图像拍摄设备、图像拍摄装置、图像拍摄方法和程序的制作方法

专利名称：图像拍摄设备、图像拍摄装置、图像拍摄方法和程序的制作方法
技术领域：
本公开涉及图像拍摄设备，更具体地说，涉及执行相位差检测的图像拍摄设备、图像拍摄装置和图像拍摄方法以及允许计算机执行该方法的程序。
背景技术：
近来，通过对于被摄体(如，人)进行图像拍摄来产生图像并记录所产生的拍摄图像的图像拍摄设备(如，数码相机)已经变得普遍。另外，作为图像拍摄设备，为了便于用户的图像拍摄操作，具有在图像拍摄时间自动地执行聚焦调整的自动聚焦(AF)功能的图像拍摄设备已经变得普遍。作为图像拍摄设备，例如，公开了通过瞳孔分割(pupil-divide)经由图像拍摄透镜透射的光产生一对图像并通过测量产生的图像之间的间隔(检测相位差)来确定图像拍摄透镜的位置的图像拍摄设备(例如，参照日本待审专利申请公开No. 2000-305010 (图 1))。图像拍摄设备通过使用图像传感器(包括用于焦点检测的像素)来产生一对图像，其中对于每一个像素提供一对光接收装置，并通过测量所产生的图像之间的间隔来计算焦点位移量。接着，图像拍摄设备基于计算出的焦点位移量来计算图像拍摄透镜的移动量，并通过基于计算出的移动量调整图像拍摄透镜的位置(焦点调整)来对准焦点。

发明内容
在前述现有技术中，由于在一个图像传感器中包括相位差检测(焦点检测)像素和拍摄图像产生像素，因此不需要分别提供用于焦点检测的传感器和用于拍摄图像的传感器这两个传感器。然而，在前述现有技术中，由于在图像传感器中将相位差检测像素和图像拍摄像素彼此相邻地放置，因此在放置相位差检测像素的区域中可能不能配置拜耳阵列。另外，由于相位差检测像素可能不产生用于图像产生的信号，因此可能将相位差检测像素的位置作为缺陷像素对待。因此，在相位差检测像素所对应的图像和与相位差检测像素相邻的图像拍摄像素所对应的图像中，存在图像质量恶化的可能性。在通过使用用于相位差检测和图像产生的图像传感器来产生图像的情况下，期望提高图像质量。根据本公开的第一实施例，提供了图像拍摄设备、其图像拍摄方法和允许计算机执行该方法的程序，该图像拍摄设备包括图像拍摄装置，其中基于预定规则放置以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素，所述第一滤波器在通过二分特定波长范围而获得的波长范围之中遮蔽一个第一波长范围中的光以外的光，所述第二滤波器在二分的波长范围之中遮蔽另一第二波长范围中的光以外的光；光遮蔽滤波器，将其可拆卸地放置在朝着所述图像拍摄装置的被摄体光的光路径中，并且遮蔽所述第一波长范围中的光；焦点对准确定单元， 当将所述光遮蔽滤波器插入到所述光路径中时，基于由所述图像拍摄装置产生的信号，通过相位差检测来执行焦点对准确定；图像产生单元，基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像；以及控制器，基于焦点对准确定的必要或不必要，执行关于所述光路径的所述光遮蔽滤波器的插入和拆卸的控制。因此，通过使用基于预定规则放置以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素的图像拍摄装置，可以获得执行图像产生和通过相位差检测的焦点对准确定的功能。另外，在本公开的第一实施例中，可以配置所述图像拍摄装置，以便放置为在特定方向上对准的所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的第一像素以及通过切换覆盖所述第一像素的所述第一滤波器和所述第二滤波器的排列而获得的切换了排列的第一滤波器和第二滤波器所覆盖的第二像素被作为所述像素放置，以及所述焦点对准确定单元可以基于由所述第一像素产生的信号和由所述第二像素产生的信号，通过相位差检测来执行焦点对准确定。因此，可以获得基于由第一像素产生的第一信号和由第二像素产生的第二信号来检测相位差并执行焦点对准确定的功能。另外，在这种情况下，可以配置第一像素和第二像素，以便通过使用经过所述像素中包括的光接收装置的中心的直线作为分割线，放置所述第一滤波器和所述第二滤波器从而对准。因此，可以获得通过使用经过光接收装置的中心的直线作为分割线来放置第一滤波器和第二滤波器从而对准的功能。另外，在本公开的第一实施例中，所述图像拍摄设备可以进一步包括操作接收单元，接收指令记录静态图像的记录命令操作；以及记录控制器，允许将由所述图像产生单元产生的图像记录在记录介质中，其中，当接收到所述记录命令操作时，所述控制器允许插入到所述光路径中的所述光遮蔽滤波器从所述光路径卸下，以及其中，当从所述光路径卸下所述光遮蔽滤波器时，所述图像产生单元基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像。因此，在接收到指令记录静态图像的记录命令操作的情况下，可以获得在记录介质中记录图像(其基于当从光路径中卸下光遮蔽滤波器时由图像拍摄装置产生的信号而产生)的功能。另外，在本公开的第一实施例中，所述图像拍摄设备可以进一步包括显示控制器， 其允许将由所述图像产生单元产生的图像显示在显示单元上，其中，当将所述光遮蔽滤波器插入到所述光路径中时，所述图像产生单元基于由所述图像拍摄设备产生的信号来产生图像。因此，可以获得基于当将光遮蔽滤波器插入光路径中时由图像拍摄装置产生的信号来产生图像，并在显示单元上显示所产生的图像的功能。另外，在本公开的第一实施例中，所述图像拍摄设备可以进一步包括记录控制器， 其允许将包括由所述图像产生单元产生的图像的运动画面记录在记录介质中，其中，当将所述光遮蔽滤波器插入所述光路径中时，所述图像产生单元基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像。因此，可以获得基于当将光遮蔽滤波器插入光路径中时由图像拍摄装置产生的信号来产生图像，并将包括所产生的图像的运动画面记录在记录介质中的功能。另外，在本公开的第一实施例中，可以配置所述图像拍摄装置，以便基于预定规则放置其中将具有不同光谱特性的多个滤波器之一放置到每一个像素的像素以及所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素，其中多个滤波器的一个滤波器的波长范围是所述特定波长范围。因此，可以获得基于预定规则放置其中将具有不同光谱灵敏度的多个滤波器中之一放置到每一个像素的像素以及以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素的功能。另外，在这种情况下，可以配置所述图像拍摄装置，以便放置遮蔽表示红色的波长范围中的光以外的光的红色滤波器所覆盖的红色像素、遮蔽表示蓝色的波长范围中的光以外的光的蓝色滤波器所覆盖的蓝色像素以及所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素，其中表示绿色的波长范围是所述特定波长范围；并且所述图像产生单元可以基于由所述红色像素提供的信号、由所述蓝色像素提供的信号和由所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素提供的信号来产生图像。因此，可以获得基于由红色像素、蓝色像素和以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素提供的信号来产生图像的功能。另外，在这种情况下，可以配置所述图像拍摄装置，以便所述红色像素、所述蓝色像素以及所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素以拜耳阵列放置。因此，可以获得在图像拍摄装置中以拜耳阵列放置红色像素、蓝色像素和以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素的功能。根据本公开的第二实施例，提供了图像拍摄装置，其中基于预定规则放置以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素，所述第一滤波器在通过二分特定波长范围而获得的波长范围之中遮蔽一个第一波长范围中的光以外的光，所述第二滤波器在二分的波长范围之中遮蔽另一第二波长范围中的光以外的光，其中根据遮蔽所述第一波长范围中的光的光遮蔽滤波器的控制，提供基于经过所述第一滤波器透射的光和经过所述第二滤波器透射的光而产生的信号以及基于经过所述第二滤波器透射的光而产生的信号之一。因此，可以获得根据遮蔽第一波长范围中的光的光遮蔽滤波器的控制，通过使用其中以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素基于预定规则放置的图像拍摄装置，提供基于经过第一滤波器透射的光和经过第二滤波器透射的光而产生的信号以及基于经过第二滤波器透射的光而产生的信号之一的功能，。根据本公开的实施例，在通过使用用于相位差检测和图像产生的图像传感器来产生图像的情况下，可以提高所产生的图像的质量。


