨地存儲在ram318中。cpu324將ram318中所存儲的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)傳送至圖像處理單元320。在圖像處理單元320中，針對各像素，將處于同一微透鏡下方的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)相加。這樣生成了正常靜止圖像。之后，對正常靜止圖像進行校正處理和壓縮等，然后記錄在閃速存儲器323中。然后，該處理返回至步驟s303以重復(fù)步驟s303～s310的操作。

上述操作使得攝像設(shè)備能夠通過在拍攝運動圖像(實時取景或運動圖像記錄)的同時進行相位差af操作來使入射到攝像傳感器303或攝像傳感器300的圖像聚焦，并且同時拍攝可以三維顯示的靜止圖像。

本實施例使用攝像傳感器303來拍攝運動圖像并且使用攝像傳感器300來拍攝3d靜止圖像，但本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)?？梢允褂脭z像傳感器300來拍攝可以三維顯示的運動圖像。攝像設(shè)備還可以使用來自攝像傳感器300和攝像傳感器303的像素信號這兩者來進行af操作。例如，攝像傳感器300可以在各像素中具有橫向排列的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元，而攝像傳感器303在像素中具有縱向排列的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元，由此在攝像傳感器300和攝像傳感器303中分別檢測到橫方向上的相位差和縱方向上的相位差。另外，本實施例還可接受第一實施例所述那樣的修改。

第四實施例

圖16是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的攝像設(shè)備1001的結(jié)構(gòu)示例的圖。攝像設(shè)備1001包括攝像光學(xué)系統(tǒng)(成像光學(xué)系統(tǒng))和多個攝像傳感器10100和10103。配置在攝像光學(xué)系統(tǒng)的前端(被攝體側(cè))的第一透鏡單元10111由鏡筒以使第一透鏡單元10111能夠在光軸方向上前后移動的方式進行支持。光圈10110通過調(diào)節(jié)其開口的直徑來調(diào)節(jié)拍攝時的光量。第二透鏡單元10109與光圈10110一體地在光軸方向上前后移動。第二透鏡單元10109與第一透鏡單元10111的前后移動連動地執(zhí)行變倍作用(變焦功能)。第三透鏡單元10108是在光軸方向上前后移動的調(diào)焦透鏡單元，由此進行焦點調(diào)節(jié)。

如圖17所示，半透半反鏡10107是將來自被攝體的入射光束分割成反射光和透過光的光束分割單元。透過半透半反鏡10107的光入射到作為第一攝像傳感器的攝像傳感器10100，并且被半透半反鏡10107反射的光束入射到作為第二攝像傳感器的攝像傳感器10103。焦平面快門10106在拍攝靜止圖像時調(diào)節(jié)曝光秒時。盡管本實施例使用焦平面快門10106調(diào)節(jié)第一攝像傳感器10100的曝光秒時，但本發(fā)明不限于此。第一攝像傳感器10100可以具有電子快門功能以利用控制脈沖調(diào)節(jié)曝光秒時。

將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號的第一攝像傳感器10100主要用于拍攝靜止圖像。第一afe10101以通過增益調(diào)整或利用預(yù)定量化位所確定的方式來對從第一攝像傳感器10100輸出的模擬圖像信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。第一tg10102控制第一攝像傳感器10100和第一afe10101的驅(qū)動定時。

將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號的第二攝像傳感器10103主要用于拍攝運動圖像。第二afe10104以通過增益調(diào)整或利用預(yù)定量化位所確定的方式來對從第二攝像傳感器10103輸出的模擬圖像信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。第二tg10105控制第二攝像傳感器10103和第二afe10104的驅(qū)動定時。將第一afe10101所輸出的圖像數(shù)據(jù)和第二afe10104所輸出的圖像數(shù)據(jù)傳送至cpu10124。第一tg10102和第二tg10105根據(jù)來自cpu10124的控制信號生成驅(qū)動信號，并且將這些驅(qū)動信號分別輸出至第一攝像傳感器10100和第二攝像傳感器10103。盡管本實施例使用與第一攝像傳感器10100相關(guān)聯(lián)的第一afe10101和第一tg10102以及與第二攝像傳感器10103相關(guān)聯(lián)的第二afe10104和第二tg10105，但作為代替可以采用afe和tb內(nèi)置于各攝像傳感器的結(jié)構(gòu)。

cpu10124對攝像設(shè)備執(zhí)行整體控制。cpu10124控制調(diào)焦驅(qū)動電路10112和光圈驅(qū)動電路10113。例如，cpu10124基于af計算單元10122所進行的焦點檢測的結(jié)果(檢測信息)來經(jīng)由調(diào)焦驅(qū)動電路10112對調(diào)焦致動器10114進行驅(qū)動控制。這使得第三透鏡單元10108在光軸方向上前后移動作為焦點調(diào)節(jié)操作。cpu10124還經(jīng)由光圈驅(qū)動電路10113對光圈致動器10115進行驅(qū)動控制，由此控制光圈10110的開口直徑。

組件10116～10123連接至cpu10124。用戶在向cpu10124發(fā)出拍攝指示和設(shè)置拍攝條件或其它條件的情況下對操作單元10116進行操作。顯示單元10117顯示所拍攝到的靜止圖像和運動圖像、以及菜單等。顯示單元10117包含照相機主體的背面處的薄膜晶體管(tft)液晶顯示器和取景器等。ram10118存儲利用第一afe10101經(jīng)由數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換得到的圖像數(shù)據(jù)、利用第二afe10104經(jīng)由數(shù)字轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換得到的圖像數(shù)據(jù)和利用第一圖像處理單元10120處理后的數(shù)據(jù)。ram10118還具有用于存儲利用第二圖像處理單元10121處理后的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)存儲單元和cpu10124所用的工作存儲器的雙重功能。這些功能盡管在本實施例中經(jīng)由ram10118來實現(xiàn)，但也可以經(jīng)由其它存儲器來實現(xiàn)，只要該存儲器的存取速度足夠高即可。rom10119存儲cpu10124所解釋和執(zhí)行的程序。作為rom10119，使用諸如閃速rom等的存儲器裝置。

