專利名稱：攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像裝置。
背景技術(shù)：
關(guān)于現(xiàn)有的相位差A(yù)F，從來自一組像素集合的信號中僅能夠獲得一個方向的相位差信號。另一方面，為了不依據(jù)被攝體而算出精度高的散焦量，希望獲得兩個方向的相位差信號。在日本特開2000-9990號公報中公開了如下的結(jié)構(gòu)配置有相位差A(yù)F用光學(xué)系統(tǒng)，針對一個像區(qū)域獲得兩個方向的相位差信號。采用該結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有相位差A(yù)F配置兩組像素集合，并從各個像素集合中取得不同方向的相位差信號。另外，在日本特開2000-156823號公報以及日本特開2008-40087號公報中提出如下的方案在圖像形成用信號取得用的攝像元件中配置有輸出相位差A(yù)F用的信號的測距用像素。但是，在日本特開2000-9990號公報記載的攝像裝置中可構(gòu)成為針對1個開口部配置4個透鏡以及4個傳感器，高測距精度和小型化難以兼顧。另外，在日本特開2000-156823號公報以及日本特開2008-40087號公報記載的裝置中可構(gòu)成為針對一個像點僅能夠獲得一個方向的相位差信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的在于，提供一種能夠從小型或較少的像素集合中獲得高精度的測距信號的攝像裝置。另外，本發(fā)明的攝像裝置的目的在于，形成像素集合的像素在圖像形成中可接收足夠多的光量。為了解決上述課題并達成目的，本發(fā)明的攝像裝置能安裝攝影鏡頭或者固定有攝影鏡頭，其中，該攝像裝置具備攝像元件，攝像元件具有2維排列的多個像素，由多個像素至少形成第1像素集合和第2像素集合這兩個像素集合，假定出射光瞳，在出射光瞳中設(shè)定由在與其光軸垂直的面內(nèi)相互正交的2條直線劃分的4個分割區(qū)域，第1像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自在4個分割區(qū)域之一中具有面積重心的第1光瞳區(qū)域的光束，在與具有第 1光瞳區(qū)域的面積重心的分割區(qū)域關(guān)于光軸對稱的分割區(qū)域中具有第2光瞳區(qū)域的面積重心，第2像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自第2光瞳區(qū)域的光束，在所述2條直線方向的至少一個方向上比較來自第1像素集合的信號和來自第2像素集合的信號，并取得散焦信息。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選將第1像素集合以及第2像素集合配置在用于形成圖像的攝像元件內(nèi)。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選從第1像素集合以及第2像素集合中獲得用于形成圖像的信號。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域至少分別處于具有面積重心的分割區(qū)域及其相鄰的2個分割區(qū)域內(nèi)，第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域在相鄰的區(qū)域內(nèi)具有重復(fù)部分。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選2條直線是相對于攝像元件的1邊的水平方向的直線以及垂直方向的直線。


圖1是示出攝像裝置的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出所假定的出射光瞳內(nèi)的第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域的基本結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3是示出攝像元件的像素的配置例的俯視圖。圖4是示出第1實施方式的攝像裝置的概括結(jié)構(gòu)的圖。圖5是重疊示出第1實施方式中的攝像元件的像素配置以及遮光單元的遮光區(qū)域的俯視圖。圖6是示出第1實施方式中的像素以及遮光單元的配置的剖視圖。圖7是示出第1實施方式的第1變形例中的像素以及遮光單元的配置的剖視圖。圖8A、圖8B、圖8C是示出作為比較例的像素中的遮光部與透明部的配置例的俯視圖。圖9是重疊示出第1實施方式的第2變形例中的攝像元件的像素配置以及遮光單元的遮光區(qū)域的俯視圖。圖10是重疊示出第1實施方式的第2變形例中的彩色濾鏡的配置和攝像元件的像素配置的俯視圖。圖11是示出第1實施方式的第2變形例中的像素、遮光單元以及彩色濾鏡的配置的剖視圖。圖12是示出第1實施方式的第3變形例中的像素、遮光單元以及彩色濾鏡的配置的剖視圖。圖13是示出第2實施方式的像素以及遮光單元的配置的剖視圖。圖14是從光軸方向觀察圖13所示的像素的俯視圖。圖15是示出第2實施方式中的攝像元件的像素配置的俯視圖。圖16是示出第3實施方式的攝像裝置的概括結(jié)構(gòu)的圖。圖17是示出第3實施方式中的第1遮光單元和所假定的出射光瞳內(nèi)的第1光瞳區(qū)域與第2光瞳區(qū)域的關(guān)系的俯視圖。圖18是重疊示出第3實施方式中的攝像元件的像素與第2遮光單元的俯視圖。圖19是示出第3實施方式的像素以及第2遮光單元的配置的剖視圖。圖20是示出第4實施方式的單反照相機的結(jié)構(gòu)的概念圖。圖21是示出第4實施方式的AF光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖22k是示出第1像素集合用的第1攝像面的俯視圖，圖22B是示出第2像素集合用的第2攝像面的俯視圖。圖23是示出第5實施方式的攝像裝置的概括結(jié)構(gòu)的圖。圖M是從光軸方向與開口光圈重疊地示出第5實施方式的遮光單元的圖，是示出遮光部處于光軸左上的狀態(tài)的圖。
圖25是從光軸方向與開口光圈重疊地示出第5實施方式的遮光單元的圖，是示出遮光部處于光軸右下的狀態(tài)的圖。圖沈是示出第6實施方式的攝像裝置的概括結(jié)構(gòu)的圖。圖27是在第6實施方式的攝像元件上重疊地示出遮光單元的俯視圖，是示出遮光單元下部的2行像素沒有與攝像元件重疊的狀態(tài)的圖。圖觀是在第6實施方式的攝像元件上重疊地示出遮光單元的俯視圖，是示出遮光單元上部的2行像素沒有與攝像元件重疊的狀態(tài)的圖。圖四是示出像素結(jié)構(gòu)的剖視圖，是與圖27所示的狀態(tài)對應(yīng)的圖。圖30是示出像素結(jié)構(gòu)的剖視圖，是與圖觀所示的狀態(tài)對應(yīng)的圖。圖31是示出第6實施方式的攝像裝置的處理流程的流程圖。圖32是更詳細地示出第6實施方式的透鏡更換式照相機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖33是示出第6實施方式的攝像裝置的處理流程的流程圖。圖34是更詳細地示出第6實施方式的透鏡一體型照相機的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖來詳細說明本發(fā)明的攝像裝置的實施方式。