图1是图示根据本公开第一实施例的图像拍摄设备的功能和配置的示例的框图。图2A和图2B是图示操作切换滤波器关于入射在根据本公开第一实施例的图像拍摄设备上的被摄体光的位置的示意性横截面图。图3是图示根据本公开第一实施例的图像传感器中包括的芯片上滤色器的颜色排列的示例的示意图。图4A和图4B是图示根据本公开第一实施例的图像传感器的区域中芯片上滤色器的颜色排列的示例以及现有技术中颜色排列的示例的示意性顶视图。图5A和图5B是根据本公开的第一实施例的芯片上滤色器的光谱特性的示例以及现有技术中芯片上滤色器的光谱特性的示例的曲线图。图6A和图6B是根据本公开的第一实施例，图示B像素、G像素、G像素和R像素的公共结构的顶视图(像素)以及图示遮蔽B像素和R像素上的光的入射的光遮蔽部分和其上入射光的开口部分的顶视图。图7A和图7B是图示产生用于现有技术中的相位差检测的输出信号的像素(焦点检测像素)和产生用于根据本公开第一实施例的相位差检测的输出信号的像素(G像素和 G像素)的顶视图。图8A和图8B是图示根据本公开第一实施例的G像素的示例和现有技术中焦点检测像素的示例的示意性横截面图。
图9是图示根据本公开第一实施例的操作切换滤波器的光谱特性的示例的曲线图。图10是图示在根据本公开第一实施例的相位差检测操作中朝向G像素的(is光的光路径的示意性图像的图。图11是图示在根据本公开第一实施例的相位差检测操作中朝向G像素的Gl光的光路径的示意性图像的图。图12是图示在根据本公开第一实施例的静态图像拍摄操作中朝向G像素的(is光的光路径的示意性图像的图。图13是图示在根据本公开第一实施例的静态图像拍摄操作中朝向G像素的Gl光的光路径的示意性图像的图。图14是图示在根据本公开第一实施例的相位差检测操作中G像素上的入射光的示意性图像的图。图15是图示在根据本公开第一实施例的静态图像拍摄操作中G像素上的入射光的示意性图像的图。图16A到图16C是图示在根据本公开第一实施例将焦点与被摄体后面的位置对准的情况下的相位差检测的示例的图。图17A和图17B是图示根据本公开第一实施例的信号处理单元中实况视像产生的示例的图。图18A和图18B是图示根据本公开第一实施例的信号处理单元中静态图像产生的示例的图。图19是图示由根据本公开第一实施例的图像拍摄设备拍摄静态图像的情况下图像拍摄处理过程的示例的流程图。图20是图示根据本公开第二实施例的相位差检测操作中后表面型图像传感器的 G像素(G像素)上的入射光的示意性图像的图，并且图20对应于图14。图21是图示根据本公开第三实施例的遮蔽Gl光的操作切换滤波器(操作切换滤波器)的光谱特性的示例的曲线图，并且图21对应于图9。图22A和图22B是图示根据本公开第四实施例的芯片上滤色器的光谱特性的示例以及操作切换滤波器的光谱特性的示例的曲线图。
具体实施例方式在下文中，将描述本公开的实施例。将以如下顺序进行描述。1.第一实施例(图像拍摄控制前表面型图像传感器的示例)2.第二实施例(图像拍摄控制后表面型图像传感器的示例)3.第三实施例(图像拍摄控制G1滤波器的波长范围用作由操作切换滤波器遮蔽的波长范围的示例)4.第四实施例(图像拍摄控制R像素的滤波器用作检测相位差的滤波器的示例)<1.第一实施例>
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[图像拍摄设备的功能和配置的示例]图1是图示根据本公开第一实施例的图像拍摄设备100的功能和配置的示例的框图。图像拍摄设备100包括透镜单元110、操作接收单元120、控制器130、操作切换滤波器插入单元300、图像传感器200和信号处理单元140。另外，图像拍摄设备100包括焦点对准确定单元151、透镜驱动量产生单元152、驱动单元153、存储单元160和显示单元170。透镜单元110被配置以将来自被摄体的光(被摄体光)收集到图像传感器200中。 透镜单元110包括变焦透镜111、光圈112和聚焦透镜113。变焦透镜111被配置以通过驱动单元153的驱动在光轴方向上移动以改变焦距， 从而调整拍摄图像中包括的被摄体的放大率。光圈112是用于通过驱动单元153的驱动来改变光圈度从而调整入射在图像拍摄设备100上的被摄体光的光量的覆盖材料。聚焦透镜113被配置以通过驱动单元153的驱动在光轴方向上移动以经由光轴方向上的移动来调整焦点。操作接收单元120被配置以从用户接收操作。例如，在按下快门按钮121(图2A 和图2B中所示)的情况下，操作接收单元120将关于按下的信号作为操作信号提供到控制器 130。控制器130被配置以控制图像拍摄设备100的各组件的操作。例如，控制器130控制图像传感器200的图像拍摄操作。另外，在设置图像拍摄设备100的拍照模式以根据相位差检测方法执行焦点对准确定的情况下，控制器130产生指示执行进行焦点对准确定的操作(相位差检测操作)的状态的信号(相位差检测操作信号)。这里，相位差检测方法是瞳孔分割经过图像拍摄透镜的光以产生一对图像并测量(检测相位差)所产生的图像之间的间隔(图像之间的位移量)以检测焦点对准程度的焦点检测方法。接着，控制器130经由信号线131将相位差检测操作信号提供到焦点对准确定单元151、操作切换滤波器插入单元300和信号处理单元140。另外，在通过完全按下快门按钮来提供操作信号的情况下，控制器130产生指示执行进行在存储单元160中记录静态图像的操作(静态图像拍摄操作)的状态的信号(静态图像拍摄操作信号)。接着，控制器130经由信号线131将静态图像拍摄操作信号提供到焦点对准确定单元151、操作切换滤波器插入单元300和信号处理单元140。另外，在结束记录静态图像的操作的情况下，控制器130将相位差检测操作信号提供到经由信号线131 连接的各组件。在执行相位差检测的情况下，操作切换滤波器插入单元300将操作切换滤波器 (图2A和图2B中所图示的操作切换滤波器311)插入到在图像传感器200上入射的被摄体光的光路径中。这里，操作切换滤波器是不透射预定波长范围中的光的光学滤波器。在从控制器130提供相位差检测操作信号的情况下，操作切换滤波器插入单元300将操作切换滤波器插入到光路径中。另外，在从控制器130提供静态图像拍摄操作信号的情况下，操作切换滤波器插入单元300将操作切换滤波器从光路径中卸下。另外，操作切换滤波器到光路径中的插入将参照图2A和图2B进行描述。另外，将参照图7A和图7B描述操作切换滤波器的特性。
图像传感器200是将经过透镜单元110的被摄体光进行光电转换为电信号的图像拍摄装置。图像传感器200例如以CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器、(XD(电荷耦合器件)传感器等来实现。图像传感器200将经由光电转换产生的电信号提供到信号处理单元140。另外，将参照图3到图8描述图像传感器200。信号处理单元140被配置以对从图像传感器200提供的电信号施加各种信号处理。例如，在从控制器130提供相位差检测操作信号的情况下，信号处理单元140产生用于基于像素(所述像素产生用于相位差检测的信号)的输出信号来检测相位差的数据(相位差检测数据)。接着，信号处理单元140将所产生的相位差检测数据提供到焦点对准确定单元151。另外，在提供相位差检测操作信号的情况下，信号处理单元140产生实况视图的图像的数据(实况视像数据)，其实时地显示由图像传感器200接收到的被摄体图像。 接着，信号处理单元140将所产生的实况视像数据提供到显示单元170，以在显示单元 170的显示屏上显示该实况视图。另外，在从控制器130提供静态图像拍摄操作信号的情况下，信号处理单元140产生静态图像的数据(静态图像数据)。接着，信号处理单元140 将所产生的静态图像数据提供到存储单元160，以将静态图像数据存储在存储单元160中。 另外，将参照图16A到图16C描述由信号处理单元140产生的相位差检测数据。另外，信号处理单元140是各实施例中公开的图像产生单元、记录控制器和显示控制器的示例。焦点对准确定单元151基于从信号处理单元140提供的相位差检测数据确定焦点是否与要聚焦的目标对象(焦点对准目标对象)一致。在焦点与进行聚焦的区域(聚焦区域)中的对象(焦点对准目标对象)一致的情况下，焦点对准确定单元151将指示焦点一致的信息作为焦点对准确定结果信息提供到透镜驱动量产生单元152。另外，在焦点不与聚焦区域中的对象(焦点对准目标对象)一致的情况下，焦点对准确定单元151计算焦点位移量(散焦量)，并将指示计算出的散焦量的信息设置为焦点对准确定结果信息。透镜驱动量产生单元152基于从焦点对准确定单元151输出的焦点对准确定信息来产生指示聚焦透镜113的驱动量的驱动量信号。在焦点一致的情况下，透镜驱动量产生单元152产生用于维持聚焦透镜113的当前位置的驱动量信号。另外，在焦点不一致的情况下，透镜驱动量产生单元152基于指示散焦量的焦点对准确定结果信息和聚焦透镜113 的位置信息，来计算聚焦透镜113的驱动量(移动距离)。接着，透镜驱动量产生单元152 产生用于将聚焦透镜113移动(控制)计算出的驱动量的驱动量信号，并将所产生的驱动量信号提供到驱动单元153。驱动单元153被配置以驱动变焦透镜111、光圈112和聚焦透镜113。例如，驱动单元153基于从透镜驱动量产生单元152提供的驱动量信号来移动聚焦透镜113。例如，驱动单元153根据PID (比例积分微分)控制方法来驱动用于驱动每一个透镜的每一个电机。存储单元160被配置以记录从信号处理单元140提供的静态图像数据。