第一圖像處理單元10120對所拍攝的靜止圖像進行諸如校正和壓縮等的處理。第二圖像處理單元10121對所拍攝的運動圖像進行諸如校正和壓縮等的處理。第二圖像處理單元10121還具有將后面所述的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)相加的功能。af計算單元10122基于從第一攝像傳感器10100輸出的像素信號進行焦點檢測。閃速存儲器10123是用于記錄靜止圖像數(shù)據(jù)和運動圖像數(shù)據(jù)的可拆卸的存儲器裝置。在本實施例中，作為閃速存儲器的記錄介質(zhì)可以是諸如非易失性存儲器和硬盤等的其它數(shù)據(jù)可寫入介質(zhì)。這些記錄介質(zhì)還可以采用記錄介質(zhì)容納在殼體內(nèi)的內(nèi)置形式。

圖17是示出第一攝像傳感器10100、第二攝像傳感器10103和半透半反鏡10107之間的位置關(guān)系的示意圖。被半透半反鏡10107反射的光入射到第二攝像傳感器10103，并且透過半透半反鏡10107的光入射到第一攝像傳感器10100。從半透半反鏡10107的中心到第一攝像傳感器10100的距離e等于從半透半反鏡10107的中心到第二攝像傳感器10103的距離f(e＝f)。換句話說，作為等倍率的被攝體圖像的一次成像圖像的光束由此入射到第一攝像傳感器10100和第二攝像傳感器10103。這樣確保了即使在通過使用第一攝像傳感器10100所輸出的圖像信號來控制af的情況下、形成在第二攝像傳感器10103上的被攝體圖像也聚焦。

圖18示出第一攝像傳感器10100的結(jié)構(gòu)。第一攝像傳感器10100包括：像素陣列10100a；垂直選擇電路10100d，用于選擇像素陣列10100a中的行；以及水平選擇電路10100c，用于選擇像素陣列10100a中的列。讀出電路10100b讀取像素陣列10100a的像素中的利用垂直選擇電路10100d和水平選擇電路10100c所選擇的像素的信號。

垂直選擇電路10100d選擇像素陣列10100a的行，并且在該選擇行中，使基于從cpu10124輸出的水平同步信號而從第一tg10102輸出的讀出脈沖有效。讀出電路10100b包括針對各列的放大器和存儲器，并且將選擇行的像素信號經(jīng)由放大器存儲在存儲器中。利用水平選擇電路10100c在列方向上逐一選擇存儲器中所存儲的一行像素信號，以經(jīng)由輸出放大器10100e輸出到外部。將該操作重復(fù)與行數(shù)一樣多的次數(shù)，直到將所有的像素信號輸出到外部為止。第二攝像傳感器10103具有相同的結(jié)構(gòu)，因此省略了針對該結(jié)構(gòu)的詳細說明。

圖19a和19b各自示出像素陣列的結(jié)構(gòu)示例。該像素陣列由配置成二維陣列圖案的多個像素部構(gòu)成從而輸出二維圖像數(shù)據(jù)。圖19a是能夠進行相位差檢測的像素陣列結(jié)構(gòu)的例示，并且圖19b是不能進行相位差檢測的像素陣列結(jié)構(gòu)的例示。在本實施例中，第一攝像傳感器10100的像素陣列具有圖19a的結(jié)構(gòu)，并且第二攝像傳感器10103的像素陣列具有圖19b的結(jié)構(gòu)。

針對在圖19a中利用圓形框表示的各微透鏡10100f，設(shè)置各自利用矩形框表示的多個pd(這里為pd10100g和pd10100h)。pd10100g和pd10100h構(gòu)成多個光電轉(zhuǎn)換單元。換句話說，針對構(gòu)成一個像素部的每兩個pd，在被攝體側(cè)配置一個微透鏡。在共用一個微透鏡10100f的區(qū)域構(gòu)成一個像素的情況下，如此構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在l1個像素并且在垂直方向上存在m1個像素。通過讀取操作將累積在pd10100g中的信號和累積在pd10100h中的信號單獨地輸出到外部。如后面所述，具有相位差的不同圖像的光束單獨地入射到pd10100g和pd10100h。在下文，將pd10100g稱為a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元并且將pd10100h稱為b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。盡管本實施例示出針對一個微透鏡設(shè)置兩個pd的結(jié)構(gòu)示例，但也可以針對一個微透鏡設(shè)置三個以上的pd(例如，四個pd或九個pd)。簡言之，本發(fā)明還可應(yīng)用于針對一個微透鏡縱向地或橫向地設(shè)置多個pd的結(jié)構(gòu)。

在圖19b的結(jié)構(gòu)中，針對各微透鏡10103f，僅設(shè)置一個pd10103g。換句話說，針對利用正方形框表示的一個pd，在被攝體側(cè)設(shè)置一個微透鏡。所構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在l2個像素并且在垂直方向上存在m2個像素。第一攝像傳感器10100用于拍攝靜止圖像并且第二攝像傳感器10103用于拍攝運動圖像。因此，第一攝像傳感器10100的像素計數(shù)(l1*m1)高于第二攝像傳感器10103的像素計數(shù)(l2*m2)。與第一攝像傳感器10100相比像素計數(shù)較少的第二攝像傳感器10103在各pd的平面尺寸方面較大，因此在感光度方面較高。利用半透半反鏡10107以透過光和反射光的比率為m:n的方式對光束進行分割。將比例設(shè)置為“n<m”，并且入射到感光度較高的第二攝像傳感器10103的光的比例小于入射到第一攝像傳感器10100的光的比例。