此外，本發(fā)明不僅限于以下實施方式。首先，在說明實施方式之前，對本發(fā)明攝像裝置的作用、效果進行說明。本發(fā)明的攝像裝置的特征在于，在可安裝攝影鏡頭或固定有攝影鏡頭的攝像裝置中，具備攝像元件，攝像元件具有2維排列的多個像素，由多個像素至少形成第1像素集合與第2像素集合這兩個像素集合，假定出射光瞳面，在出射光瞳中設(shè)定由在與其光軸垂直的面內(nèi)相互正交的2條直線劃分的4個分割區(qū)域，第1像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自在4 個分割區(qū)域之一中具有面積重心的第1光瞳區(qū)域的光束，在與具有第1光瞳區(qū)域的面積重心的分割區(qū)域關(guān)于光軸對稱的分割區(qū)域中具有第2光瞳區(qū)域的面積重心，第2像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自第2光瞳區(qū)域的光束，在上述2條直線方向的至少一個方向上比較來自第1像素集合的信號和來自第2像素集合的信號，并取得散焦信息。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可利用來自1組不同的光瞳區(qū)域的光束，取得兩個方向的相位差fe息。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選將第1像素集合以及第2像素集合配置在用于形成圖像的攝像元件內(nèi)。由此，針對一個圖像區(qū)域能夠取得2個方向的相位差信息，所以能夠提高測距精度。另外，因為可利用較少的測距用像素來取得2個方向的相位差信息，所以能夠兼顧畫質(zhì)與測距精度。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選從第1像素集合以及第2像素集合中獲得用于形成圖像的信號。由此，可利用較少的測距用像素來取得2個方向的相位差信息，所以實質(zhì)上能夠精密地配置測距用像素，能夠獲得充分的光量，所以能夠獲得用于形成圖像的信號。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選第1光瞳區(qū)域與第2光瞳區(qū)域至少分別處于具有面積重心的分割區(qū)域及其相鄰的2個分割區(qū)域內(nèi)，第1光瞳區(qū)域與第2光瞳區(qū)域在相鄰的區(qū)域內(nèi)具有重復(fù)部分。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，通過不分割光瞳而重疊光瞳區(qū)域的一部分，能夠接收充分的光量。另外，通過充分地接收光量，能夠提高散焦算出精度。而且，通過將第1像素集合以及第2像素集合配置在用于形成圖像的攝像元件內(nèi)，也能夠從第1像素集合與第2像素集合中取得形成圖像所需的信號。在本發(fā)明的攝像裝置中，優(yōu)選2條直線是相對于攝像元件的1邊的水平方向的直線以及垂直方向的直線。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在水平線以及垂直線是相對于攝像元件的邊的水平方向的直線以及垂直方向的直線時，可減小計算相位差信息的實際像素間距，所以能夠使元件小型化。(基本結(jié)構(gòu))首先，對設(shè)定在出射光瞳中的分割區(qū)域、在該分割區(qū)域之1中具有面積重心的光瞳區(qū)域的基本結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是示出攝像裝置的基本結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出所假定的出射光瞳14內(nèi)的第1 光瞳區(qū)域與第2光瞳區(qū)域的基本結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3是示出攝像元件13的像素的配置例的俯視圖。如圖1所示，在攝影鏡頭I2的光軸11上配置有具有散焦檢測用像素的攝像元件 13。另外，在光軸11上假定出射光瞳14。出射光瞳14具有根據(jù)攝像元件13的結(jié)構(gòu)設(shè)定的情況和根據(jù)攝影鏡頭12的結(jié)構(gòu)設(shè)定的情況。如圖2所示，出射光瞳14由以光軸11為中心的水平線14a以及垂直線14b所劃分的4個分割區(qū)域5LU、5RU、5LS、5RS構(gòu)成。第1光瞳區(qū)域及其面積重心處于左上的分割區(qū)域5LU，第2光瞳區(qū)域及其面積重心處于右下的分割區(qū)域5RS (圖2)。換言之，在與具有第1 光瞳區(qū)域的面積重心的分割區(qū)域關(guān)于光軸11對稱的分割區(qū)域中存在第2光瞳區(qū)域的面積重心。此外，這里的所謂水平線、垂直線在本實施方式中為相對于攝像元件的1邊的水平方向的直線以及垂直方向的直線。但是，該2條直線不僅限于此，只要是在與光軸垂直的面內(nèi)相互正交的2條直線即可。另外，在圖2所示的例子中，為了簡化，使第1光瞳區(qū)域與左上的分割區(qū)域5LU — 致，使第2光瞳區(qū)域與右下的分割區(qū)域5RS —致，但是也可以不改變面積重心而進行其以外的配置。例如，可將第1光瞳區(qū)域配置在3個分割區(qū)域5LU、5RU、5LS，將第2光瞳區(qū)域配置在3個分割區(qū)域5RU、5LS、5RS。在該情況下，第1光瞳區(qū)域與第2光瞳區(qū)域在右上的分割區(qū)域5RU與左下的分割區(qū)域5LS內(nèi)重復(fù)。攝像元件13在與光軸11垂直的面內(nèi)，具有在相互正交的第1方向Al和第2方向 Bl上2維排列的多個像素。在圖3所示的攝像元件13的配置例中，呈棋盤狀交替地配置有與第1光瞳區(qū)域?qū)?yīng)的多個像素6L和與第2光瞳區(qū)域?qū)?yīng)的多個像素6R。多個像素6L 形成接收來自第1光瞳區(qū)域的光束的第1像素集合，多個像素6R形成接收來自第2光瞳區(qū)域的光束的第2像素集合。這里，攝像元件13中的第1方向Al與出射光瞳14中的水平線 Ha對應(yīng)，第2方向Bl與垂直線14b對應(yīng)。通過在第1方向Al與第2方向Bl的至少一個方向上比較來自第1像素集合的信號和來自第2像素集合的信號，取得散焦信息。例如，在比較與同一行的多個像素對應(yīng)的第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域來檢測相位差信息時，只要將各個光瞳區(qū)域的面積重心投影到水平線上的位置計算為光瞳區(qū)域的面積重心即可。另一方面，例如在比較與同一列的多個像素對應(yīng)的第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域來檢測相位差信息時，只要將各個光瞳區(qū)域的面積重心投影到垂直線上的位置計算為光瞳區(qū)域的重心即可。這里，在攝像元件的像素位置處劃分第1像素集合和第2像素集合，不過也可以利用時間分割來劃分。