例如，作为存储单元160，可以使用诸如DVD(数字多功能盘)的盘或诸如半导体存储器(如存储卡) 的可拆卸记录介质(一个记录介质或多个记录介质)。另外，记录介质可以内置于图像拍摄设备100中，或者可以将记录介质可拆卸地提供到图像拍摄设备100。另外，存储单元160 是各实施例中公开的记录控制器的示例。显示单元170被配置以显示图像。例如，显示单元170以彩色液晶显示面板实现。 例如，在从信号处理单元140提供实况视像数据的情况下，显示单元170显示实况视像。[操作切换滤波器的位置示例]图2A和图2B是图示操作切换滤波器关于入射在根据本公开第一实施例的图像拍摄设备100上的被摄体光的位置示例的示意性横截面图。另外，在图2A和图2B中，在图像拍摄设备100是单镜头反射相机的假设下进行描述。图2A图示在从控制器130提供相位差检测操作信号的情况下(在相位差检测操作设置时段中)，操作切换滤波器(操作切换滤波器311)的位置示例。图2A是图像拍摄设备100的横截面图，并图示了未按下的快门按钮(快门按钮121)、显示单元170的显示屏 (液晶显示屏171)和图像传感器200。另外，图2A图示了操作切换滤波器插入单元300的滤波器(操作切换滤波器311)、透镜单元110中包括的透镜的光轴(光轴LU)和指示光通过的范围的两条线(线Lll和L13)。另外，介于线Lll和L13之间的范围指示入射在图像传感器200上的光通过的范围。如图2A所示，在相位差检测操作设置时段中，将操作切换滤波器311插入到被摄体光的光路径中，以便入射在图像传感器200上的所有光经过操作切换滤波器311。图2B图示了在从控制器130提供静态图像拍摄操作信号并且拍摄静态图像的情况下(在静态图像拍摄操作设置时段中)，操作切换滤波器311的位置示例。这里，由于除了操作切换滤波器311的位置不同且按下了快门按钮121之外，图2B类似于图2A，因此省略描述。如图2B所示，在静态图像拍摄操作设置时段中，将操作切换滤波器311从被摄体光的光路径中卸下，以便入射在图像传感器200上的所有光不经过操作切换滤波器311。另外，在图2A和图2B中，尽管图示了操作切换滤波器311，以便操作切换滤波器 311与单镜头反射相机的反光镜(mirror) —起提升，但是本公开的实施例不限于此。例如，在单镜头反射相机的主体内部，通过在左/右方向或上/下方向上滑动操作切换滤波器311，可以将操作切换滤波器311插入到光路径中，并且将操作切换滤波器311从光路径卸下。另外，在集成镜头的相机中，可以配置诸如内置ND滤波器的透镜部分，以便插入或拆卸。[图像传感器中像素的排列示例]图3是图示根据本公开第一实施例的图像传感器200中包括的芯片上滤色器的颜色排列的示例的示意图。在图3中，为了便于描述，通过使用多个像素(8行Xll列的像素)作为组成图像传感器200的像素的一部分来进行描述。另外，在图3中，一个像素由一个圆圈表示，并且在圆圈中写入指示像素中可能包括的滤色器的参考数字(R、Gs、Gl和B)。另外，在图3中，在将左/右方向设置到χ轴且将上/下方向设置到y轴的χ和y 轴的假设下进行描述。另外，将图像传感器200的信号读取方向设置到χ轴方向(换言之， 以行为单元读取信号)。图3图示了作为图像传感器200的像素的、包括蓝色滤色器的像素(B(蓝色)像素200)和包括两种类型的绿色滤色器的像素(G(绿色)像素230)。另外，图3还图示了作为图像传感器200的像素的、包括红色滤色器的像素(R(红色)像素M0)。如图3所示，B像素220、G像素230、G像素231和R像素MO以阵列放置，以便交替并重复其中交替地排列B像素220和G像素230的行和其中交替地排列R像素240和G像素231的行。另外，放置G像素230和G像素231以便在斜线方向上彼此靠近。换言之， 芯片上滤色器的颜色排列以拜耳阵列配置。换言之，在图像传感器200中，不放置仅用于相位差检测的像素。接着，通过参照图4A和图4B关注区域211 O像素X 2像素)中包括的像素，来描述根据本公开第一实施例的颜色排列。图4A和图4B是图示根据本公开第一实施例的图像传感器200的区域211中芯片上滤色器的颜色排列的示例以及现有技术中颜色排列的示例的示意性顶视图。另外，在图4A和图4B以及下面的图中，在将左/右方向设置到χ轴且将上/下方向设置到y轴的χ和y轴的假设下进行描述。另外，将信号读方向设置到χ轴方向(换言之，以行为单元读信号)。在图4A中，通过使用2行X2列的像素来图示现有技术中芯片上滤色器的颜色排列。在图4A中，在左上部分和右上部分中放置包括一种类型的绿色滤色器的像素(G像素 290)；在左下部分中放置R像素M0;并且在右上部分中放置B像素220。以这种方式，关于现有技术中的图像传感器的图像拍摄像素中包括的芯片上滤色器，绿色滤色器是一种类型，并且以拜耳阵列放置三种颜色蓝色、绿色和红色。在图4B中，通过使用图3的区域211中图示的2行X2列的像素来图示根据本公开第一实施例的芯片上滤色器的颜色排列。在图4B中，在左上部分中放置G像素230 ；在右下部分中放置G像素231 ；在左下部分中放置R像素MO ；并且在右上部分中放置B像素 220。这里，描述G像素230和G像素231。在G像素230中，其左半部分(χ轴的负侧)是放置(is (短波长绿色)滤波器的表面(Gs (短波长绿色)滤波器表面23幻。另外，在G像素230中，其右半部分(χ轴的正侧) 是放置Gl (长波长绿色)滤波器的表面(Gl (长波长绿色)滤波器表面23 。另一方面，在 G像素231中，其左半部分(χ轴的负侧)是Gl滤波器表面233，并且其右半部分(χ轴的正侧)是滤波器表面232。另外，G像素230和231是各实施例中公开的第一像素和第二像素的示例。以这种方式，在图像传感器200中，放置两个G像素(G像素230和G像素231)，其中像素中两种类型的滤色器的位置彼此相反。换言之，在G像素230和231中，并排放置(is 滤波器和Gl滤波器。另外，G像素231是通过切换G像素230的滤波器的位置而获得的像素。另外，将参照图5A和图5B描述(is (短波长绿色)滤波器和Gl (长波长绿色)滤波器。[芯片上滤色器(on-chipcolor filter)的光谱特性的示例]图5A和图5B是图示根据本公开第一实施例的芯片上滤色器的光谱特性的示例以及现有技术中芯片上滤色器的光谱特性的示例的曲线图。在图5A中，在曲线图中图示现有技术中的芯片上滤色器中滤色器的光谱特性，其中将水平轴设置为指示光的波长的轴，而将垂直轴设置为指示滤波器的透射率的轴。在图 5A中，作为滤色器的特性，图示了蓝色滤波器(B(蓝色)滤波器22 的特性、绿色滤波器 (G(绿色)滤波器四幻的特性和红色滤波器(R(红色)滤波器对幻的特性。B (蓝色)滤波器225是关于从大约400nm到大约500nm的波长范围中的光具有高透射率的滤波器。换言之，以B(蓝色)滤波器225覆盖的像素(图2A中的B像素220)接收从大约400nm到大约500nm的波长范围中的光。G (绿色)滤波器295是关于从大约470nm到大约580nm的波长范围中的光透射率高的滤波器。换言之，以G(绿色)滤波器295覆盖的像素(图2A中的G像素四0)接收从大约470nm到大约580nm的波长范围中的光。R (红色)滤波器245是关于从大约560nm到大约660nm的波长范围中的光透射率高的滤波器。换言之，以R(红色)滤波器245覆盖的像素(图2A中的R像素M0)接收从大约470nm到大约570nm的波长范围中的光。以这种方式，在现有技术中的芯片上滤色器中，在每一个像素中放置具有不同光谱灵敏度(光谱特性)的三个滤波器之一。在图5B中，在曲线图中图示根据本公开第一实施例的芯片上滤色器的光谱特性， 其中将水平轴设置为指示光的波长的轴，而将垂直轴设置为指示滤波器的透射率的轴。在图5B中，作为滤色器的特性，图示了 B (蓝色)滤波器225的特性、Gs滤波器(Gs (短波长绿色)滤波器236)的特性、Gl滤波器(Gl (长波长绿色)滤波器237)的特性和R (红色) 滤波器M5的特性。另外，由于B (蓝色)滤波器225和R(红色)滤波器M5的特性与图5A中所示的那些相同，因此省略描述。Gs (短波长绿色)滤波器236是关于从大约470nm到大约525nm的波长范围中的光透射率高的滤波器。Gs (短波长绿色)滤波器236关于比实质上二分图5A中所示的G(绿色)滤波器295主要透射的光(从大约470nm到大约580nm)的波长(525nm)短的波长范围中的光具有高透射率。Gl (长波长绿色)滤波器237是关于从大约525nm到大约580nm的波长范围中的光透射率高的滤波器。Gl (长波长绿)滤波器237关于比实质上二分图5A中所示的G(绿色)滤波器295主要透射的光的波长(525nm)长的波长范围中的光具有高透射率。另外， Gs滤波器236和Gl滤波器237是各实施例中公开的第一滤波器和第二滤波器的示例。以这种方式，Gs滤波器236和Gl滤波器237是具有其中透射在通过二分G滤波器295透射的绿色光获得的波长范围之中的一个波长范围中的光(遮蔽所述一个波长范围中的光以外的光)的光谱特性的滤波器。