摄像装置、散焦量运算方法及摄像光学系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及摄像装置、散焦量运算方法及摄像光学系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着CCD (Charge Coupled Device)图像传感器、CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor)图像传感器等固体摄像元件的高分辨率化，数字静物相机、数字视频相机、智能手机等手机、PDA (Personal Digital Assistant)等具有摄影功能的信息设备的需要急增。另外，将具有以上那样的摄像功能的信息设备称为摄像装置。
[0003]在这些摄像装置中，作为对到主要的被摄体的距离进行检测而使该被摄体对焦的对焦控制方法，采用了对比度AF(Auto Focus，自动对焦)方式、相位差AF方式。由于相位差AF方式与对比度AF方式相比能够高速地进行对焦位置的检测，因此在各种各样的摄像装置中被较多采用(专利文献I?3参照)。
[0004]在专利文献I中公开了将摄像元件的像素的一部分作为相位差检测用的像素并使用从相位差检测用的像素读出的信号进行相位差AF的摄像装置。在专利文献I中记载了在成为算出相位差的对象的一对像信号间产生因透镜口径食引起的增益差这一情况，并记载了基于使相位一致的一对像信号的各像素中的像素输出比分布而对该增益差进行校正的方法。
[0005]另外，在专利文献2、3中记载了如下的摄像装置:使用对应每个透镜生成的校正值而对成为相位差AF精度降低的主要因素的数据进行校正后进行相位差AF，从而使AF精度提高。
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本国特开2010 - 26178号公报
[0008]专利文献2:日本国特开2010 - 107771号公报
[0009]专利文献3:日本国特开2008 - 275712号公报
【发明内容】
[0010]发明要解决的课题
[0011]相位差检测用的像素使用对通过了摄影光学系统的光瞳区域的例如右半部分的光进行检测的右像素和对通过了摄影光学系统的光瞳区域的例如左半部分的光进行检测的左像素这至少两种像素。关于右像素和左像素，由于入射角灵敏度特性的差异，因此即使摄像元件的像高(距与配置像素的区域中的摄影光学系统的光轴相交的点的距离)相同，在灵敏度方面也产生差别。即，在接近配置的相位差检测用像素的对的输出信号中产生电平差。
[0012]专利文献I公开了根据摄像得到的一对像信号求出该一对像信号的增益差并对该增益差进行校正的方法。可是，该方法中，由于根据摄像所得到的信号求出增益差，因此在对增益差进行校正前的运算量变多，AF速度降低。
[0013]专利文献2、3没有考虑相位差检测用像素的对的输出信号的电平差的校正。
[0014]本发明鉴于上述情况作出，目的在于提供以简单的结构对相位差检测用像素的对的输出信号的电平差准确地进行校正而能够使相位差AF速度和相位差AF精度提高的摄像装置和散焦量运算方法。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本发明的摄像装置是能够安装和拆卸摄像光学系统的摄像装置，具备:摄像元件，包含受光面，上述受光面配置有对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的光束形成的像进行摄像的多个摄像用像素、对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束形成的一对像的一方进行摄像的多个第一相位差检测用像素及对上述一对像的另一方进行摄像的多个第二相位差检测用像素；及第一存储部，对应上述受光面的上述一对像的偏离方向上的任意位置处的不同入射光线角度的每个信息，存储灵敏度比数据，所述灵敏度比数据表示位于上述任意位置的上述第一相位差检测用像素与接近该第一相位差检测用像素的上述摄像用像素的灵敏度比及位于上述任意位置的上述第二相位差检测用像素与接近该第二相位差检测用像素的上述摄像用像素的灵敏度比，在上述摄像光学系统设置第二存储部，对应上述摄像光学系统的每个光学条件而存储上述受光面的上述偏离方向上的至少两个位置的各位置处的经由上述摄像光学系统而入射的光线的入射光线角度的信息，上述摄像装置还具备:校正部，从上述第二存储部获取与所设定的上述光学条件对应的上述至少两个位置处的上述入射光线角度的信息，使用与所获取的多个上述入射光线角度的信息分别对应的、上述第一存储部中存储的上述灵敏度比数据，对上述第一相位差检测用像素与接近该第一相位差检测用像素而配置的上述第二相位差检测用像素的对的输出信号的电平差进行校正；及散焦量运算部，利用上述校正后的上述对的输出信号来计算散焦量。