在上述現(xiàn)有的攝像裝置中，具有右側(cè)、左側(cè)、上側(cè)、下側(cè)這4個像素集合，在獲得第 1方向(水平方向)的相位差信息時，采用來自左側(cè)和右側(cè)像素集合的信息，在獲得第2方向(垂直方向)的相位差信息時，采用來自下側(cè)和上側(cè)的像素集合的信息。相對于這種結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有攝像裝置，第1實施方式的像素集合的構(gòu)成像素數(shù)為2倍，所以能夠提高測距精度。另外，在利用時間分割來增加像素數(shù)的情況下，在第1實施方式的攝像裝置中，相對于現(xiàn)有攝像裝置能夠進行2倍時間的曝光，所以各個像素集合能夠進行4倍時間的曝光。 由此，能夠提高測距精度。此外，上述現(xiàn)有攝像裝置是單反用的結(jié)構(gòu)，要進行4分割，因此攝像元件的面積變大而不優(yōu)選。(第1實施方式)圖4是示出第1實施方式的攝像裝置的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖5是重疊示出第1實施方式中的攝像元件120的像素配置以及遮光單元110的遮光區(qū)域111的平面圖。圖6是示出第1實施方式中的像素以及遮光單元的配置的剖視圖。如圖4所示，第1實施方式的攝像裝置在攝影鏡頭102的光軸101上配置有具有散焦檢測用像素的攝像元件120。如圖5所示，攝像元件120具有在相互正交的第1方向 Al與第2方向Bl上2維排列的多個像素。該多個像素具備同一面積的光電變換區(qū)域，具有呈棋盤狀交替配置的第1像素集合121和第2像素集合122。在攝像元件120的物體側(cè)附近配置有用于假定出射光瞳的遮光單元110。該遮光單元110例如是遮光濾鏡，針對攝像元件120的各個像素，分別設(shè)定由與攝像元件120的第 1方向Al對應(yīng)的線和與第2方向Bl對應(yīng)的線劃分的4個分割區(qū)域。遮光單元110具備遮擋入射光的遮光區(qū)域111和入射光透過的透明區(qū)域112。如圖6所示，配置片上透鏡(on-chip lens) 108以及遮光單元110，使其與各個像素的光電變換面123對應(yīng)。在光電變換面123與片上透鏡108之間，設(shè)置有規(guī)定各光電變換面123的光電變換區(qū)域的遮光部件124。將分割遮光單元110的遮光區(qū)域111與透明區(qū)域112的線配置在片上透鏡108的光軸108a上。另外，光軸108a通過各個像素以及光電變換面123的中心。如圖5所示，關(guān)于構(gòu)成第1像素集合121的各個像素，利用遮光區(qū)域111來覆蓋像素的左上，在其以外的部分接收透過了作為第1光瞳區(qū)域的透明區(qū)域112的光。因此，與這些像素相對應(yīng)地，在作為4個分割區(qū)域之一的像素的右下存在第1光瞳區(qū)域的面積重心。另外，關(guān)于構(gòu)成第2像素集合122的各個像素，利用遮光區(qū)域111來覆蓋像素的右下，在其以外的部分接收透過了作為第2光瞳區(qū)域的透明區(qū)域112的光。因此，與這些像素相對應(yīng)地，在作為4個分割區(qū)域之一的像素的左上存在第2光瞳區(qū)域的面積重心。在以上的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)在上下方向(第2方向Bi)上比較來自第1像素集合121和第2像素集合122的信號時，可獲得對出射光瞳進行了上下分割的相位差信息，當(dāng)在左右方向(第1方向Al)上比較時，可獲得對出射光瞳進行了左右分割的相位差信息。例如，將以第1 像素集合 121 的像素 L03F02、L04F03、L03F04、L04F05、L03F06、 L04F07、L03F08、L04F09的順序獲得的信號波形作為左側(cè)圖像，將以第2像素集合122的 L04F02、L03F03、L04F04、L03F05、L04F06、L03F07、L04F08、L03F09 的順序獲得的信號波形作為右側(cè)圖像，并由它們算出左右像的相位差，根據(jù)該值可求出攝影鏡頭的散焦量。這里，在示出特定的像素時，并排顯示行編號LOl 16和列編號FOl 16。例如， 用“L01F01”表示LOl行中的與FOl列對應(yīng)的像素。另外，將以第1 像素集合 121 的 L04F03、L05F02、L06F03、L07F02、L08F03、L09F02、 L10F03、L11F02的順序獲得的信號波形作為下側(cè)圖像，將以第2像素集合122的L04F02、 L05F03、L06F02、L07F03、L08F02、L09F03、L10F02、L11F03 的順序獲得的信號波形作為上側(cè)
圖像，并由它們算出上下像的相位差，根據(jù)該值可求出攝影鏡頭的散焦量。此外，可取代遮光單元110而采用減光單元。作為減光單元可以是與所謂ND濾鏡相同的結(jié)構(gòu)。尤其是，當(dāng)該結(jié)構(gòu)是光吸收型濾鏡時，不會產(chǎn)生因反射導(dǎo)致的光斑，從而優(yōu)選。另外，當(dāng)采用減光單元時，因為像素能夠接收的光量增加，所以對于圖像形成有利并提高畫質(zhì)。此外，光量增加還使相位差量計算精度提高，所以能夠以高精度算出散焦量。第1實施方式的遮光單元110如圖6所示配置在像素的片上透鏡108附近的物體側(cè)，不過也可以取而代之，如圖7所示將遮光單元110配置在像素的片上透鏡108附近的光電變換面123側(cè)。這里，圖7是示出第1實施方式的第1變形例中的像素以及遮光單元的配置的剖視圖。遮光區(qū)域不被限定在如圖5所示的遮光區(qū)域111這樣的相當(dāng)于像素1/4的左上或右下區(qū)域。在該情況下，入射光量的面積重心只要從通過像素中心線的相位差檢測方向的線上偏離即可。例如，優(yōu)選從像素中心到右上、左上、右下、左下的任意周邊部具有遮光區(qū)域。與此相對，如圖8A那樣，當(dāng)超過像素130的中心130a擴大遮光部131時，因為透明部132變小所以像素的受光量減少。另外，如圖8B那樣，當(dāng)留下像素130的中心130a使周邊部成為透明部132時，散焦檢測精度劣化。此外，如圖8C那樣，當(dāng)僅僅使像素的周邊部成為透明部132時，在增大攝影鏡頭的F值的情況下難以進行散焦檢測。這里，圖8是示出作為比較例的像素130中的遮光部131與透明部132的配置例的俯視圖。圖9是重疊示出第1實施方式的第2變形例中的攝像元件150的像素配置以及遮光單元140的遮光區(qū)域141的俯視圖。圖10是重疊示出第1實施方式的第2變形例中的彩色濾鏡160的配置和攝像元件150的像素配置的俯視圖。圖11是示出第1實施方式的第2變形例中的像素、遮光單元以及彩色濾鏡的配置的剖視圖。此外，對與第1實施方式相同的部件標(biāo)注相同的參照符號來省略其詳細的說明。在第2變形例的攝像裝置中，構(gòu)成為可采用彩色濾鏡160來取得彩色圖像。第2 變形例的攝像元件150與第1實施方式的攝像元件120相同，具有在相互正交的第1方向 Al和第2方向Bl上2維排列的多個像素。彩色濾鏡160在與攝像元件150的各個像素對應(yīng)的位置上配置R (紅)、G (綠)、B (青)。具體地說，將L01F01像素作為綠色的濾鏡G，將L01F02像素作為紅色的濾鏡R，將 L02F01作為藍色濾鏡B，將L02F02作為綠色濾鏡G，在以下的橫方向以及縱方向上反復(fù)這些 2X2的組合圖案。