换言之，在其一半部分中包括滤波器236和Gl 滤波器237的像素(G像素230)接收经由(is滤波器236透射的光(从大约470nm到大约 525nm)以及经由Gl滤波器237透射的光(从大约525nm到大约580nm)。由于遮蔽入射在 Gs滤波器236的表面上的光之中从大约525nm到大约580nm的光，并且遮蔽入射到Gl滤波器237的表面上的光之中从大约470nm到大约525nm的光，因此在现有技术中，G像素230 接收比G像素290更少量的光。另外，图5A和图5B中所示的波长是示例性的波长。关于(is滤波器236和Gl滤波器237，如图5A和图5B所示，滤波器可以是通过其，将由G像素接收到的波长划分为两个波长的滤波器。[像素的配置示例]图6A、图6B、图7A和图7B是图示根据本公开第一实施例的像素示例以及现有技术中的焦点检测像素的示例的示意性顶视图。图6A和图6B是根据本公开的第一实施例，图示B像素220、G像素230、G像素231和R像素MO的公共结构的顶视图(像素400)以及图示遮蔽B像素220和R像素240上的光的入射的光遮蔽部分和其上入射光的开口部分的顶视图。图6A图示从像素(像素400)的上表面的图像示例，其图示了对于B像素220、G像素230、G像素231和R像素240公共的结构。图6A图示在像素400上放置的微透镜(微透镜401)和像素400的光接收装置402。在图6A中，在经过微透镜401的中心位置且与光轴方向平行的轴Ll与光接收装置402的光接收表面的交叉点设置为原点，并且将图像传感器200的长侧方向设置为χ轴而将其短侧方向设置为y轴的χ和y坐标的假设下进行描述。微透镜401被配置以收集至光接收装置402的、照射在像素400上的光(被摄体光)。放置微透镜401，以便微透镜401的中心和光接收装置402的中心位于相同的轴上。光接收装置402被配置以将接收到的光转换(光电转换)为电信号，以产生具有根据接收到的光量的强度的电信号。例如，光接收装置402以光电二极管(PD)构造。以这种方式，通过向具有相同配置的像素提供不同的滤波器来实现B像素220、G 像素230、G像素231和R像素240。通过关注在其上入射光的部分(开口部分411)和遮蔽光的部分(光遮蔽部分 412)，图6B图示了 B像素220和R像素MO的顶视图。另外，图6A图示B像素220和R像素MO的滤波器(B滤波器225和R滤波器M5)。开口部分411以圆形(具有与微透镜401的尺寸相等的尺寸)形成，以便由微透镜401收集的光不会遮蔽，并且不必要的光不会入射。另一方面，形成光遮蔽部分412，以便不必要的光不会入射在开口部分411的周围上。另外，形成B滤波器225和R滤波器M5，以便经过微透镜401的所有光通过，并且覆盖开口部分411的整个表面。如图6B所示，入射在B像素220的光接收装置402上的光经过B滤波器225，并且入射在R像素240的光接收装置402上的光经过R滤波器M5。图7A和图7B是图示产生用于现有技术中的相位差检测的输出信号的像素(焦点检测像素)和产生用于根据本公开第一实施例的相位差检测的输出信号的像素⑷像素230 和G像素231)的顶视图。通过关注在其上入射光的部分(开口部分493)和遮蔽光的部分(光遮蔽部分 492)，图7A图示了现有技术中的焦点检测像素(焦点检测像素490和491)的顶视图。另外，假设像素的结构与图6A所示的像素400的结构相同。关于焦点检测像素490，其左半部分(χ轴的负侧)被整体遮蔽，而其右半部分(X 轴的正侧)以微透镜的右半部分的形状打开。另一方面，关于焦点检测像素491，其左半部分(χ轴的负侧)以微透镜的左半部分的形状打开，而其右半部分(X轴的正侧)被整体遮蔽。如图7A所示，关于现有技术中的相位差检测，通过使用打开的相反像素(焦点检测像素490和焦点检测像素491)来执行相位差检测。通过关注在其上入射光的部分(开口部分411)和遮蔽光的部分(光遮蔽部分 412)，图7B图示了 G像素230和G像素231的顶视图。另外，图7B图示了 G像素230和G像素231中包括的(is滤波器236和Gl滤波器237。G像素230和G像素231中的开口部分411和光遮蔽部分412与图6B中所示的B 像素220和G像素240相同。另外，如图7B所示，关于G像素230，其左半部分(通过使用经过图6A中所示的光接收装置402的中心的直线(y轴)作为分割线)以滤波器236覆盖，而其右半部分以 Gl滤波器237覆盖。另一方面，关于G像素231，其左半部分以Gl滤波器237覆盖，而其右半部分以滤波器236覆盖。换言之，除了 G像素230和G像素231包括两种类型的滤波器之外，G像素230和 G像素231与B像素230和R像素240相同。相反，关于用于现有技术中的相位差检测的像素(焦点检测像素490和491)，光遮蔽部分492的尺寸等不同。[检测相位差的像素的配置示例]图8A和图8B是图示根据本公开的第一实施例的G像素230的示例和现有技术中的焦点检测像素490的示例的示意性横截面图。另外，在本公开的第一实施例中，图像传感器200是前表面照射型图像拍摄装置。图8A示意性地图示用于现有技术中的相位差检测的像素(焦点检测像素490)的横截面配置。图8A图示在将图8A的左/右方向设置为图7A中所示的焦点检测像素490 的左/右方向(χ轴方向)的情况下的横截面配置。通过关注用于连接到各电路的各布线(布线494和布线495)和焦点检测像素490 中的光接收装置496，图8A图示了焦点检测像素490的横截面图。另外，将入射在焦点检测像素490上的光收集到光接收装置496的微透镜497被示为在焦点检测像素490之上。另外，在图8A中，假设焦点检测像素490不包括滤色器。布线494和布线495是用于连接到焦点检测像素490中的各电路的布线。在图8A 中，关于每一条布线494和布线495，在光轴的方向上以层结构放置三条布线。另外，在图像传感器200中，将布线494和布线495放置在图像传感器200前表面侧(关于光接收装置 496放置微透镜497的一侧)。换言之，将布线494和布线495放置在微透镜497和光接收装置496之间。布线494和布线495具有遮蔽光的功能。在布线494中，包括突出到靠近微透镜497的光轴(轴Li)的位置的一条布线。在光接收装置496和微透镜497之间制造该突出，以便覆盖光接收装置496的左半部分。另一方面，不将布线495放置在从微透镜497到光接收装置496的被摄体光的光路径上，而是将其放置在光路径周围。以这种方式，由于配置布线494以便遮蔽光，并且配置布线495以便不遮蔽光，因此通过图7A中所示的顶视图来图示焦点检测像素490。另外，由于除了突出布线处于布线495—侧之外，焦点检测像素491与焦点检测像素490相同，因此省略其描述。图8B图示G像素230的示意性横截面配置。图8B图示在将图8B的左/右方向设置为图7B中所示的G像素230的左/右方向(χ轴方向)的情况下的横截面配置。通过关注用于连接到光接收装置402中的各电路的布线(布线403和布线404)、 G像素230中的(is滤波器236和Gl滤波器237，图8B图示了 G像素230的横截面图。另外，将收集至光接收装置402的、入射在G像素230上的光的微透镜401示为在G像素230
15之上。与图8A中所示的布线494和布线495类似，布线403和布线404是用于连接到G 像素230中的各电路的布线。在图8B中，关于每一条布线403和布线404，在光轴的方向上以层结构布置三条布线。另外，与布线494和布线495类似，在微透镜401和光接收装置 402之间放置布线403和布线404以具有遮蔽光的功能。不将布线403和布线404放置在从微透镜401到光接收装置402的光的光路径上， 而是将其放置在光路径的周围。以这种方式，由于配置布线403和布线404以便不遮蔽光， 因此由图7B中所示的顶视图来图示G像素230。另外，在G像素230中，与图8A中所示的微透镜497的表面相比，入射光入射在其上的微透镜401的表面(上球形表面)位于进一步与光接收装置402分开的位置。该位置是这样的位置，以便从微透镜401的左侧入射的光经过Gl滤波器237，并且从右侧入射的光经过滤波器236。换言之，将(is滤波器236和Gl滤波器237放置在微透镜401和光接收装置496之间的位置处，以便分割光以形成一对瞳孔分割的图像。另外，由于除了 (is滤波器236和Gl滤波器237的位置相反之外，G像素231与G 像素230相同，因此省略其描述。将图8B中所示的G像素230和231放置在图像传感器200中，作为用于图像拍摄绿色和产生用于相位差检测的输出信号的像素。[操作切换滤波器的光谱特性的示例]图9是图示根据本公开第一实施例的操作切换滤波器311的光谱特性的示例的曲线图。在图9中，图5B中所示的(is滤波器236和Gl滤波器237的光谱特性图示在上面的曲线图中，而操作切换滤波器311的光谱特性图示在下面的曲线图中。另外，由于所示曲线图的垂直轴和水平轴与图5A和图5B中所示的曲线图的垂直轴和水平轴相同，因此省略其描述。操作切换滤波器311是仅遮蔽(is滤波器236主要透射的波长范围(从大约470nm 到大约525nm)中的光的光学滤波器。另外，操作切换滤波器311是各实施例中公开的光遮蔽滤波器的示例。在相位差检测操作设置时段中，将操作切换滤波器311插入到朝着图像传感器 200的被摄体光的光路径中。