接著說明在具有圖19a的像素陣列結(jié)構(gòu)的第一攝像傳感器10100中從a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元所輸出的圖像數(shù)據(jù)和從b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元所輸出的圖像數(shù)據(jù)。圖20a和20b是示出第一攝像傳感器10100中的焦點狀態(tài)和相位差之間的關(guān)系的示意圖。圖20a和20b示出針對一個微透鏡10128設(shè)置a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10129和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10130的像素陣列的截面10100a。拍攝鏡頭10125是將圖16的第一透鏡單元10111、第二透鏡單元10109和第三透鏡單元10108的集合視為一個鏡頭的攝像光學(xué)系統(tǒng)。來自被攝體10126的光以光軸10127為中心穿過拍攝鏡頭10125的各區(qū)域，并且在攝像傳感器上進行成像。這里，出射光瞳和拍攝鏡頭的中心彼此一致。來自不同方向的光束穿過拍攝鏡頭10125的不同區(qū)域。因此，利用該結(jié)構(gòu)，從a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元觀看攝像光學(xué)系統(tǒng)和從b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元觀看攝像光學(xué)系統(tǒng)等同于對攝像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳進行對稱分割。換句話說，通過所謂的光瞳分割將來自攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束分割成兩個光束。這些分割光束(第一光束φla和第二光束φlb)分別入射到a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元。

來自被攝體10126上的特定點的第一光束是光束φla，其中該光束φla穿過光瞳的與a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10129相對應(yīng)的部分并且入射到a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10129。來自被攝體10126上的特定點的第二光束是光束φlb，其中該光束φlb穿過光瞳的與b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10130相對應(yīng)的部分并且入射到b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10130。通過光瞳分割所產(chǎn)生的這兩個光束從被攝體10126上的同一點經(jīng)由攝像光學(xué)系統(tǒng)入射。因此，在被攝體10126聚焦的情況下，如圖20a所示，光束φla和φlb穿過同一微透鏡并且到達攝像傳感器上的一個點。因此，利用a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10129所獲得的圖像信號的相位和利用b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10130所獲得的圖像信號的相位一致。

另一方面，如圖20b所示，在被攝體在光軸方向上失焦了距離y的情況下，光束φla到達的點和光束φlb到達的點彼此偏移了光束φla和φlb中所觀察到的向著微透鏡的入射角度的變化量。結(jié)果在從a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10129獲得的圖像信號和從b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10130獲得的圖像信號之間產(chǎn)生相位差。利用pd通過光電轉(zhuǎn)換來分別對a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10129和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元10130所檢測到的并且具有相位差的兩個被攝體圖像(a圖像和b圖像)進行轉(zhuǎn)換。將通過光電轉(zhuǎn)換進行轉(zhuǎn)換得到的a圖像信號和b圖像信號單獨地輸出到外部，并且用于進行后面所述的af操作。

接著參考圖21的流程圖來說明本實施例中的攝像設(shè)備的操作。cpu10124通過從存儲器中讀取程序并執(zhí)行該程序來實現(xiàn)以下處理。首先，在步驟s10101中，攝像設(shè)備待機，直到按下操作單元10116中所包括的運動圖像拍攝開關(guān)為止。在通過用戶的操作按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，在步驟s10102中，cpu10124開始運動圖像的拍攝。接通第二攝像傳感器10103、第二afe10104和第二tg10105的電源，并且cpu10124設(shè)置運動圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，第二tg10105基于從cpu10124輸出的同步信號來將讀出脈沖輸出至第二攝像傳感器10103，并且第二攝像傳感器10103開始進行按預(yù)定幀頻的讀取操作。本實施例使用利用切分卷簾操作的電子快門功能來進行累積并讀取運動圖像的電荷的操作。然而，本發(fā)明不限于此。

第二攝像傳感器10103輸出圖像數(shù)據(jù)，其中利用cpu10124將該圖像數(shù)據(jù)傳送至ram10118。然后，將該圖像數(shù)據(jù)傳送至第二圖像處理單元10121，其中在該第二圖像處理單元10121中，進行校正處理和壓縮處理等以創(chuàng)建運動圖像的幀的數(shù)據(jù)。顯示單元10117顯示利用所創(chuàng)建的運動圖像的幀的數(shù)據(jù)所表示的圖像(實時取景顯示)。在拍攝之前、用戶在查看顯示單元10117上所顯示的菜單的同時操作了操作單元10116以選擇運動圖像記錄模式的情況下，將運動圖像數(shù)據(jù)順次記錄在閃速存儲器10123中。

在步驟s10103中，cpu10124判斷是否再次操作了運動圖像拍攝開關(guān)。在沒有操作運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，繼續(xù)運動圖像的拍攝并且該處理進入步驟s10104。在步驟s10103中發(fā)現(xiàn)操作了運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，運動圖像的拍攝結(jié)束。在步驟s10104中，cpu10124判斷是否按下了操作單元10116中所包括的af開關(guān)。在判斷為按下了af開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10105，其中在該步驟s10105中，在運動圖像的拍攝期間進行af計算。在步驟s10104中發(fā)現(xiàn)沒有按下af開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10108。在步驟s10105中，cpu10124設(shè)定用于從第一攝像傳感器10100的相位差檢測用像素中讀取像素數(shù)據(jù)的設(shè)置。在這種情況下，代替讀取整個畫面的數(shù)據(jù)，執(zhí)行從部分區(qū)域讀取像素數(shù)據(jù)的處理。從圖22所示的區(qū)域10100i內(nèi)的像素部部分地讀出數(shù)據(jù)。這樣可以執(zhí)行快速af計算。另外，通過節(jié)省操作時間，降低了電力消耗。圖22示出讀取區(qū)域10100i中的三個像素的數(shù)據(jù)作為例示，但可以任意設(shè)置要讀取的像素數(shù)。第一攝像傳感器10100中的讀取相位差檢測用像素數(shù)據(jù)的部分區(qū)域在拍攝條件改變的情況下或者響應(yīng)于操作指示等而適當(dāng)?shù)馗淖?，并且?zhí)行從改變后的區(qū)域中讀取像素數(shù)據(jù)的處理。第一攝像傳感器10100輸出a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)，其中利用cpu10124將這兩個數(shù)據(jù)傳送至ram10118。cpu10124將基于存儲在ram10118中的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)(與a圖像相對應(yīng)的a圖像數(shù)據(jù))和基于存儲在ram10118中的b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)(與b圖像相對應(yīng)的b圖像數(shù)據(jù))傳送至af計算單元10122。