攝像元件150的多個像素具有第1像素集合151和第2像素集合152。構(gòu)成各個像素集合的像素中的遮光區(qū)域141和透明區(qū)域142的配置以及光瞳區(qū)域的面積重心與第1 實施方式的第1像素集合121和第2像素集合122相同。構(gòu)成上述彩色濾鏡160的2X2組合圖案的4個像素設(shè)定有同一種類的像素集合， 對相鄰的組合圖案設(shè)定不同種類的像素集合。例如，L01F0U L01F02、L02F01、L02F02這4 個像素是第1像素集合151，其右鄰的L01F03、L01F04、L02F03，L02F04這4個像素是第2 像素集合152。如圖11所示，將遮光單元140配置在像素的片上透鏡108附近的物體側(cè)，在片上透鏡108的光電變換面153側(cè)附近配置彩色濾鏡160。將分割遮光單元140的遮光區(qū)域141 與透明區(qū)域142的線配置在片上透鏡108的光軸108a上。圖12是示出第1實施方式的第3變形例中的像素、遮光單元以及彩色濾鏡的配置的剖視圖。此外，對與第1實施方式或第2變形例相同的部件標(biāo)注相同的參照符號來省略其詳細的說明。圖12是示出遮光單元140與彩色濾鏡160的配置關(guān)系的其它例，將遮光單元140 與彩色濾鏡160依次配置在像素的片上透鏡108附近的光電變換面153側(cè)。通過這樣的結(jié)構(gòu)，可減小像素間的串?dāng)_影響。此外，遮光單元140與彩色濾鏡160的順序可以相反。可通過這樣構(gòu)成來取得彩色圖像。(第2實施方式)圖13是示出第2實施方式的像素以及遮光單元的配置的剖視圖。圖14是從光軸方向觀察圖13所示的像素的俯視圖。圖15是示出第2實施方式中的攝像元件250的像素配置的俯視圖。這里，圖13與圖14的8像素中的1行對應(yīng)。在圖14中，省略微透鏡的圖
7J\ ο圖13是互相排列的像素的剖面概括圖，光電變換區(qū)域的面積相同，各個重心位置的間隔與像素間距的間隔不同。在第1實施方式的攝像裝置中，通過在攝像元件120的片上透鏡108附近配置遮光單元110來構(gòu)成第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域，但在第2實施方式中，通過在攝像元件 250的光電變換區(qū)域附近配置遮光單元來構(gòu)成第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域。對像素進行4分割，在該圖中，在左上或右下配置遮光部件或ND濾鏡。在圖13、圖14中，將微透鏡211、212、213、214配置為與攝像元件250(傳感器)的各個像素對應(yīng)。微透鏡211、212、213、214的間隔遵從像素間距，但考慮攝影鏡頭的出射光瞳位置，可以從中心向周邊以小于像素間距的間隔進行配置。此外，圖13未圖示的、像素與所對應(yīng)的微透鏡的關(guān)系也是相同的。圖14所示的像素分別具備光電變換面221、222、223、224、225、226、227、228。在各個像素中，在微透鏡與光電變換面之間的光電變換面附近分別配置有遮光部件231、232、 233、234、235、236、237、238(遮光單元)。這些遮光部件例如是遮光濾鏡，針對攝像元件250 的各個像素，分別設(shè)定由與攝像元件250的第1方向Al對應(yīng)的線和與第2方向Bl對應(yīng)的線劃分的4個分割區(qū)域。另外，遮光部件具備遮擋入射光的遮光區(qū)域230a和入射光透過的透明區(qū)域230b。此外，在圖13中，遮光部件231、232、233、234、235、236、237、238可構(gòu)成在同一平
面上，但在同一像素內(nèi)可不構(gòu)成在同一平面上。各個像素的光電變換區(qū)域由假定的攝影鏡頭、對應(yīng)的微透鏡、遮光部件以及光電變換面的關(guān)系來確定。各微透鏡被配置為，其光軸201、202、203、204、205、206、207、208通過所對應(yīng)的像
素的像素中心。250具有在相互正交的第1方向Al與第2方向Bl上2維排列的多個像素。該多個像素具備同一面積的光電變換區(qū)域，具有呈棋盤狀交替配置的第1像素集合251和第2 像素集合252。構(gòu)成第1像素集合251的各個像素在光電變換區(qū)域中，由遮光區(qū)域230a覆蓋像素的左上，在其以外的部分接收透過了作為第1光瞳區(qū)域的透明區(qū)域230b的光。因此，在這些像素中，在作為4個分割區(qū)域之一的像素的右下存在第1光瞳區(qū)域的面積重心。這里，在圖14中，構(gòu)成第1像素集合的像素是具有光電變換面221、223、226、228的像素。另外，構(gòu)成第2像素集合252的各個像素在光電變換區(qū)域中，由遮光區(qū)域230a覆蓋像素的右下，在其以外的部分接收透過了作為第2光瞳區(qū)域的透明區(qū)域230b的光。因此， 在這些像素中，在作為4個分割區(qū)域之一的像素的左上存在第2光瞳區(qū)域的面積重心。這里，在圖14中，構(gòu)成第2像素集合的像素是具有光電變換面222、224、225、227的像素。通過以上這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)在上下方向比較來自第1像素集合與第2像素集合的信號時，可獲得對出射光瞳進行了上下分割的相位差信息，當(dāng)在左右方向比較時，可獲得對出射光瞳進行了左右分割的相位差信息。例如，將以第1像素集合的L03F02、L04F03、L03F04、 L04F05、L03F06、L04F07、L03F08、L04F09的順序獲得的信號波形作為左側(cè)圖像，將以第2像素集合的 L04F02、L03F03、L04F04、L03F05、L04F06、L03F07、L04F08、L03F09 的順序獲得的信號波形作為右側(cè)圖像，并由這些圖像來算出左右像的相位差，根據(jù)該值可求出攝影鏡頭的散焦量。另外，將以第1 像素集合的 L04F03、L05F02、L06F03、L07F02、L08F03、L09F02、 L10F03、L11F02的順序獲得的信號波形作為下側(cè)圖像，將以第2像素集合的L04F02、 L05F03、L06F02、L07F03、L08F02、L09F03、L10F02、L11F03 的順序獲得的信號波形作為上側(cè)
圖像，并由這些圖像來算出上下像的相位差，根據(jù)該值可求出攝影鏡頭的散焦量。另外，在第2實施方式中，也如圖9所示配置第1像素集合以及第2像素集合，并采用圖10所示的彩色濾鏡，由此能夠利用與第1實施方式的情況同樣的考慮方法來獲得彩色圖像。此外，關(guān)于其它的結(jié)構(gòu)、作用、效果與第1實施方式相同。(第3實施方式)圖16是示出第3實施方式的攝像裝置的概括結(jié)構(gòu)的圖。圖17是示出第1遮光單元361和所假定的出射光瞳14內(nèi)的第1光瞳區(qū)域與第2光瞳區(qū)域的關(guān)系的俯視圖。圖18 是重疊示出第3實施方式中的攝像元件303的像素與第2遮光單元362的俯視圖。另外， 圖18是在光軸方向上觀察第2遮光單元362以及攝像元件303的圖。