另外，在静态图像拍摄操作设置时段中，将操作切换滤波器 311从朝着图像传感器200的被摄体光的光路径卸下。[相位差检测操作中G像素上的入射光的示例]参照图10和图11，描述根据本公开第一实施例的相位差检测操作中G像素上入射的光。另外，在图10和图11以及下面的图中，(^滤波器236主要透射的从470nm到 525nm的光称为(is光，并且Gl滤波器237主要透射的从525nm到580nm的光称为Gl光。图10是图示根据本公开第一实施例的相位差检测操作中朝着G像素230的(is光的光路径的示意性图像的图。图10图示了图8B中所示的G像素230和微透镜401的横截面图以及操作切换滤波器311的横截面图。另外，图10图示了发射瞳孔E1、通过由光接收装置402的右半部分(x轴的正侧)接收到的光的区域(区域Rl)以及通过由光接收装置402的左半部分(χ 轴的负侧)接收到的光的区域(区域R2)。另外，经过区域Rl和区域R2的(is光所经过的范围由从区域延伸的虚线所夹的区域所示。如图10所示，在相位差检测操作设置时段中，将操作切换滤波器311从透镜单元 110插入到对于图像传感器200的光路径中。因此，光由操作切换滤波器311遮蔽，并且 G像素230不能接收到(is光。图11是图示在根据本公开第一实施例的相位差检测操作中朝着G像素230的Gl 光的光路径的示意性图像的图。由于除了代替(is光图示Gl光之外，图11与图10相同，因此省略Gl光以外的配置的描述。在图11中，代替图10中所示的区域Rl和区域R2，图示通过由光接收装置402的右半部分接收到的Gl光的区域(区域旧)和通过由光接收装置402的左半部分接收到的 Gl光的区域(区域R4)。另外，在图11中，经过区域R3和区域R4的Gl光通过的范围由从区域延伸的虚线所夹的区域图示。另外，在发射瞳孔El的位置方面，区域R3和区域R4与图10中所示的区域Rl和区域R2相同。现在，通过关注Gl光经过的滤波器，描述相位差检测操作中入射在光接收装置 402上的Gl光。由于Gl光不具有由操作切换滤波器311遮蔽的波长，因此Gl光经过操作切换滤波器311。接着，Gl光由微透镜401收集，并且到达覆盖G像素230的一半部分的(is滤波器236和Gl滤波器237。尽管(is滤波器236不透射Gl光，但是由于Gl滤波器237透射 Gl光，因此光接收装置402仅接收经过区域R3的Gl光。[静态图像拍摄操作中G像素上的入射光的示例]参照图12和图13，描述根据本公开第一实施例的静态图像拍摄操作中入射在G像素上的光。图12是图示根据本公开第一实施例的静态图像拍摄操作中朝着G像素230的(is 光的光路径的示意性图像的图。与图11类似，图12图示G像素230和微透镜401的横截面图，并且图12还图示了发射瞳孔E1、区域R1、区域R2和经过区域Rl和区域R2的(is光。现在，通过关注(is光经过的滤波器来描述在静态图像拍摄操作中入射在光接收装置402上的(is光。由于在静态图像拍摄操作中从光路径中卸下操作切换滤波器311，因此在插入操作切换滤波器311的位置处不遮蔽(is光，并且(is光到达微透镜401。接着，由微透镜401 收集光，并且(is光到达覆盖G像素230的一半部分的(is滤波器236和Gl滤波器237。 尽管滤波器236透射(is光，但是由于Gl滤波器237不透射(is光，因此光接收装置402 仅接收经过区域R2的Gl光。图13是图示在根据本公开第一实施例的静态图像拍摄操作中朝着G像素230的 Gl光的光路径的示意性图像的图。由于除了图示Gl光而非(is光之外，图13与图12相同，因此省略Gl光以外的配置的描述。
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现在，通过关注Gl光经过的滤波器，描述在相位差检测操作中入射在光接收装置 402上的Gl光。Gl光由微透镜401收集，并且此后Gl光到达(is滤波器236和Gl滤波器237。尽管(^s滤波器236不透射Gl光，但是由于Gl滤波器237透射Gl光，因此光接收装置402仅接收经过区域R3的Gl光。[相位差检测操作与静态图像拍摄操作之间入射在G像素上的G光的比较]参照图14和图15，描述根据本公开第一实施例的相位差检测操作和静态图像拍摄操作中入射在G像素上的G光。图14是图示在根据本公开第一实施例的相位差检测操作中G像素230上的入射光的示意性图像的图。图14统一地图示图10和图11中描述的内容。在图14中，图示了经过图10中所示的区域R2的(is光和经过图11中所示的区域R3的Gl光。如图14所示，在相位差检测操作中，G像素230仅接收经过区域R3(其为发射瞳孔El中的左侧区域)的Gl光。另外，由于G像素231的滤波器的位置与G像素230的滤波器的位置相反，因此G 像素231仅接收经过区域R4(其为发射瞳孔El中的右侧区域)的Gl光。图15是图示在根据本公开第一实施例的静态图像拍摄操作中G像素230上的入射光的示意性图像的图。图15集中地图示了图12和图13中描述的内容。在图15中，图示了经过图12中所示的区域R2的(is光和经过图13中所示的区域R3的Gl光。如图15所示，在静态图像拍摄操作中，G像素230接收经过区域R3(其为发射瞳孔El中的左侧区域)的Gl光和经过区域R2(其为发射瞳孔El中的右侧区域)的(is光。另外，由于G像素231的滤波器的位置与G像素230的滤波器的位置相反，因此G 像素231接收经过区域R4 (其为发射瞳孔El中的右侧区域)的Gl光和经过区域Rl (其为发射瞳孔El中的左侧区域)的(is光。这里，集中地进行关于相位差检测操作和静态图像拍摄操作中入射在G像素上的 G光的描述。如图14所示，通过将操作切换滤波器311插入到朝着图像传感器200的被摄体光的光路径中，G像素230仅接收经过发射瞳孔El的左侧的Gl光，并且基于接收到的Gl 光提供输出信号。另外，如图15所示，通过将操作切换滤波器311从光路径卸下，G像素230 接收经过发射瞳孔El左侧的Gl光以及经过发射瞳孔El的右侧的(is光，并且基于接收到的Gl光提供输出信号。换言之，在将操作切换滤波器311插入到光路径中的情况下，G像素230用作如图 14所示的相位差检测像素，并且在将操作切换滤波器311从光路径卸下的情况下，操作切换滤波器311用作图像拍摄像素。另外，关于G像素230，假设微透镜401的焦点位于光接收装置402的前表面上，并且经过发射瞳孔El右侧的光由光接收装置402的左半部分接收，而且经过发射瞳孔El左侧的光由光接收装置402的右半部分接收。然而，本公开的实施例不限于此，而是经过发射瞳孔El右侧的光可以经过(is滤波器236以由光接收装置402接收，并且经过发射瞳孔El 左侧的光可以经过Gl滤波器237以由光接收装置402接收。例如，可以考虑将微透镜401 的焦点位置设置为从光接收装置402更靠近滤波器的位置。
[相位差检测的示例]图16A到图16C是图示根据本公开第一实施例，在将焦点与被摄体之后的位置对准的情况下相位差检测的示例的图。图16A到图16C示意性地描述了到焦点对准确定单元 151基于相位差检测操作设置时段中的图像拍摄数据检测焦点位移时的时间的流程。在图16A中，以曲线图示意性地图示了基于G像素230的输出信号产生的相位差检测数据，在所述曲线图中将水平轴设置为图像传感器200中G像素230的像素位置，并且将垂直轴设置为指示G像素230的输出信号的强度的输出灰度级。在曲线图中，关于在预定一行中排列的多个G像素230(例如，参照图3)的输出信号，图示了指示位置处于图像传感器200右侧的G像素230的输出信号强的数据(G像素230输出信号分布数据511)。在将焦点与被摄体之后的位置对准的情况下，G像素230输出信号分布数据511指示在焦点对准时段中图像传感器200的中心部分中的G像素230检测到的光由放置在图像传感器200 右侧的G像素230检测到。现在，描述在相位差检测操作设置时段中G像素230的输出信号。由于在相位差检测操作设置时段中G像素230接收从微透镜401的左侧入射的Gl光，因此图16A的曲线示了在图像传感器200的行方向上从发射瞳孔(参照图11的发射瞳孔El)的左侧入射的Gl光的强度分布。在图16A到图16C中，由于图像拍摄设备处于焦点与被摄体之后的位置对准的状态，因此与焦点对准时段的光相比，从图像拍摄透镜左侧入射的光在光进一步进行到右侧之后被接收。换言之，G像素230输出信号分布数据511变为通过向右移位焦点对准时段的输出信号分布数据而获得的输出信号分布数据。在图16B中，以曲线图示意性地图示了基于G像素231的输出信号产生的相位差检测数据，在所述曲线图中将水平轴设置为图像传感器200中G像素231的像素位置，并且将垂直轴设置为指示G像素231的输出信号的强度的输出灰度级。在曲线图中，关于在与G 像素230 (其输出图16A的相位差检测数据)的行靠近的一行中排列的多个G像素231的输出信号，图示了指示位置处于图像传感器200左侧的G像素231的输出信号强的数据。在将焦点与被摄体之后的位置对准的情况下，数据(G像素231输出信号分布数据51 指示在焦点对准时段中图像传感器200的中心部分中的G像素231检测到的光由放置在图像传感器200左侧的G像素231检测到。