[0017]本发明的散焦量运算方法是能够安装和拆卸摄像光学系统的摄像装置的散焦量运算方法，上述摄像装置具备:摄像元件，包含受光面，上述受光面配置有对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的光束形成的像进行摄像的多个摄像用像素、对由通过了上述摄像光学系统的光瞳区域的不同部分的一对光束形成的一对像的一方进行摄像的多个第一相位差检测用像素及对上述一对像的另一方进行摄像的多个第二相位差检测用像素；及第一存储部，对应上述受光面的上述一对像的偏离方向上的任意位置处的不同入射光线角度的每个信息，存储灵敏度比数据，所述灵敏度比数据表示位于上述任意位置的上述第一相位差检测用像素与接近该第一相位差检测用像素的上述摄像用像素的灵敏度比及位于上述任意位置的上述第二相位差检测用像素与接近该第二相位差检测用像素的上述摄像用像素的灵敏度比，在上述摄像光学系统设置第二存储部，对应上述摄像光学系统的每个光学条件而存储上述受光面的上述偏离方向上的至少两个位置的各位置处的经由上述摄像光学系统而入射的光线的入射光线角度的信息，上述散焦量运算方法具备:校正步骤，从上述第二存储部获取与所设定的上述光学条件对应的上述至少两个位置处的上述入射光线角度的信息，使用与所获取的多个上述入射光线角度的信息分别对应的、上述第一存储部中存储的上述灵敏度比数据，对上述第一相位差检测用像素与接近该第一相位差检测用像素而配置的上述第二相位差检测用像素的对的输出信号的电平差进行校正；及散焦量运算步骤，利用上述校正后的上述对的输出信号来计算散焦量。
[0018]本发明的摄像光学系统是安装于具有固定架机构的摄像装置的摄像光学系统，具备上述第二存储部。
[0019]发明效果
[0020]根据本发明，能够提供以简易的结构对相位差检测用像素的对的输出信号的电平差准确地进行校正而使相位差AF速度和相位差AF精度提高的摄像装置和散焦量运算方法。
【附图说明】
[0021]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。
[0022]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。
[0023]图3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。
[0024]图4是表示在固体摄像元件5的行方向X的位置(水平像素位置)的相位差检测用像素5IR、5IL的灵敏度比的图。
[0025]图5是用于对成为图4的灵敏度比的情况进行说明的图。
[0026]图6是用于对固体摄像元件5的行方向X上的任意位置处的入射光线角度进行说明的图。
[0027]图7是表示透镜装置100的存储器3所存储的表的一例的图。
[0028]图8是表不相机主体200的主存储器16所存储的表的一例的图。
[0029]图9是用于对图1所示的数码相机的动作进行说明的流程图。
[0030]图10是用于对图1所示的数码相机的灵敏度比的线形插值处理进行说明的图。
[0031]图11是用于对图1所示的数码相机的动作的变形例进行说明的流程图。
[0032]图12是用于对图1所示的数码相机的动作的其他变形例进行说明的流程图。
[0033]图13是对作为摄像装置的智能手机进行说明的图。
[0034]图14是图13的智能手机的内部框图。
【具体实施方式】
[0035]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0036]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。
[0037]图1所示的数码相机具备作为摄像光学系统的透镜装置100和安装透镜装置100的未图示的固定架机构的相机主体200。
[0038]透镜装置100具有包括聚焦透镜和变焦透镜等的摄影透镜1、光圈2、存储器3、透镜驱动部8和透镜驱动部9。
[0039]透镜装置100能够相对于相机主体进行装卸，能够更换为其他装置。能够利用相机主体200的后述的系统控制部11访问存储器3。
[0040]相机主体200具备:(XD型或CMOS型等的固体摄像元件5，设置在透镜装置100的后方；模拟信号处理部6，与固体摄像元件5的输出连接并进行相关双采样处理等的模拟信号处理；&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和Α/D转换电路7由系统控制部11控制。模拟信号处理部6和Α/D转换电路7也内置在固体摄像元件5中。
[0041]对数码相机的电气控制系统整体进行集中控制的系统控制部11对透镜驱动部8进行控制而对摄影透镜I所包含的聚焦透镜的位置进行调整，或进行摄影透镜I所包含的变焦透镜的位置的调整。此外，系统控制部11通过经由光圈驱动部9对光圈2的开口量进行控制，从而进行曝光量的调整。
[0042]另外，系统控制部n经由摄像元件驱动部10对固体摄像元件5进行驱动，并将通过摄影透镜I拍摄到的被摄体像作为摄像图像信号进行输出。通过操作部14将来自用户的指示信号输入到系统控制部11中。
[0043]此外，数码相机的电气控制系统还具有:主存储器16 ;存储器控制部15，与主存储器16连接；数字信号处理部17，对从Α/D转换电路7输出的摄像图像信号进行插值运算、伽玛校正运算和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所生成的摄影图像数据压缩为JPEG形式，或者对压缩图像数据进行