如圖16所示，在攝影鏡頭系統(tǒng)302的光軸301上配置具有散焦檢測用像素的攝像元件303。另外，攝影鏡頭系統(tǒng)302具有開口光圈304和配置在其附近的第1遮光單元361。 此外，在攝像元件303的物體側(cè)附近配置有第2遮光單元362。另外，雖然希望將第1減光單元361配置在攝影鏡頭系統(tǒng)內(nèi)的開口光圈304附近， 但不僅限于此，也可以配置在距攝像元件303規(guī)定距離的位置上、換言之與在攝影裝置中假定的出射光瞳對應(yīng)的位置上。如圖17所示，第1遮光單元361具備由以光軸301為中心的水平線361a以及垂直線361b劃分的4個偏光區(qū)域(分割區(qū)域)63LU、63RU、63RS、63LS。左上的第1偏光區(qū)域 63LU與第1光瞳區(qū)域及其面積重心對應(yīng)，右下的第2偏光區(qū)域63RS與第2光瞳區(qū)域及其面積重心對應(yīng)。左上的偏光區(qū)域63LU和右下的偏光區(qū)域63RS是減少或遮擋相差90度的偏光方向的光束這樣的結(jié)構(gòu)，關(guān)于光軸301，在與具有第1光瞳區(qū)域的面積重心的分割區(qū)域?qū)ΨQ的分割區(qū)域中存在第2光瞳區(qū)域的面積重心。第2遮光單元362也是與第1遮光單元361同樣的結(jié)構(gòu)。即，具備由以光軸301為中心的水平線以及垂直線劃分的4個偏光區(qū)域(分割區(qū)域)，該1個第1偏光區(qū)域363 (圖 19)與第1光瞳區(qū)域及其面積重心對應(yīng)，關(guān)于光軸301對稱的位置的第2偏光區(qū)域364(圖 19)與第2光瞳區(qū)域及其面積重心對應(yīng)。這里，圖19是示出第3實施方式的像素以及第2 遮光單元362的配置的剖視圖。在第1遮光單元361的偏光區(qū)域中減少或遮擋的光束的偏光方向和在第2遮光單元362的偏光區(qū)域中減少或遮擋的光束的偏光方向相互相差90度。例如，當(dāng)在第1遮光單元361的偏光區(qū)域中遮擋S偏光時，在第2遮光單元362的偏光區(qū)域中遮擋P偏光。如圖18所示，攝像元件303具有在相互正交的第1方向Al與第2方向Bl上2維排列的多個像素。該多個像素具備同一面積的光電變換區(qū)域，具有呈棋盤狀交替配置的第 1像素集合306L與第2像素集合306R。另外，將第1偏光區(qū)域63LU和第2偏光區(qū)域63RS 配置為與攝像元件303上的第1像素集合306L的各個像素和第2像素集合306R的各個像素對應(yīng)。將第1遮光單元361和第2遮光單元362分別配置為遮光區(qū)域和透明區(qū)域與攝像元件303的各個像素對應(yīng)地成為棋盤狀(圖18)。將第1偏光單元的遮光區(qū)域與第2偏光單元362的遮光區(qū)域分別配置為遮擋相同偏光方向的光束。通過以上這樣的結(jié)構(gòu)，當(dāng)在上下方向上比較來自第1像素集合306L與第2像素集合306R的信號時，可獲得對出射光瞳進行了上下分割的相位差信息，當(dāng)在左右方向上比較時，可獲得對出射光瞳進行了左右分割的相位差信息。例如，將以第1 像素集合 306L 的 L03F02、L04F03、L03F04、L04F05、L03F06、L04F07、 L03F08、L04F09的順序獲得的信號波形作為左側(cè)圖像，將以第2像素集合的L04F02、 L03F03、L04F04、L03F05、L04F06，L03F07、L04F08、L03F09 的順序獲得的信號波形作為右側(cè)圖像，并由它們來算出左右像的相位差，根據(jù)該值可求出攝影鏡頭的散焦量。另外，將以第1 像素集合的 L04F03、L05F02、L06F03、L07F02、L08F03、L09F02、 L10F03U11F02的順序獲得的信號波形作為下側(cè)圖像，將以第2像素集合的L04F02、 L05F03、L06F02、L07F03、L08F02、L09F03、L10F02、L11F03 的順序獲得的信號波形作為上側(cè)圖像，并由它們來算出上下像的相位差，根據(jù)該值可求出攝影鏡頭的散焦量。
另外，在第3實施方式中也如圖9所示配置第1像素集合以及第2像素集合，并采用圖10所示的彩色濾鏡，由此可利用與第1實施方式的情況同樣的思考方法來獲得彩色圖像。為了獲得彩色圖像，優(yōu)選如圖19所示那樣配置第2遮光單元362和攝像元件303。在片上透鏡308的光電變換部323側(cè)附近配置第2遮光單元362的第1偏光區(qū)域363或第2 偏光區(qū)域364，在其光電變換部323側(cè)附近配置彩色濾鏡350。此外，第2遮光單元362可配置在片上透鏡308的物體側(cè)附近。此外，關(guān)于其它結(jié)構(gòu)、作用、效果與第1實施方式相同。(第4實施方式)圖20是示出第4實施方式的單反照相機的結(jié)構(gòu)的概念圖。圖21是示出第4實施方式的AF光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖22A是示出第1像素集合用的第1攝像面417的俯視圖，圖22B是示出第2像素集合用的第2攝像面418的俯視圖。第4實施方式是將本發(fā)明的攝像裝置應(yīng)用于單反照相機的實施方式。圖20示出利用單反照相機進行取景器觀察和AF測距時的狀態(tài)。光軸(光線的行進方向)401通過攝影鏡頭402到達由半反光鏡構(gòu)成的主鏡404。這里反射的光線經(jīng)過焦點板405、五棱鏡406以及目鏡407入射到攝影者的瞳(未圖示)，發(fā)揮取景器功能。此外，在攝影時，通過使主鏡404和副鏡408從攝影光路退出，能夠在圖像形成用的攝像元件403上投射被攝體像。另一方面，透過了主鏡404的光利用副鏡408進行反射，并入射到以下說明的AF 光學(xué)系統(tǒng)。S卩，副鏡408所反射的光經(jīng)由視野光圈409、聚光鏡410、反射面411入射到光瞳分割光圈412。入射到光瞳分割光圈412的光被分離為第1像素集合用的光束和第2像素集合用的光束，并經(jīng)由分離透鏡413入射到AF用攝像面414。光瞳分割光圈412構(gòu)成為與攝影鏡頭402內(nèi)的假定出射光瞳是共軛關(guān)系。在攝影鏡頭402內(nèi)的出射光瞳中設(shè)定由以光軸401為中心的水平線以及垂直線劃分的4個分割區(qū)域。第1光瞳區(qū)域在4個分割區(qū)域之1中具有面積重心，第2光瞳區(qū)域在與具有第1光瞳區(qū)域的面積重心的分割區(qū)域關(guān)于光軸401對稱的分割區(qū)域中具有面積重心。如圖21所示，在光瞳分割光圈412上配置有相對于光軸401配置在左上側(cè)的第1 開口部415和相對于光軸401配置在右下側(cè)的第2開口部416。在第1開口部415中第1 像素集合用光束通過，在第2開口部416中第2像素集合用光束通過。如圖21所示，在AF用攝像面414上配置有相對于光軸401配置在左上側(cè)的第1 攝像面417和相對于光軸401配置在右下側(cè)的第2攝像面418。第1攝像面417 二維地排列有多個像素(第1像素集合)，接收來自第1光瞳區(qū)域的第1像素集合用光束。第2攝像面418與第1攝像面417相同，二維地排列多個像素(第2像素集合)，接收來自第2光瞳區(qū)域的第2像素集合用光束。當(dāng)在第1方向Al上比較來自如下位置的像素的輸出信號時可算出左右方向的相位差，該位置是與圖22A所示的第1攝像面417和圖22B所示的第2攝像面418相互對應(yīng)的位置，當(dāng)在第2方向Bl上比較時可算出上下方向的相位差。