圖23a是在如圖20a所示被攝體聚焦的情況下所獲得的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)的例示。橫軸表示像素位置并且縱軸表示輸出水平。如圖23a所示，在被攝體聚焦的情況下，a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)一致。圖23b是在如圖20b所示被攝體失焦的情況下所獲得的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)的例示。在這種情況下，a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)具有相位差，并且a圖像數(shù)據(jù)的像素位置和b圖像數(shù)據(jù)的像素位置彼此偏移了偏移量x。af計算單元10122計算針對運動圖像的各幀的偏移量x，由此計算失焦量、即圖20b中的y值。af計算單元10122將所計算出的y值經(jīng)由cpu10124傳送至調(diào)焦驅(qū)動電路10112。

在步驟s10106中，調(diào)焦驅(qū)動電路10112基于從af計算單元10122所獲得的y值來計算第三透鏡單元10108的驅(qū)動量，并且將驅(qū)動命令輸出至調(diào)焦致動器10114。利用調(diào)焦致動器10114使第三透鏡單元10108移動至被攝體聚焦的聚焦點，并且焦點現(xiàn)在位于第一攝像傳感器10100的光接收面上。此時，攝像面倍率相同的一次成像圖像的光束入射到第一攝像傳感器10100和第二攝像傳感器10103，并且景深等也相同。因此，在第一攝像傳感器10100中被攝體聚焦的情況下，在第二攝像傳感器10103中被攝體也聚焦。在作為步驟s10107的下一步驟中，cpu10124判斷作為調(diào)焦驅(qū)動的結(jié)果是否實現(xiàn)了聚焦狀態(tài)(聚焦判斷)。為此，在步驟s10107中再次執(zhí)行af計算。該af計算的處理詳情與步驟s10105相同，并且省略了針對該處理的說明。在判斷為攝像光學(xué)系統(tǒng)處于聚焦狀態(tài)的情況下，該處理進入步驟s10108。在判斷為攝像光學(xué)系統(tǒng)未處于聚焦狀態(tài)的情況下，該處理返回至步驟s10104。在步驟s10108中，cpu10124判斷是否按下了操作單元10116中所包括的靜止圖像拍攝開關(guān)。在按下了靜止圖像拍攝開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10109。在沒有按下靜止圖像拍攝開關(guān)的情況下，該處理返回至步驟s10103。

在步驟s10109中靜止圖像拍攝操作開始的情況下，cpu10124控制焦平面快門10106以對第一攝像傳感器10100進行曝光操作。之后，第一tg10102基于從cpu10124輸出的同步信號來將讀出脈沖輸出至第一攝像傳感器10100。由此，第一攝像傳感器10100開始讀取操作。從第一攝像傳感器10100輸出的圖像數(shù)據(jù)由第一afe10101轉(zhuǎn)換成數(shù)字數(shù)據(jù)，然后存儲在ram10118中。cpu10124將存儲在ram10118中的圖像數(shù)據(jù)傳送至第一圖像處理單元10120，其中在該第一圖像處理單元10120中，對該圖像數(shù)據(jù)進行校正處理和壓縮處理等。將處理后的圖像數(shù)據(jù)記錄在閃速存儲器10123中。在步驟s10109之后，該處理返回至步驟s10103以重復(fù)上述處理步驟。在步驟s10104中發(fā)現(xiàn)沒有按下af開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10108。這同樣適用于通過使用顯示單元10117和操作單元10116經(jīng)由所顯示的菜單所發(fā)出的操作指示將af操作設(shè)置為“off”的情況。

圖24a和24b是例示拍攝畫面上的af框(顯示焦點檢測區(qū)域的框)的圖。圖24a示出af框選擇處理的示例。將af框顯示在顯示單元10117等的畫面上，并且用戶可以通過使用操作單元10116來選擇af框。在圖24a中，各af框10132表示可以選擇的區(qū)域，并且af框10131表示當(dāng)前選擇的af框。在圖21的步驟s10105中，基于當(dāng)前選擇的af框10131的位置來執(zhí)行用于確定與af框10131相對應(yīng)的區(qū)域(圖22的區(qū)域10100i)的處理。從該區(qū)域中讀出第一攝像傳感器10100的像素數(shù)據(jù)并且執(zhí)行af計算處理。圖24a中的af框的數(shù)量和區(qū)域是作為例示給出的，并且可以任意指定。

圖24b示出通過檢測被攝體的面部區(qū)域來自動選擇af框的處理的示例。在圖24b中，例示出af框10132和被攝體圖像10133。cpu10124對利用第二攝像傳感器10103正拍攝的運動圖像(還可以使用實時取景圖像)的幀進行圖像分析，由此識別被攝體并且檢測該被攝體的面部區(qū)域。af框10134是與被攝體的面部區(qū)域相對應(yīng)的af框。基于與af框10134的位置相對應(yīng)的像素數(shù)據(jù)來執(zhí)行af計算處理。如何檢測被攝體的面部不限于特定方法。