现在，描述在相位差检测操作设置时段中G像素231的输出信号。由于在相位差检测操作设置时段中G像素231接收从微透镜401的右侧入射的Gl光，因此图16B的曲线示了在图像传感器200的行方向上从发射瞳孔(参照图11的发射瞳孔El)的右侧入射的Gl光的强度分布。在图16A到图16C中，由于图像拍摄设备处于焦点与被摄体之后的位置对准的状态，因此与焦点对准时段的光相比，从图像拍摄透镜右侧入射的光在光进一步进行到左侧之后被接收。换言之，G像素231输出信号分布数据512变为通过向左移位焦点对准时段的输出信号分布数据而获得的输出信号分布数据。将图16A和图16B中所示的相位差检测数据从信号处理单元140提供到焦点对准确定单元151。在图16C中，以曲线示了在执行焦点检测时的处理内容，在所述曲线图中将水平轴设置为图像传感器200中的G像素230和G像素231的像素位置，并且将垂直轴设置为指示G像素230和G像素231的输出信号的强度的输出灰度级。曲线示了图16A所示的G像素230输出信号分布数据511和图16B中所示的G像素231输出信号分布数据 512。另外，图16C的曲线示了 G像素230输出信号分布数据511与G像素231输出信号分布数据512之间的峰值位移(图像间隔Al)。现在，描述在相位差检测操作设置时段中焦点对准确定单元151的焦点对准确定。焦点对准确定单元151计算图像间隔Al并根据计算出的图像间隔Al计算散焦量。接着，焦点对准确定单元151将指示计算出的散焦量的信息作为焦点对准确定结果信息提供到透镜驱动量产生单元152。以这种方式，通过将操作切换滤波器311插入到朝着图像传感器200的被摄体光的光路径中，焦点对准确定单元151可以基于G像素230和G像素231的输出信号来执行焦点对准确定。[实况视像产生的示例]图17A和图17B是图示根据本公开第一实施例的信号处理单元140中实况视像产生的示例的图。另外，在图17A中，为了便于描述，假设被摄体光在所有波长中具有相同的光量。另外，由于G像素231与G像素230相同，因此这里仅描述G像素230。在图17A中，在相位差检测操作设置时段中由G像素230接收到的光和在校正处理中由G像素230接收到的光示意性地图示在曲线图中，在所述曲线图中将水平轴设置为指示光的波长的轴，并且将垂直轴设置为指示由G像素230接收到的光量的轴。图17A图示了指示在每一波长中由G像素230接收到的光量的曲线(G像素230的接收光量531)和指示通过由G像素230的接收光量531指示的光量的校正、由G像素230接收到的光量的曲线(已校正的接收光量532)。G像素230的接收光量531指示在光的每一波长中，在相位差检测操作设置时段中，G像素230接收的光的量。在图17A中，由于在所有波长中具有相同光量的光是被摄体光，因此G像素230的接收光量531图示了与图5A和图5B中所示的Gl滤波器237的光谱特性相同的曲线。已校正的接收光量532指示在光的每一波长中，基于G像素230的接收光量531， 在信号处理单元140的校正处理中G像素230接收的光的量。已校正的接收光量532图示了在每一波长中，与指示由G像素(参照图4A和图4B中的G像素四0)接收到的光量的曲线相同的曲线，所述G像素包括现有技术中的G滤波器(参照图5A和图5B中的G滤波器 295)。另外，已校正的接收光量532图示了与G像素(其整个表面以现有技术中的G滤波器覆盖)接收到的光量接近的光量。换言之，信号处理单元140基于在相位差检测操作设置时段中由G像素230接收到的光量执行校正，其计算由包括现有技术中的G滤波器的G 像素接收到的光量。图17B示意性地图示G像素230的输出信号(其在图17A所示的校正处理中被校正)以及在显示单元170上显示的实况视像。图17B所示的条形示了 G像素230 的输出信号(G像素230的输出信号Bi)和在关于G像素230的输出信号Bl的校正处理之后的信号(已校正信号B2)，其中将垂直轴设置为指示输出信号的灰度级的轴。另外，图17B 中所示的图像示意性地图示显示单元170上显示的实况视像(实况视像551)。G像素230的输出信号Bl示意性地图示G像素230通过接收由图17A中所示的G 像素230的接收光量531指示的光量而产生的输出信号。
已校正信号B2示意性地图示通过校正G像素230的输出信号Bl而产生的输出信号，以便成为当接收到图17A中所示的已校正的接收光量532中所示的光量时的输出信号。 G像素230的输出信号Bl是根据经过G像素230的一半表面的Gl光的输出信号，而已校正信号B2是根据经过G像素230的整个表面的(is光和Gl光的输出信号。因此，与G像素 230的输出信号Bl相比，校正信号B2成为具有高灰度级值(例如，大约四倍值)的信号。 换言之，信号处理单元140通过校正，产生具有与B像素220和R像素240的输出信号匹配的灰度级的G色信号。实况(live)视像551示意性地图示由信号处理单元140产生以显示在显示单元170上的实况视像。在实况视像551中，图示了指示焦点对准确定单元151 执行焦点对准确定的区域的矩形框(聚焦区域阳幻、作为焦点对准确定的目标对象的狗以及作为狗的背景的山。以这种方式，在相位差检测操作中校正G像素230的输出信号，以便在相位差检测操作时段中，实况视像的产生与经由相位差检测的焦点对准处理一起执行。另外，关于在相位差检测操作时段中与经由相位差检测的焦点对准处理一起产生的图像，本公开的实施例不限于作为实况视像的用途。而是，例如，在拍摄运动画面的情况下，可以考虑作为组成运动画面等的图像的用途。[静态图像产生的示例]图18A和图18B是图示了根据本公开第一实施例的信号处理单元140中的静态图像产生的示例的图。另外，在图18A中，为了便于描述，假设被摄体光在所有波长中具有相同光量。另外，由于G像素231与G像素230相同，因此这里仅描述G像素230。在图18A中，在曲线图中示意性地图示在静态图像拍摄时段中由G像素230接收到的光和在校正处理中由G像素230接收到的光，在所述曲线图中将水平轴设置为指示光波长的轴，并且将垂直轴设置为指示由G像素230接收到的光量的轴。图18A图示了指示在每一波长中由G像素230接收到的光量的曲线(G像素230的接收光量561)和指示通过由G像素230的接收光量531指示的光量的校正、由G像素230接收到的光量的曲线(已校正的接收光量562)。G像素230的接收光量561指示在光的每一波长中，在静态图像拍摄操作时段中， G像素230接收的光量。在图18A中，由于在所有波长中具有相同光量的光是被摄体光，因此G像素230的接收光量561图示了通过将图5A和图5B中所示的(is滤波器236和Gl滤波器237的光谱特性相加而获得的曲线。已校正的接收光量562指示在光的每一波长中，基于G像素230的接收光量561， 在信号处理单元140的校正处理中G像素230接收的光量。另外，由于已校正的接收光量 562与图17A中所示的已校正的接收光量532相同，因此这里省略其描述。换言之，信号处理单元140基于在静态图像拍摄操作时段中由G像素230接收到的光量执行校正，其计算由包括现有技术中的G滤波器的G像素接收到的光量。图18B示意性地图示G像素230的输出信号(其在图18A所示的校正处理中被校正)以及在显示单元170上显示的实况视像。图18B所示的条形示了 G像素230 的输出信号(G像素230的输出信号Bll)和在关于G像素230的输出信号Bll的校正处理之后的信号(已校正信号Bi》，其中将垂直轴设置为指示输出信号的灰度级的轴。另外，图18B中所示的图像示意性地图示存储单元160中存储的静态图像(拍摄图像571)。由于除了在存储单元160中产生和存储拍摄图像571之外，图18B中所示的配置与图17B的配置实质相同，因此这里省略其描述。另外，关于静态图像拍摄时段中G像素230 的输出信号的校正，由于待校正的输出信号(G像素230的输出信号Bll)的灰度级值高于实况视像产生时段中的灰度级值，因此可以以高精度执行校正(以提高图像的质量)。以这种方式，通过在静态图像拍摄操作中校正G像素230的输出信号，在静态图像拍摄操作时段中产生静态图像(拍摄图像571)。[图像拍摄设备的操作示例]接着，参照附图描述根据本公开第一实施例的图像拍摄设备100的操作。图19是图示在由根据本公开第一实施例的图像拍摄设备100拍摄静态图像的情况下，图像拍摄处理过程的示例的流程图。首先，由控制器130确定是否由用户做出开始用于拍摄静态图像的图像拍摄操作的命令(步骤S901)。接着，在确定未由用户做出开始用于拍摄静态图像的图像拍摄操作的命令的情况下(步骤S901)，结束图像拍摄处理过程。另一方面，在确定由用户做出开始用于拍摄静态图像的图像拍摄操作的命令的情况下(步骤S901)，在操作切换滤波器插入单元300中，复位操作切换滤波器311的位置(步骤S9(^)。在由于复位使得操作切换滤波器311未插入到图像传感器200上入射的被摄体光的光路径中的情况下，将操作切换滤波器311插入到光路径中。接下来，在图像传感器200中，执行相位差检测和用于产生实况视像的图像拍摄处理(步骤S90;3)。此后，在焦点对准确定单元151中，基于G像素230和G像素231 的输出信号(由图像拍摄处理产生)执行相位差检测处理(步骤S904)。