由此，可根據(jù)這些信息來檢測攝影鏡頭402的散焦量。在第4實施方式中示出了將第1像素集合和第2像素集合在AF用攝像面414的面內(nèi)分離為第1攝像面417和第2攝像面418的情況，不過也可以取而代之使攝像面共用化以時間分割進行分離。在該情況下，可利用2次時間分割來檢測2個方向的相位差，所以能夠縮短測距時間，并提高相對于移動的測距精度。此外，關(guān)于其它結(jié)構(gòu)、作用、效果與第1實施方式相同。(第5實施方式)圖23是示出第5實施方式的攝像裝置的概括結(jié)構(gòu)的圖。圖M是從光軸501方向?qū)⒄诠鈫卧?11與開口光圈504重疊示出的圖、是示出遮光部512處于光軸501左上的狀態(tài)的圖。圖25是從光軸501方向?qū)⒄诠鈫卧?11與開口光圈504重疊示出的圖、是示出遮光部512處于光軸501右下的狀態(tài)的圖。第5實施方式是進行時間分割后生成第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域的攝像裝置的實施方式。如圖23所示，在攝影鏡頭系統(tǒng)502的光軸501上配置有攝像元件503。攝影鏡頭系統(tǒng)502具備開口光圈504和配置在其物體側(cè)附近的遮光單元511。此外，雖然希望遮光單元511如圖23所示配置在攝影鏡頭系統(tǒng)502內(nèi)的開口光圈 504附近，但不僅限于此。如圖24、圖25所示，遮光單元511具備遮擋入射光的遮光部512和透過入射光的透明部513。該遮光部512通過在與光軸501垂直的面內(nèi)移動遮光單元511，可獲得夾著光軸501的2個位置。該2個位置處于由以光軸501為中心的水平線521和垂直線522劃分的4個分割區(qū)域中的、關(guān)于光軸501對稱的左上區(qū)域和右下區(qū)域內(nèi)。遮光單元511通過未圖示的驅(qū)動源進行驅(qū)動，使得成為如圖M所示遮光部512處于光軸501左上的狀態(tài)和如圖 25所示遮光部512處于光軸501右下的狀態(tài)的任意一個。切換這2個狀態(tài)的單元除了使遮光單元511在連接2個位置的方向上移動之外，還可以使遮光單元511以光軸501為中心進行旋轉(zhuǎn)，也可以采用液晶及電致變色等來電切換透過狀態(tài)和減光或遮光狀態(tài)。在圖M所示的狀態(tài)下，在形成攝像元件503的第1像素集合的多個像素中接收來自在光軸501的右下區(qū)域具有面積重心的第1光瞳區(qū)域的光束。在圖25所示的狀態(tài)下，在形成攝像元件503的第2像素集合的多個像素中接收來自在光軸501的左上區(qū)域具有面積重心的第2光瞳區(qū)域的光束。通過以時間分割來實現(xiàn)這2個狀態(tài)，可進行相位差信息的檢測，并算出在畫面上各個部位的散焦量。另外，在圖M和圖25中可分別進行記錄圖像用的圖像形成。尤其可通過使遮光部512位于光軸501附近，使從圖M和圖25的狀態(tài)生成的記錄用圖像(攝影圖像)大致相同，可在動態(tài)圖像等中混合使用這兩個狀態(tài)。(第6實施方式)圖沈是示出第6實施方式的攝像裝置的概括結(jié)構(gòu)的圖。圖27是在攝像元件651 上重疊示出遮光單元652的俯視圖、是示出遮光單元652下部的2行像素未與攝像元件651 重疊的狀態(tài)的圖。圖觀是在攝像元件651上重疊示出遮光單元652的俯視圖、是示出遮光單元652上部的2行像素未與攝像元件651重疊的狀態(tài)的圖。圖四是示出像素結(jié)構(gòu)的剖視圖、是與圖27所示的狀態(tài)對應(yīng)的圖。圖30是示出像素結(jié)構(gòu)的剖視圖、是與圖觀所示的狀態(tài)對應(yīng)的圖。第6實施方式是進行時間分割后生成第1光瞳區(qū)域和第2光瞳區(qū)域的攝像裝置的實施方式。
第6實施方式的攝像裝置如圖沈所示在攝影鏡頭602的光軸601上配置有攝像元件651。在與該攝像元件651的各個像素的光電變換面660對應(yīng)的位置上分別配置有片上透鏡655。在片上透鏡655的物體側(cè)附近配置有用于假定出射光瞳的遮光單元652。該遮光單元652也可以是減光單元。遮光單元652例如是遮光濾鏡，針對攝像元件651的各個像素，分別設(shè)定由與攝像元件651的第1方向Al對應(yīng)的線和與第2方向Bl對應(yīng)的線劃分的4個分割區(qū)域。遮光單元652具備遮擋入射光的遮光區(qū)域653和入射光透過的透明區(qū)域654。攝像元件651的多個像素由利用遮光區(qū)域653覆蓋左上的第1像素集合661和利用遮光區(qū)域653覆蓋右下的第2像素集合662構(gòu)成。在圖27、圖觀所示的狀態(tài)中，以4像素為單位呈棋盤狀交替地構(gòu)成第1像素集合661和第2像素集合662。構(gòu)成第1像素集合661的各個像素利用遮光區(qū)域653覆蓋像素的左上，在其以外的部分接收透過了作為第1光瞳區(qū)域的透明區(qū)域肪4的光。因此，與這些像素相對應(yīng)地，在作為4個分割區(qū)域之一的像素的右下存在第1光瞳區(qū)域的面積重心。另外，構(gòu)成第2像素集合662的各個像素利用遮光區(qū)域653來覆蓋像素的右下，在其以外的部分接收透過了作為第2光瞳區(qū)域的透明區(qū)域654的光。因此，與這些像素相對應(yīng)地，在作為4個分割區(qū)域之一的像素的左上存在第2光瞳區(qū)域的面積重心。這里，如圖9所示配置第1像素集合以及第2像素集合，并采用圖10所示的彩色濾鏡，由此能夠以與第1實施方式的情況同樣的思考方法來獲得彩色圖像。在圖27所示的狀態(tài)下，攝像元件651左上的4像素成為第2像素集合662。在相對于圖27的狀態(tài)使遮光單元652向上偏移2行的圖觀所示的狀態(tài)下，攝像元件651左上的4像素成為第1像素集合661。因此，在圖27的狀態(tài)下為第1像素集合661的像素在圖 28的狀態(tài)下是第2像素集合662，作為第2像素集合662的像素是第1像素集合。在從圖27的狀態(tài)向圖觀的狀態(tài)的切換中，可利用未圖示的驅(qū)動單元使遮光部件移動，也可以使攝像元件移動。另外，使它們移動的驅(qū)動單元可與用于防止抖動的驅(qū)動系統(tǒng)兼用。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，可通過比較圖27和圖觀的狀態(tài)下的來自同一像素的輸出來取