圖25a～25c是示出與傳統(tǒng)情況的示例相比較的、本實施例中的相位差檢測用像素的讀出定時的圖。圖25a是傳統(tǒng)系統(tǒng)中的從運動圖像拍攝用攝像傳感器的相位差檢測用像素中讀取數(shù)據(jù)的定時的例示。圖25b是本實施例中的從用于拍攝運動圖像的第二攝像傳感器10103中讀取運動圖像像素數(shù)據(jù)的定時的例示。圖25c是本實施例中的從用于拍攝靜止圖像的第一攝像傳感器10100中讀取相位差檢測用像素數(shù)據(jù)的定時的例示。圖25a～25c的縱軸表示各攝像傳感器在垂直方向上的位置，并且圖25a～25c的橫軸是時間軸。圖25a的時間段10140的長度表示攝像傳感器的累積時間。該累積時間由運動圖像拍攝設(shè)置來確定。在各時間段10140中，累積a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元的信號的電荷。按利用傾斜線段10141的時間點示出的定時來讀取時間段10140內(nèi)累積的信號所表示的像素數(shù)據(jù)，并且利用cpu將這些像素數(shù)據(jù)存儲在ram中。將所存儲的像素數(shù)據(jù)傳送至圖像處理單元，其中該圖像處理單元執(zhí)行用于針對各像素將處于同一微透鏡下方的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元的各數(shù)據(jù)相加的處理。這樣創(chuàng)建了運動圖像的幀的數(shù)據(jù)。

利用右向箭頭表示的時間段10142的長度表示af計算的處理時間。以參考圖21所述的方式，通過使用a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元的數(shù)據(jù)來執(zhí)行af計算處理。時間段10143的長度表示調(diào)焦驅(qū)動時間。以參考圖21所述的方式基于af計算的結(jié)果來執(zhí)行調(diào)焦驅(qū)動處理。圖25a的傳統(tǒng)示例的系統(tǒng)需要讀取a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)，從而按線段10141的時間點示出的讀出定時來進行運動圖像幀數(shù)據(jù)的創(chuàng)建和af計算處理。因此，傳統(tǒng)系統(tǒng)無法最大限度地發(fā)揮讀出吞吐量(在這種情況下，處理性能與運動圖像的幀頻相對應(yīng))。以下參考圖25b和25c來說明本實施例中的解決該問題的像素數(shù)據(jù)讀取方法。

圖25b是讀取第二攝像傳感器10103的運動圖像像素數(shù)據(jù)的處理的例示。一個時間段10140的長度表示用于拍攝運動圖像的攝像傳感器的累積時間。傾斜線段10144的時間點表示讀取運動圖像像素數(shù)據(jù)的像素數(shù)據(jù)讀取定時。簡言之，在線段10144的時間點處僅執(zhí)行讀取運動圖像像素數(shù)據(jù)的處理，因此可以實現(xiàn)運動圖像的可能的最高幀頻。

圖25c的時間段10145的長度表示第一攝像傳感器10100中的相位差檢測用像素的累積時間。相位差檢測用像素的累積時間并非必須與運動圖像像素的累積時間(時間段10140)相同，并且可以設(shè)置為適合af計算處理的累積時間。圖25c的示例中的累積時間與圖25b的情況相比變長，但本發(fā)明不限于此。在本實施例中，在可以設(shè)置適合af計算處理的累積時間的情況下，實現(xiàn)了精度較高的af操作。線段10146的時間點表示讀取相位差檢測用像素數(shù)據(jù)的定時。如針對圖22的區(qū)域10100i已經(jīng)說明的，通過將數(shù)據(jù)讀取處理限制至第一攝像傳感器10100的像素中的部分區(qū)域來大幅減少讀出時間(所需時間)。結(jié)果實現(xiàn)了較快的af操作。與圖25a的時間段10142相同，時間段10147的長度表示af計算的處理時間。與圖25a的時間段10143相同，時間段10148的長度表示調(diào)焦驅(qū)動時間。

根據(jù)本實施例，實現(xiàn)了最大限度地發(fā)揮讀出吞吐量的運動圖像拍攝操作，并且快速且精確地進行運動圖像拍攝時的af處理。在本實施例中，第一攝像傳感器10100的所有像素部均包括焦點檢測用像素，由此可以進行相位差檢測方法的af處理。然而，第一攝像傳感器不限于該結(jié)構(gòu)。例如，第一攝像傳感器10100可以包括離散地配置的焦點檢測用像素，并且可以獲得成對的圖像信號以用來進行相位差af處理。在這種情況下，各焦點檢測用像素部例如針對一個微透鏡具有一個pd，并且通過遮光層對pd的左或右或者上或下部分遮光來進行利用光瞳分割方法的焦點檢測?？蛇x地，第一攝像傳感器10100可以具有與第二攝像傳感器10103相同的像素結(jié)構(gòu)，并且采用通過檢測從各像素部中讀取的圖像數(shù)據(jù)之間的對比度來進行af操作的對比度af。在這種情況下，第一攝像傳感器10100僅需針對一個微透鏡具有一個pd。

本發(fā)明不限于本實施例中的通過在圖像處理單元中將第一攝像傳感器10100所獲得的a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)相加來生成運動圖像的運動圖像生成。在a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)的每一個并非必須的情況下，例如在不進行或部分地進行焦點檢測時，可以在輸出之前針對一部分或全部的像素部，在攝像傳感器內(nèi)將a圖像數(shù)據(jù)和b圖像數(shù)據(jù)相加。