接着，由驱动单元153基于相位差检测处理的结果而调整聚焦透镜113的位置，以执行焦点对准处理(步骤S905)。另外，步骤S904是各实施例中公开的焦点对准确定过程的示例。此后，由信号处理单元140基于所有像素的输出信号(由图像拍摄处理(步骤 S905)产生)来产生实况视像(步骤S906)。接下来，由显示单元170显示所产生的实况视像(步骤S907)。接着，由控制器130确定在操作接收单元120中是否完全按下快门按钮(步骤 S908)。接着，在确定未完全按下快门按钮的情况下(步骤S908)，过程返回到步骤S903。另一方面，在确定完全按下快门按钮的情况下(步骤S908)，在操作切换滤波器插入单元300中，从被摄体光的光路径中卸下操作切换滤波器311(步骤S909)。接下来，由图像传感器200拍摄静态图像(步骤S911)。接着，将由信号处理单元140进行信号处理的静态图像记录在存储单元160中(步骤S912)。此后，在操作切换滤波器插入单元300中， 将操作切换滤波器311插入到被摄体光的光路径中(步骤S913)。另外，步骤S903和步骤 S911是各实施例中公开的信号产生过程的示例。另外，步骤S902和步骤S913是各实施例中公开的光遮蔽过程的示例。另外，步骤S906和步骤S912是各实施例中公开的图像产生过程的示例。另外，步骤S902、步骤S909和步骤S913是各实施例中公开的控制过程的示例。接着，由控制器130确定是否由用户做出结束用于拍摄静态图像的图像拍摄操作的命令(步骤S914)。接着，在确定未由用户做出结束用于拍摄静态图像的图像拍摄操作的命令的情况下(步骤S914)，过程返回到步骤S903。另一方面，在确定由用户做出结束用于拍摄静态图像的图像拍摄操作的命令的情况下(步骤S914)，结束图像拍摄处理过程。另外，步骤S904和S905以及步骤S906和S907中的任意一个可以在其它步骤之前执行。以这种方式，在本公开的第一实施例中，操作切换滤波器311和图像传感器 200(其中，放置能够产生用于相位差检测的信号的G像素(G像素230和231))可以包括在图像拍摄设备100中。图像拍摄设备100根据被摄体光的光路径上操作切换滤波器311 的存在来控制提供到图像传感器200的Gl光的存在，以便在没有专用于相位差检测的像素的情况下，可以执行相位差检测。换言之，在图像传感器200中，所有像素以拜耳阵列排列。 另外，由于不存在相位差检测像素，因此不存在作为缺陷像素处理的像素。换言之，根据本公开的第一实施例，在由用于相位差检测和图像产生的图像传感器产生图像的情况下，可以提高所产生的图像的质量。<2.第二实施例〉在本公开的第一实施例中，描述了前表面照射型图像传感器200的示例。前表面照射型图像传感器200包括滤色器与光接收装置之间的布线层。因此，根据该层的厚度，微透镜的光入射位置(例如，图10到图15中微透镜401的球面)必须与滤色器分离。另外， 随着滤色器与光接收装置之间的间隔变短，微透镜可以更靠近滤色器。因此，在本公开的第二实施例中，参照图20描述在光接收装置的后侧(与光入射表面相对的一侧)中放置布线层的后表面型图像传感器的示例。[相位差检测操作中G像素上的入射光的示例]图20是图示根据本公开第二实施例的相位差检测操作中后表面型图像传感器的 G像素(G像素630)上的入射光的示意性图像的图。图20对应于图14。图20图示了后表面型图像传感器中的G像素(G像素630)和G像素630的微透镜(微透镜601)的横截面图、操作切换滤波器311的横截面图，并且图20还图示了发射瞳孔E1、区域R3和区域R2。另外，由于G像素230和微透镜601以外的组件与图14中的那些相同，因此这里省略描述。G像素630包括用于连接到G像素630、光接收装置602、(}S滤波器236和Gl滤波器237的各电路的布线(布线603和布线604)。由于后表面型图像传感器的缘故，将布线 603和布线604放置在光接收装置602的后表面(微透镜601中包括的表面相对一侧的表面)。换言之，(^滤波器236和Gl滤波器237放置得靠近光接收装置602。另外，由于(is 滤波器236和Gl滤波器237靠近光接收装置602，所以微透镜601的被摄体光的入射表面 (球面)可以放置在根据光接收装置602和滤波器之间的间隔的位置处。换言之，与前表面型图像传感器相比，微透镜601的入射表面与光接收装置602之间的间隔可以缩短。以这种方式，根据本公开的第二实施例，尽管在后表面型图像传感器中不包括专用于相位差检测的像素，但是可以通过图像传感器执行相位差检测。另外，与前表面型图像传感器相比，缩短了微透镜601与光接收装置602之间的距离，以便可以有效地收集朝向光接收装置602的光。<3.第三实施例>
在本公开的第一和第二实施例中，描述了使用遮蔽(is光的操作切换滤波器311的示例。这里，关于焦点对准目标对象，还假设光是主要被摄体光。然而，在本公开的第一和第二实施例中，由于遮蔽光，因此关于焦点对准目标对象(其中，(^光是主要被摄体光)，可以考虑可以不执行焦点检测。现在，参照图21描述使用根据本公开第三实施例的遮蔽Gl光的操作切换滤波器的示例。[遮蔽Gl光的操作切换滤波器的光谱特性的示例]图21是图示根据本公开第三实施例的遮蔽Gl光的操作切换滤波器(操作切换滤波器711)的光谱特性的示例的曲线图。图21对应于图9。操作切换滤波器711是仅遮蔽其中Gl滤波器237的透射率高的波长范围(从大约525nm到大约580nm)中的光的光学滤波器。代替本公开第一实施例中所示的操作切换滤波器311，将操作切换滤波器711插入到图像传感器中被摄体光的光路径中，以便由G像素230和231接收仅经过(is滤波器236透射的(is光。因此，在相位差检测操作时段中，焦点对准确定单元151可以基于由G像素230和G像素231接收到的(is光来执行焦点检测。以这种方式，根据本公开的第三实施例，即使在(is光是主要被摄体光的情况下， 也可以由不包括专用于相位差检测的像素的图像传感器适当地执行焦点检测。<4.第四实施例〉在本公开的第一到第三实施例中，描述了使用透射绿光的(is滤波器236和Gl滤波器237的示例。然而，即使在通过使用经过(is滤波器和Gl滤波器以外的滤波器透射的光来执行相位差检测的情况下，也可以采用本公开的第一到第三实施例。因此，在本公开的第四实施例中，参照图22A和图22B描述这样的示例其中，包括提供有两种类型的滤波器的R像素和遮蔽经过该两种类型的滤波器的一种类型透射的波长的光的操作切换滤波器。[芯片上滤色器的光谱特性的示例和操作切换滤波器的光谱特性的示例]图22A和图22B是图示根据本公开第四实施例的芯片上滤色器的光谱特性的示例和操作切换滤波器的光谱特性的示例的曲线图。在图22A中，在曲线图中图示了根据本公开第四实施例的芯片上滤色器的光谱特性，在所述曲线图中将水平轴设置为指示光波长的轴，并且将垂直轴设置为指示滤波器的透射率的轴。在图22A中，作为滤色器的特性，图示了 B (蓝色)滤波器225的特性、G(绿色) 滤波器四5的特性、Rs滤波器(Rs (短波长红色)滤波器721)的特性和Rl滤波器(Rl (长波长红色)滤波器72 的特性。另外，由于B(蓝色)滤波器225和G(绿色)滤波器295 与图5A中所示的那些相同，因此这里省略描述。Rs滤波器(Rs (短波长红色)滤波器721)是关于从大约560nm到大约610nm的波长范围中的光的透射率高的滤波器。Rs滤波器(Rs (短波长红色)滤波器721)关于比在图 5A和图5B中所示的R(红色)滤波器245主要透射的光(从大约560nm到大约660nm)之中实质上二分透射的光的波长(eiOnm)更短的波长范围中的光具有高透射率。Rl滤波器(IU (长波长红色)滤波器722)是关于从大约610nm到大约660nm的波长范围中的光透射率高的滤波器。IU滤波器(Rl (长波长红色)滤波器722)关于比在图5A和图5B中所示的R(红色)滤波器245主要透射的光之中实质上二分透射的光的波长(eiOnm)更长的波长范围中的光具有高透射率。在本公开的第四实施例中，左半部分以Rs滤波器721覆盖且右半部分以IU滤波器722覆盖的R像素和右半部分以Rs滤波器721覆盖且左半部分以IU滤波器722覆盖的 R像素这两个R像素可以包括在图像传感器中。在图22B中，图示了根据本公开第四实施例的、遮蔽Rs光的操作切换滤波器(操作切换滤波器723)的光谱特性。操作切换滤波器723是仅遮蔽Rs滤波器721的透射率高的波长范围(从大约 560nm到大约eiOnm)中的光的光学滤波器。将操作切换滤波器723插入到图像传感器中被摄体光的光路径中，以便由R像素接收仅经过Rl滤波器722透射的IU光。因此，在相位差检测操作时段中，焦点对准确定单元可以基于由R像素接收到的m光来执行焦点检测。以这种方式，根据本公开的第四实施例，可以由不包括专用于相位差检测的像素的图像传感器基于IU光执行焦点检测。另外，尽管在图22A和图22B中描述了 R像素，但是也可以类似地描述B像素。以这种方式，根据本公开的实施例，可以由不包括专用于相位差检测的像素的图像传感器执行相位差检测。因此，在通过使用用于相位差检测和图像产生的图像传感器来产生图像的情况下，可以提高所产生的图像的质量。