得相位差信息。此外，可通過時間分割形成全部像素是第1像素集合661的狀態(tài)和全部像素是第 2像素集合662的狀態(tài)。接著，對采用透鏡更換式的照相機系統(tǒng)作為第6實施方式的攝像裝置時的處理流程進行說明。圖31是示出第6實施方式的攝像裝置的處理流程的流程圖。圖32是更詳細地示出第6實施方式的透鏡更換式照相機系統(tǒng)(攝像裝置)結(jié)構(gòu)的框圖。首先，在圖32所示的透鏡更換式照相機系統(tǒng)中，當(dāng)在照相機主體(相機主體)700 的主體卡口 /透鏡卡口結(jié)合部701上安裝更換透鏡800時，在照相機主體700側(cè)檢測透鏡的安裝(步驟S011)。接著，將更換透鏡800內(nèi)的透鏡信息記錄部806所存儲的伸出量(繰>9出L·量) 信息、像差信息等傳送并記錄到照相機主體700內(nèi)的透鏡信息記錄部703(步驟S021)。使用者通過進行半按釋放按鈕(快門按鈕)702等操作來向照相機控制器710輸出測距開始的指示信號(步驟S031)。此時，可進行設(shè)定測距部位的處理。使用者可手動地設(shè)定該測距部位，也可以根據(jù)在照相機中預(yù)先設(shè)定的規(guī)則進行設(shè)定。利用步驟S031，對攝像元件721的各個像素實施光電變換(步驟S041)。此時，可設(shè)定根據(jù)需要有選擇地進行光電變換的像素。進行了光電變換的信號通過ADC (模擬數(shù)字變換電路)722被變換為數(shù)字信號，并向預(yù)處理部717輸出。在預(yù)處理部717中，以適合圖像處理部715、711的處理的形式進行變換處理。另外，攝像元件721根據(jù)來自照相機控制器710所控制的TG(定時發(fā)生器)的輸出進行動作。利用步驟S031，將更換透鏡800的變焦?fàn)顟B(tài)算出部812所存儲的聚焦透鏡位置信息傳送并記錄到照相機主體700內(nèi)的透鏡狀態(tài)記錄部704 (步驟S051)。這里，在更換透鏡 800是變焦透鏡的情況下，除了聚焦透鏡位置信息之外還可以傳送焦距狀態(tài)的信息。聚焦透鏡位置信息是變焦?fàn)顟B(tài)算出部812根據(jù)變焦透鏡組位置檢測部804所檢測出的包含聚焦透鏡801的攝影鏡頭系統(tǒng)802的位置信息，利用規(guī)定的方法算出的信息。通過在步驟S041中實施的光電變換，圖像處理部711取得測距部位的第1像素集合661的光電變換信息，并形成A像(步驟S061)。此時，可加上在步驟S021中取得的像差 fn息ο圖像處理部712采用在步驟S061中取得的光電變換信息，形成用于取得水平方向的相位差信息的AH像(步驟S062)，并且形成用于取得垂直方向的相位差信息的AV像(步驟 S063)。另外，圖像處理部711通過在步驟S041中實施的光電變換，取得測距部位的第2 像素集合662的光電變換信息，并形成B像(步驟S071)。此外，圖像處理部712采用在步驟S071中取得的光電變換信息，形成用于取得水平方向的相位差信息的BH像(步驟S072)，并且形成用于取得垂直方向的相位差信息的BV 像(步驟S073)。接著，相位差量算出部713根據(jù)AH像和BH像算出相位差量SH (步驟S081)，根據(jù) AV像和BV像算出相位差量SV (步驟SO^)。此外，相位差量算出部713根據(jù)相位差量SH、 SV來算出用于計算散焦量的相位差量SD (步驟S101)。相位差量SD可以是相位差量SH和相位差量SV的平均值，也可從AV像、BV像、AH像以及BH像的對比度值等中采用被判斷為精度高的相位差量SH、SV的值，還可以以手動的方式進行確定。透鏡驅(qū)動量算出部714在步驟SlOl中算出的相位差量SD是規(guī)定量內(nèi)的情況下， 判斷為對焦?fàn)顟B(tài)，當(dāng)超過規(guī)定量時判斷為非對焦?fàn)顟B(tài)(步驟S111)。這里，可以根據(jù)由最小彌散圓直徑算出的像面深度來設(shè)定規(guī)定量，也可以參照來自攝影鏡頭的信息。當(dāng)在步驟Slll中判斷為相位差量SD超過規(guī)定量時(在步驟Slll中是“否”)，透鏡驅(qū)動量算出部714根據(jù)相位差量SD、透鏡信息記錄部703所記錄的伸出量信息和透鏡狀態(tài)記錄部704所記錄的聚焦透鏡位置等信息來算出透鏡伸出量Dl (步驟S121)。伸出量Dl 的計算方法可使用與現(xiàn)有相位差A(yù)F相同的方法。此外，伸出量Dl可以是伸出方向的量，也者可以是驅(qū)動聚焦透鏡801的聚焦透鏡驅(qū)動部803(電動機)的驅(qū)動脈沖等控制值。照相機控制器710可將在步驟S121中算出的伸出量Dl的信息向更換透鏡800的透鏡控制器810傳送。聚焦透鏡控制部811根據(jù)所傳送的伸出量D1，利用聚焦透鏡驅(qū)動部 803，將聚焦透鏡801驅(qū)動伸出量Dl (步驟S131)。此時，聚焦透鏡控制部811根據(jù)聚焦透鏡位置檢測部805所檢測出的聚焦透鏡801的位置信息來控制聚焦透鏡驅(qū)動部803。此外，由照相機控制器710內(nèi)的通信控制部718來控制照相機控制器710與透鏡控制器810之間的
ififn。在步驟S131中驅(qū)動聚焦透鏡801之后，返回步驟S041、S051的步驟，照相機控制器710確認是否已成為對焦?fàn)顟B(tài)。另一方面，在步驟Slll中當(dāng)透鏡驅(qū)動量算出部714判斷為相位差量SD是規(guī)定量以內(nèi)時(在步驟Slll中是“是”)，利用攝像元件721的各個像素進行光電變換(步驟 S141)。圖像處理部715根據(jù)進行了光電變換的信號來進行圖像形成(步驟S151)。即，715 生成攝影圖像。所形成的圖像在壓縮部716中以規(guī)定的形式進行壓縮，并記錄到圖像記錄部731 (圖像記錄單元)(步驟S161)。另外，將所壓縮的圖像顯示到圖像顯示部732內(nèi)。在步驟S151中，除了圖像形成之外，還可以利用透鏡信息記錄部703所記錄的信息進行適合整體圖像的圖像處理。圖像記錄部731可以是設(shè)置在照相機主體700內(nèi)的存儲器，也可以是安裝到照相機主體700內(nèi)的外部存儲器。如以上那樣，在圖31中，在步驟S131之后返回到步驟S041、步驟S051，當(dāng)相位差量SD成為規(guī)定量以內(nèi)(在步驟Slll中是“是”)時進入步驟S141。與此相對，在AF速度優(yōu)先的情況下，在步驟S131之后直接進到步驟S141，而不用返回到步驟S041、步驟S051。另外，即使在步驟S131之后返回到步驟S041、步驟S051的情況下，如果步驟Slll中的判斷超過規(guī)定次數(shù)則進到步驟S141，從而能夠可靠地獲得攝影圖像。接著，參照圖33、圖34說明采用透鏡一體型照相機作為第6實施方式的攝像裝置時的處理流程。圖33是示出攝像裝置的處理流程的流程圖。圖34是更詳細地示出透鏡一體型照相機(攝像裝置)的結(jié)構(gòu)的框圖。首先，在圖33所示的流程開始之前，在照相機主體900的透鏡信息記錄部903中存儲有伸出量信息、像差信息等數(shù)據(jù)。例如在拍攝動態(tài)圖像的情況下，使用者通過進行半按釋放按鈕902等操作，將測距開始的指示信號輸出至照相機控制器910(步驟S1031)。將攝影鏡頭的聚焦透鏡位置信息記錄到透鏡狀態(tài)記錄部974。在攝影鏡頭是變焦透鏡的情況下，還可以存儲焦距的狀態(tài)(步驟S1051)。對攝像元件的各個像素實施光電變換(步驟S1041)。進行了光電變換的信號可利用ADC(模擬數(shù)字變換電路)922變換為數(shù)字信號，并輸出到預(yù)處理部917。在預(yù)處理部917中，以適合圖像處理部915、911的處理的形式進行變換處理。另外，攝像元件971根據(jù)來自照相機控制器910所控制的TG(定時發(fā)生器)的輸出進行動作。圖像處理部915根據(jù)在步驟S1041中實施的光電變換進行圖像形成(步驟 S1151)。所形成的圖像被壓縮部916以規(guī)定的形式進行壓縮，并記錄到圖像記錄部931 (圖像記錄單元)內(nèi)(步驟S1161)。