第四實施例的變形例

圖26a和26b示意性示出攝像傳感器的像素陣列的變形例。用于拍攝靜止圖像的第一攝像傳感器10100通常被配置成與用于拍攝運動圖像的第二攝像傳感器10103相比具有較高的像素計數(shù)。另一方面，第二攝像傳感器10103通過使每像素的平面尺寸大于第一攝像傳感器10100的每像素的平面尺寸來提高感光度。圖26a是第一攝像傳感器10100的像素陣列的例示，并且圖26b是第二攝像傳感器10103的像素陣列的例示。圖26b的第二攝像傳感器10103的一個像素(參見10103i)與圖26a的第一攝像傳感器10100的像素部中的四個像素(參見10100i)相對應(yīng)。

為了便于說明，將第二攝像傳感器10103的每像素的平面尺寸與第一攝像傳感器10100的每像素的平面尺寸的比率近似設(shè)置為4:1，并且可以改變該比率以適合規(guī)格。另外，可以通過在第一攝像傳感器10100內(nèi)對多個像素的數(shù)據(jù)進行相加處理、然后讀取通過該相加所獲得的數(shù)據(jù)，來使用于讀取相位差檢測中要使用的成對的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)的處理加速。例如，在將第二攝像傳感器10103的每像素的平面尺寸與第一攝像傳感器10100的每像素的平面尺寸的比率設(shè)置為n:1的情況下，從第一攝像傳感器10100中讀出通過將與該比率相對應(yīng)的n個像素的數(shù)據(jù)相加所獲得的數(shù)據(jù)。在該變形例中，可以通過從與第二攝像傳感器10103相比、能夠進行更加精細的像素輸出的第一攝像傳感器10100中的特定區(qū)域(為了進行焦點檢測所選擇的區(qū)域)內(nèi)的像素部獲得相位差檢測信號，來計算失焦量。

第五實施例

接著說明本發(fā)明的第五實施例。在第五實施例中，除了第一攝像傳感器10200和第二攝像傳感器10203以外，利用已經(jīng)使用的附圖標記來表示與第四實施例中的組件相同的組件。這是為了省略針對這些組件的詳細說明并且集中說明第五實施例的不同之處。除了第一攝像傳感器10200和第二攝像傳感器10203的像素陣列結(jié)構(gòu)以外，根據(jù)第五實施例的攝像設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與圖16的結(jié)構(gòu)相同。圖27a示出第一攝像傳感器10200的像素陣列的結(jié)構(gòu)示例，并且圖27b示出第二攝像傳感器10203的像素陣列的結(jié)構(gòu)示例。

在圖27a中，針對一個微透鏡10200f設(shè)置兩個pd10200g和10200h。在共用一個微透鏡10200f的區(qū)域構(gòu)成一個像素的情況下，如此構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在n1個像素并且在垂直方向上存在o1個像素。與圖19a的比較示出每單位面積的像素計數(shù)越高，像素分布得越密。在圖27b中，針對一個微透鏡10203f設(shè)置兩個pd10203g和10203h。如此構(gòu)成的像素被配置成在水平方向上存在n2個像素并且在垂直方向上存在o2個像素。與用于拍攝靜止圖像的第一攝像傳感器10200相比，用于拍攝運動圖像的第二攝像傳感器10203的像素計數(shù)較少且每像素的平面尺寸較大。在本實施例中，第一攝像傳感器10200和第二攝像傳感器10203這兩者包括相位差檢測用像素。

接著，參考圖28和29的流程圖來說明本實施例的攝像操作。在圖28的步驟s10201中，攝像操作開始，并且在步驟s10202中，cpu10124判斷拍攝模式。在拍攝模式是靜止圖像拍攝模式的情況下，該處理進入步驟s10205，其中在該步驟s10205中，進行靜止圖像拍攝準備操作。在拍攝模式是運動圖像拍攝模式的情況下，該處理從步驟s10203進入圖29的步驟s10211。用戶可以通過使用操作單元10116、或者通過在查看顯示單元10117上所顯示的菜單畫面的同時操作觸摸面板來選擇拍攝模式。

首先說明靜止圖像拍攝模式中的處理。在圖28的步驟s10205中，cpu10124判斷操作單元10116中所包括的af開關(guān)的操作狀態(tài)。在按下了af開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10206。在沒有按下af開關(guān)的情況下，攝像設(shè)備進入待機狀態(tài)并且重復(fù)步驟s10205的判斷處理。在步驟s10206中，在靜止圖像的拍攝期間執(zhí)行af計算處理。具體地，接通第二攝像傳感器10203、第二afe10104和第二tg10105的電源，并且cpu10124設(shè)定用于從第二攝像傳感器10203的相位差檢測用像素中讀取數(shù)據(jù)的設(shè)置。第二攝像傳感器10203輸出a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)和b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)，其中利用cpu10124將這兩個數(shù)據(jù)傳送至ram10118。cpu10124將基于存儲在ram10118中的a圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與a圖像相對應(yīng)的a圖像數(shù)據(jù)和基于存儲在ram10118中的b圖像用光電轉(zhuǎn)換單元數(shù)據(jù)并且與b圖像相對應(yīng)的b圖像數(shù)據(jù)傳送至af計算單元10122。為了便于說明，圖28和29的流程圖并非是針對同時進行靜止圖像拍攝和運動圖像拍攝的情況。然而，在指定了實時取景拍攝的情況下，在步驟s10206中，cpu10124執(zhí)行實時取景設(shè)置處理。在步驟s10206中指定了運動圖像拍攝的情況下，cpu10124執(zhí)行設(shè)置運動圖像拍攝設(shè)置的處理。