另外，在本公开的第一到第四实施例中，在其两个一半部分中包括两种类型的滤波器以便执行相位差检测的像素中，假设两种类型的滤波器在水平方向(X轴方向)上对齐，但是该配置是示例性的。此外，两种类型的滤波器可以在垂直方向(y轴方向)或斜线方向上对齐。另外，也可以考虑这些配置的组合。另外，在本公开的第一到第四实施例中，假设芯片上滤色器以三种类型的滤波器构造，即红色、绿色和蓝色滤波器，但是本公开的实施例不限于此。即使在芯片上滤色器以具有不同光谱特性的滤波器构造的情况下，可以使用以透射具有几乎不与不同滤色器的波长重叠的波长的光的滤波器覆盖的像素，以便可以实现与本公开的第一到第四实施例的那些相同的配置。另外，在本公开的第一到第三实施例中，尽管描述了图像传感器200中的所有绿色像素是以两个滤波器覆盖的像素(G像素230和231)，但是本公开的实施例不限于此。例如，可以考虑以混合的方式放置G像素^0、G像素230和G像素231 (其每一个均以一个G 滤波器覆盖)。另外，本公开实施例中描述的处理过程可以认为是具有处理序列的方法、允许计算机执行处理序列的程序或存储程序的记录介质。作为记录介质，例如，可以使用CD(压缩盘)、MD(迷你盘)、DVD(数字多功能盘)、存储卡、蓝光盘(注册商标)等。本公开包含与于2010年8月3日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-174117中公开的主题有关的主题，将其全部内容通过引用的方式合并在此。本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素可能出现各种修改、组合、 部分组合和变更，只要它们落在所附权利要求或其等价物的范围内即可。
权利要求
1.一种图像拍摄设备，包括图像拍摄装置，其中基于预定规则放置以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素，所述第一滤波器遮蔽在通过二分特定波长范围而获得的波长范围之中的一个第一波长范围中的光以外的光，所述第二滤波器遮蔽在二分的波长范围之中的另一第二波长范围中的光以外的光；光遮蔽滤波器，将其可拆卸地放置在朝着所述图像拍摄装置的被摄体光的光路径中， 并且遮蔽所述第一波长范围中的光；焦点对准确定单元，当将所述光遮蔽滤波器插入到所述光路径中时，基于由所述图像拍摄装置产生的信号，通过相位差检测来执行焦点对准确定；图像产生单元，基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像；以及控制器，基于焦点对准确定的必要或不必要，执行关于所述光路径的所述光遮蔽滤波器的插入和拆卸的控制。
2.根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述图像拍摄装置被配置以便放置为在特定方向上对准的所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的第一像素以及通过切换覆盖所述第一像素的所述第一滤波器和所述第二滤波器的排列而获得的切换了排列的第一滤波器和第二滤波器所覆盖的第二像素被作为所述像素放置，以及其中，所述焦点对准确定单元基于由所述第一像素产生的信号和由所述第二像素产生的信号，通过相位差检测来执行焦点对准确定。
3.根据权利要求2所述的图像拍摄设备，其中，所述第一像素和所述第二像素被配置以便通过使用经过所述像素中包括的光接收装置的中心的直线作为分割线，来放置所述第一滤波器和所述第二滤波器以对准。
4.根据权利要求1所述的图像拍摄设备，进一步包括 操作接收单元，接收指令记录静态图像的记录命令操作；以及记录控制器，允许将由所述图像产生单元产生的图像记录在记录介质中， 其中，当接收到所述记录命令操作时，所述控制器允许插入到所述光路径中的所述光遮蔽滤波器从所述光路径卸下，以及其中，当从所述光路径卸下所述光遮蔽滤波器时，所述图像产生单元基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像。
5.根据权利要求1所述的图像拍摄设备，进一步包括显示控制器，允许由所述图像产生单元产生的图像显示在显示单元上，其中，当所述光遮蔽滤波器插入到所述光路径中时，所述图像产生单元基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像。
6.根据权利要求1所述的图像拍摄设备，进一步包括记录控制器，允许将包括由所述图像产生单元产生的图像的运动画面记录在记录介质中，其中，当所述光遮蔽滤波器插入到所述光路径中时，所述图像产生单元基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像。
7.根据权利要求1所述的图像拍摄设备，其中，所述图像拍摄装置被配置以便基于预定规则放置其中将具有不同光谱敏感性的多个滤波器之一放置到每一个像素的像素以及所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素，其中多个滤波器的一个滤波器的波长范围是所述特定波长范围。
8.根据权利要求7所述的图像拍摄设备，其中，所述图像拍摄装置被配置以便放置遮蔽表示红色的波长范围中的光以外的光的红滤波器所覆盖的红像素、遮蔽表示蓝色的波长范围中的光以外的光的蓝滤波器所覆盖的蓝像素以及所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素，其中表示绿色的波长范围是所述特定波长范围，以及其中，所述图像产生单元基于由所述红像素提供的信号、由所述蓝像素提供的信号和由所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素提供的信号来产生图像。
9.根据权利要求8所述的图像拍摄设备，其中，所述图像拍摄装置被配置以便所述红像素、所述蓝像素以及所述第一滤波器和所述第二滤波器所覆盖的像素以拜耳阵列放置。
10.一种图像拍摄装置，其中基于预定规则放置以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素，所述第一滤波器遮蔽在通过二分特定波长范围而获得的波长范围之中的一个第一波长范围中的光以外的光，所述第二滤波器遮蔽在二分的波长范围中的另一第二波长范围中的光以外的光，其中根据遮蔽所述第一波长范围中的光的光遮蔽滤波器的控制，提供基于经过所述第一滤波器透射的光和经过所述第二滤波器透射的光而产生的信号以及基于经过所述第二滤波器透射的光而产生的信号之一。
11.一种图像拍摄方法，包括通过使用图像拍摄装置产生信号，在所述图像拍摄装置中，基于预定规则放置以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素，所述第一滤波器遮蔽在通过二分特定波长范围而获得的波长范围之中的一个第一波长范围中的光以外的光，所述第二滤波器遮蔽在二分的波长范围中的另一第二波长范围中的光以外的光；通过使用光遮蔽滤波器来遮蔽所述第一波长范围中的光，所述光遮蔽滤波器可拆卸地放置在朝着所述图像拍摄装置的被摄体光的光路径中；当所述光遮蔽滤波器插入到所述光路径中时，基于由所述图像拍摄装置产生的信号， 通过相位差检测来执行焦点对准确定；基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像；以及基于焦点对准确定的必要或不必要，执行关于所述光路径的所述光遮蔽滤波器的插入和拆卸的控制。
12.一种允许计算机执行如下步骤的程序通过使用图像拍摄装置产生信号，在所述图像拍摄装置中，基于预定规则放置以第一滤波器和第二滤波器覆盖的像素，所述第一滤波器遮蔽在通过二分特定波长范围而获得的波长范围之中的一个第一波长范围中的光以外的光，所述第二滤波器遮蔽在二分的波长范围中的另一第二波长范围中的光以外的光；通过使用光遮蔽滤波器来遮蔽所述第一波长范围中的光，所述光遮蔽滤波器可拆卸地放置在朝着所述图像拍摄装置的被摄体光的光路径中；当所述光遮蔽滤波器插入到所述光路径中时，基于由所述图像拍摄装置产生的信号， 通过相位差检测来执行焦点对准确定；基于由所述图像拍摄装置产生的信号来产生图像；以及基于焦点对准确定的必要或不必要，执行关于所述光路径的所述光遮蔽滤波器的插入和拆卸的控制。
全文摘要
本发明提供了图像拍摄设备、图像拍摄装置、图像拍摄方法和程序。该图像拍摄设备包括图像拍摄装置，其中基于预定规则放置以遮蔽在通过二分特定波长范围而获得的波长范围之中第一波长范围中的光以外的光的第一滤波器和遮蔽第二波长范围中的光以外的光的第二滤波器覆盖的像素；光遮蔽滤波器，可拆卸地放置在朝着图像拍摄装置的被摄体光的光路径中，并遮蔽第一波长范围中的光；焦点对准确定单元，当光遮蔽滤波器插入到光路径中时，基于由图像拍摄装置产生的信号，通过相位差检测来执行焦点对准确定；图像产生单元，基于由图像拍摄装置产生的信号来产生图像；以及控制器，基于焦点对准确定的必要或不必要，执行光遮蔽滤波器的插入和拆卸的控制。
文档编号H04N5/232GK102348060SQ20111021149
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年8月3日
发明者藤井真一 申请人:索尼公司