另外，將所壓縮圖像顯示到圖像顯示部732上。此外，這里將動態(tài)圖像攝影作為前提進行說明，不過圖33所示的步驟也可以應(yīng)用于靜態(tài)圖像的情況。利用步驟S1031，將透鏡部950的變焦?fàn)顟B(tài)算出部962所存儲的聚焦透鏡位置信息傳送并記錄到透鏡狀態(tài)記錄部974。這里，在透鏡部950是變焦透鏡的情況下，除了聚焦透鏡位置信息之外還可以傳送焦距狀態(tài)的信息。聚焦透鏡位置信息是變焦?fàn)顟B(tài)算出部962根據(jù)變焦透鏡組位置檢測部％4所檢測出的包含聚焦透鏡951的攝影鏡頭系統(tǒng)952的位置信息，利用規(guī)定方法算出的信息。另一方面，圖像處理部912通過在步驟S1041中實施的光電變換，取得測距部位的第1像素集合661的光電變換信息，形成A像(步驟S1061)。此時，使用者能夠以手動的方式來設(shè)定測距部位，也可以根據(jù)在照相機中預(yù)先設(shè)定的規(guī)則來進行設(shè)定。此外，圖像處理部912采用在步驟S1061中取得的光電變換信息來形成用于取得水平方向的相位差信息的AH像(步驟S1062)，并且形成用于取得垂直方向的相位差信息的 AV 像(步驟 S1063)。另外，圖像處理部912通過在步驟S1041中實施的光電變換來取得測距部位的第 2像素集合662的光電變換信息，并形成B像(步驟S107》。此外，圖像處理部912采用在步驟S1071中取得的光電變換信息，形成用于取得水平方向的相位差信息的BH像(步驟 S1072)，并且形成用于取得垂直方向的相位差信息的BV像(步驟S1073)。接著，相位差量算出部913根據(jù)AH像和BH像算出相位差量SH(步驟S1081)，根據(jù)AV像和BV像算出相位差量SV(步驟SlO^)。此外，相位差量算出部913利用相位差量 SH、SV來算出用于計算散焦量的相位差量SD (步驟S1101)。相位差量SD可以是相位差量 SH與相位差量SV的平均值，也可以從AV像、BV像、AH像以及BH像的對比度值等中采用被判斷為精度高的相位差量SH、SV的值，還能夠以手動的方式進行確定。接著，914根據(jù)相位差量SD、透鏡信息記錄部903所記錄的伸出量信息和透鏡狀態(tài)記錄部974所記錄的聚焦透鏡位置等信息來算出透鏡伸出量Dl (步驟S1121)。伸出量Dl 的計算方法可使用與現(xiàn)有相位差A(yù)F相同的方法。此外，伸出量Dl可以是伸出方向的量，還可以是驅(qū)動聚焦透鏡951的聚焦透鏡驅(qū)動部952(電動機)的驅(qū)動脈沖等的控制值。另外， 在動態(tài)圖像中可考慮移動速度來決定驅(qū)動量。照相機控制器910將在步驟S1121中算出的伸出量Dl的信息向透鏡部950的透鏡控制器960傳送。聚焦透鏡控制部961根據(jù)所傳送的伸出量D1，通過聚焦透鏡驅(qū)動部952 將聚焦透鏡951驅(qū)動伸出量Dl (步驟S1131)。此時，控制部961根據(jù)聚焦透鏡位置檢測部 955所檢測出的聚焦透鏡951的位置信息來控制驅(qū)動部952。在聚焦透鏡951驅(qū)動之后，當(dāng)根據(jù)照相機主體900上的開關(guān)等的操作而具有攝影結(jié)束指示時(在步驟S1171中是“是”)，結(jié)束攝影(步驟S1181)。如果沒有攝影結(jié)束指示 (在步驟S1171中是“否”)，則返回到步驟S1041的步驟，進行光電變換實施以后的處理。此外，從步驟S1041到步驟S1131的處理可以是在進行多次步驟S1151、S1161的循環(huán)中進行一次的形式。另外，根據(jù)條件，可在這些流程中加入對比度AF的流程。此外，關(guān)于其它的作用、效果、變形例與上述透鏡更換式的照相機系統(tǒng)的情況相同。如以上那樣，本發(fā)明的攝像裝置在需要高測距精度和小型化兼顧的攝像裝置中是有用的。本發(fā)明的攝像裝置起到了根據(jù)小型或較少的像素集合來獲得高精度的測距信號這樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其能安裝攝影鏡頭或者固定有攝影鏡頭，其中，該攝像裝置具備攝像元件，所述攝像元件具有2維排列的多個像素，由所述多個像素至少形成第1像素集合和第2像素集合這兩個像素集合，假定出射光瞳，在所述出射光瞳中設(shè)定由在與其光軸垂直的面內(nèi)相互正交的2條直線劃分的4個分割區(qū)域，所述第1像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自面積重心位于所述4個分割區(qū)域之一中的第 1光瞳區(qū)域的光束，第2光瞳區(qū)域的面積重心位于與具有所述第1光瞳區(qū)域的所述面積重心的分割區(qū)域關(guān)于所述光軸對稱的分割區(qū)域中，所述第2像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自所述第2光瞳區(qū)域的光束，在所述2條直線的方向中的至少一個方向上比較來自所述第1像素集合的信號和來自所述第2像素集合的信號，取得散焦信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第1像素集合以及所述第2像素集合配置在用于形成圖像的攝像元件內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，從所述第1像素集合以及所述第2像素集合獲得用于形成圖像的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，所述第1光瞳區(qū)域和所述第2光瞳區(qū)域至少分別處于所述面積重心所在的分割區(qū)域及其相鄰的2個分割區(qū)域內(nèi)，第1光瞳區(qū)域與所述第2光瞳區(qū)域在所述相鄰的區(qū)域內(nèi)具有重復(fù)部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其中，所述2條直線是相對于所述攝像元件的1邊的水平方向的直線以及垂直方向的直線。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置，該攝像元件具有2維排列的多個像素，由多個像素至少形成第1像素集合和第2像素集合這兩個像素集合，假定出射光瞳，在出射光瞳中設(shè)定由在與其光軸垂直的面內(nèi)相互正交的2條直線劃分的4個分割區(qū)域，第1像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自在4個分割區(qū)域之一中具有面積重心的第1光瞳區(qū)域的光束，在與具有第1光瞳區(qū)域的面積重心的分割區(qū)域關(guān)于光軸對稱的分割區(qū)域中具有第2光瞳區(qū)域的面積重心，第2像素集合的像素結(jié)構(gòu)是接收來自第2光瞳區(qū)域的光束，在所述2條直線方向的至少一個方向上比較來自第1像素集合的信號和來自第2像素集合的信號，并取得散焦信息。
文檔編號G03B13/36GK102289131SQ20111015944
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月17日
發(fā)明者后藤尚志 申請人:奧林巴斯株式會社