在作為步驟s10207的下一步驟中，調(diào)焦驅(qū)動電路10112基于從af計算單元10122獲得的失焦量來計算第三透鏡單元10108的驅(qū)動量，并且將驅(qū)動命令輸出至調(diào)焦致動器10114。利用調(diào)焦致動器10114使第三透鏡單元10108移動至聚焦點，并且焦點現(xiàn)在位于第二攝像傳感器10203的光接收面上。此時，攝像面倍率相同的一次成像圖像的光束入射到第一攝像傳感器10200和第二攝像傳感器10203，并且景深等也相同。因此，在第二攝像傳感器10203中被攝體聚焦的情況下，在第一攝像傳感器10200中同一被攝體也聚焦。在作為步驟s10208的下一步驟中，cpu10124判斷是否實現(xiàn)了聚焦狀態(tài)。為此，再次執(zhí)行af計算。該af計算的處理詳情與步驟s10206相同。在步驟s10208中判斷為光學(xué)系統(tǒng)處于聚焦狀態(tài)的情況下，該處理進入步驟s10209。在判斷為光學(xué)系統(tǒng)未處于聚焦狀態(tài)的情況下，該處理返回至步驟s10205。

在步驟s10209中，cpu10124判斷是否按下了操作單元10116中所包括的靜止圖像拍攝開關(guān)。在按下了靜止圖像拍攝開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10210，其中在該步驟s10210中，進行靜止圖像拍攝操作。之后，該處理經(jīng)由步驟s10204返回至步驟s10202。在步驟s10209中發(fā)現(xiàn)沒有按下靜止圖像拍攝開關(guān)的情況下，該處理返回至步驟s10205。

接著，參考圖29來說明運動圖像拍攝模式中的操作。在步驟s10211中，cpu10124判斷操作單元10116中所包括的運動圖像拍攝開關(guān)的操作狀態(tài)。在按下了運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10212，其中在該步驟s10212中，開始運動圖像拍攝操作。在沒有按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，該處理經(jīng)由步驟s10204返回至圖28的步驟s10202。在步驟s10212中運動圖像的拍攝開始時，接通第二攝像傳感器10203、第二afe10104和第二tg10105的電源，并且cpu10124設(shè)置運動圖像拍攝設(shè)置。在該設(shè)置之后，第二tg10105基于從cpu10124輸出的同步信號來將讀出脈沖輸出至第二攝像傳感器10203。第二攝像傳感器10203開始進行按預(yù)定幀頻的讀取操作。本實施例使用利用切分卷簾操作的電子快門功能來進行累積并讀取運動圖像的電荷的操作。第二攝像傳感器10203輸出像素數(shù)據(jù)，其中利用cpu10124將該像素數(shù)據(jù)傳送至ram10118。然后，將該像素數(shù)據(jù)傳送至第二圖像處理單元10121，其中在該第二圖像處理單元10121中，進行校正處理和壓縮處理等以創(chuàng)建運動圖像的幀的數(shù)據(jù)。顯示單元10117將利用所創(chuàng)建的運動圖像的幀的數(shù)據(jù)所表示的運動圖像顯示(實時取景)在畫面上。在拍攝之前、用戶通過使用顯示單元10117上所顯示的菜單畫面和操作單元10116發(fā)出了用以選擇記錄運動圖像的指示的情況下，將運動圖像數(shù)據(jù)順次記錄在閃速存儲器10123中。

在步驟s10213中，cpu10124判斷是否再次按下了運動圖像拍攝開關(guān)。在沒有按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下，繼續(xù)運動圖像的拍攝并且該處理進入步驟s10214。在按下運動圖像拍攝開關(guān)的情況下結(jié)束運動圖像的拍攝，并且該處理經(jīng)由步驟s10204返回至圖28的步驟s10202。在步驟s10214中，cpu10124判斷操作單元10116中所包括的af開關(guān)的操作狀態(tài)。在按下了af開關(guān)的情況下，該處理進入步驟s10215。在步驟s10214中發(fā)現(xiàn)沒有按下af開關(guān)的情況下，該處理返回至步驟s10213。在步驟s10215中，在運動圖像的拍攝期間進行af計算處理。具體地，接通第一攝像傳感器10200、第二afe10101和第一tg10102的電源，并且cpu10124設(shè)定用于從第一攝像傳感器10200的相位差檢測用像素中讀取數(shù)據(jù)的設(shè)置。在從第一攝像傳感器10200的相位差檢測用像素中讀取數(shù)據(jù)的情況下，代替讀取整個區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，部分地讀取有限的對象區(qū)域內(nèi)的像素數(shù)據(jù)，以加快af計算。這樣節(jié)省了操作時間，因此降低了電力消耗。

在步驟s10216中，調(diào)焦驅(qū)動電路10112基于從af計算單元10122獲得的失焦量來計算第三透鏡單元10108的驅(qū)動量，并且將驅(qū)動命令輸出至調(diào)焦致動器10114。使第三透鏡單元10108移動至聚焦點。在作為步驟s10217的下一步驟中，在再次執(zhí)行af計算之后進行聚焦判斷處理。在判斷為光學(xué)系統(tǒng)聚焦的情況下，該處理進入步驟s10213。在判斷為光學(xué)系統(tǒng)失焦的情況下，該處理返回至步驟s10214。

通過上述操作，根據(jù)拍攝模式來切換用于執(zhí)行相位差檢測的攝像傳感器。具體地，在靜止圖像拍攝模式中從第二攝像傳感器10203的相位差檢測用像素讀出數(shù)據(jù)，并且在運動圖像拍攝模式中從第一攝像傳感器10200的相位差檢測用像素讀出數(shù)據(jù)。通過根據(jù)拍攝模式切換攝像傳感器，攝像設(shè)備可以最大限度地發(fā)揮運動圖像拍攝時的讀出吞吐量。另外，快速且精確地進行運動圖像拍攝時的af操作。

接著，參考圖30a和30b來說明設(shè)置操作。圖30a和30b示出運動圖像記錄大小設(shè)置畫面10230和被攝體追蹤特性設(shè)置畫面10240作為顯示單元10117的示例。在本實施例中，操作單元10116、顯示單元10117和cpu10124進行用于設(shè)置運動圖像的記錄大小的記錄大小設(shè)置處理和用于設(shè)置運動圖像的幀頻的幀頻設(shè)置處理。圖30a示出用于設(shè)置運動圖像記錄大小10231、運動圖像幀頻10232和運動圖像壓縮格式10233的畫面的示例。作為運動圖像的記錄大小，例如，用戶可以從以下圖像質(zhì)量選項(在附圖中簡寫為“1920”、“1280”和“640”)中進行選擇。

·1920個像素×1080個像素的全高視覺(全高清晰度(hd))圖像質(zhì)量

·1280個像素×720個像素的高視覺(hd)圖像質(zhì)量

·640個像素×480個像素的標準圖像質(zhì)量

作為電視廣播中所使用的視頻系統(tǒng)為國家電視標準委員會(ntsc)的情況下的運動圖像的幀頻，用戶可以從30幀的速率和60幀的速率中進行選擇。在電視廣播中所使用的視頻系統(tǒng)為逐行倒相制(phasealternationbyline，pal)的情況下，用戶可以從25幀的速率和50幀的速率中進行選擇。在示例的電影院相關(guān)的使用中，可以選擇24幀的速率。圖30a示出使用ntsc系統(tǒng)的情況的顯示示例。作為運動圖像壓縮格式，用戶可以從以多個幀為單位對數(shù)據(jù)進行高效壓縮和記錄的ipb和以一幀為單位對數(shù)據(jù)進行壓縮和記錄的all-i等中進行選擇。在用戶通過對操作單元10116或其它組件進行操作來選擇期望的設(shè)置項的情況下，可以將所選擇的設(shè)置項的詳細內(nèi)容顯示在畫面上的顯示欄10235內(nèi)。

根據(jù)設(shè)置了何種運動圖像記錄大小以及何種運動圖像幀頻，在一些情況下，第二攝像傳感器10203并非必須最大限度地發(fā)揮讀出吞吐量。例如，在選擇標準圖像質(zhì)量作為運動圖像記錄大小的情況下，可以通過對第二攝像傳感器10203的像素數(shù)據(jù)進行間隔剔除來使所需的讀出吞吐量保持得較低。在本實施例中，在記錄大小設(shè)置處理中所設(shè)置的運動圖像的記錄大小等于或小于閾值的情況下，af計算單元10122獲得第二攝像傳感器10203所輸出的像素數(shù)據(jù)以進行焦點檢測。此外，在運動圖像幀頻為24幀～30幀的速率的情況下，針對攝像傳感器所要求的讀出吞吐量不太高。在本實施例中，在幀頻設(shè)置處理中所設(shè)置的幀頻等于或小于閾值的情況下，af計算單元10122獲得第二攝像傳感器10203所輸出的像素數(shù)據(jù)以進行焦點檢測。利用第二攝像傳感器10203進行相位差檢測大幅降低了系統(tǒng)整體的電力消耗。

圖30b是被攝體追蹤特性設(shè)置畫面10240的例示?！八欧f”是在焦點檢測時在追蹤被攝體的同時改變攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦點的位置的功能，并且用于進行運動物體的追蹤等。操作單元10116、顯示單元10117和cpu10124進行用于使該功能有效或無效的功能設(shè)置處理。用戶使用操作單元10116以在左右方向上操作選擇游標10241，并且利用操作單元10116的“設(shè)置”按鈕10243輸入設(shè)置位置。將該設(shè)置值顯示在畫面的顯示欄10242中。在諸如被攝體突然開始移動或突然停止等的運動物體的速度瞬時大幅改變的情況下，可以設(shè)置針對被攝體的追蹤性。

根據(jù)被攝體追蹤性的設(shè)置，即使在攝像設(shè)備被配置成利用第二攝像傳感器10203進行相位差檢測的情況下，在一些情況下也沒有必要提高被攝體追蹤性。在不要求追蹤性的情況下，換句話說，在使伺服af功能無效(附圖中為“off”)的情況下，af計算單元10122獲得第二攝像傳感器10203所輸出的像素數(shù)據(jù)以進行焦點檢測。利用第二攝像傳感器10203進行相位差檢測大幅降低了系統(tǒng)整體的電力消耗。在被攝體以大致恒定的速度移動的情況下或在針對緩慢的運動物體設(shè)置追蹤性的情況下，不要求快速性。因此，在設(shè)置值等于或小于閾值的情況下，通過利用第二攝像傳感器10203進行相位差檢測來大幅降低系統(tǒng)整體的電力消耗。另一方面，在拍攝突然運動、快速加速或減速或突然停止等的被攝體的情況下，關(guān)于af操作的追蹤性，要求快速性。在設(shè)置值超過閾值的情況下，通過使用第二攝像傳感器10203主要拍攝運動圖像并且利用第一攝像傳感器10200進行相位差檢測，實現(xiàn)了快速且精確的af操作。

根據(jù)本實施例，根據(jù)(包括記錄大小和幀頻的)拍攝設(shè)置和(包括被攝體追蹤性的)af設(shè)置，來切換使用哪個攝像傳感器進行相位差檢測。如此可以降低系統(tǒng)整體的電力消耗。

根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠在運動圖像的拍攝期間通過af進行調(diào)焦、并且在無需停止運動圖像拍攝的情況下拍攝靜止圖像的攝像設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第四實施例和第五實施例，在讀取與所拍攝圖像有關(guān)的像素數(shù)據(jù)時無需降低吞吐量的情況下，實現(xiàn)了快速且精確的焦點調(diào)節(jié)操作。

盡管已經(jīng)參考實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的實施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。