焦點檢測裝置以及攝像裝置的制作方法

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本申請是國際申請日為2013年9月20日、國際申請?zhí)枮閜ct/jp2013/075419、國家申請?zhí)枮?01380051161.7、發(fā)明名稱為“焦點檢測裝置以及攝像裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及焦點檢測裝置以及攝像裝置。

背景技術：

將由微透鏡和配置在其背后的一對光電轉換部構成的焦點檢測像素排列在攝影透鏡的預定焦點面上。由此，生成與通過光學系統的一對焦點檢測光束所形成的一對像對應的一對像信號。通過檢測該一對像信號間的像偏差量(相位差)，檢測攝影透鏡的焦點調節(jié)狀態(tài)(散焦量)。公知進行這樣的動作的所謂的光瞳分割型相位差檢測方式的焦點檢測裝置。

從如上所述的焦點檢測像素和攝像像素混合的攝像元件(圖像傳感器)以恒定幀時間間隔讀取焦點檢測像素以及攝像像素的信號，并且一并進行即時預覽顯示和焦點檢測。與此同時地，在過去多幀期間，存儲每幀的焦點檢測像素的信號。在僅根據最新幀的焦點檢測像素的信號的情況下輸出電平不足而不能進行焦點檢測時，將存儲的過去多幀期間的焦點檢測像素的信號相加而進行時間累計。公知由此使用輸出電平提高的焦點檢測像素的信號來進行焦點檢測的焦點檢測裝置(參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-85738號公報

技術實現要素：

發(fā)明要解決的課題

在上述的焦點檢測裝置中，存在如下的問題點：存在對移動的被攝體的焦點檢測結果產生誤差的情況。

用于解決課題的技術方案

根據本發(fā)明的第1方式，焦點檢測裝置，包括：圖像傳感器，包括具有多個焦點檢測像素的多個焦點檢測像素列，所述多個焦點檢測像素列分別輸出一對焦點檢測信號；空間累計部，對多個焦點檢測像素列中的第一預定數的焦點檢測像素列分別輸出的一對焦點檢測信號進行累計而計算空間累計值；以及焦點檢測部，基于空間累計值，檢測光學系統的焦點狀態(tài)。

根據本發(fā)明的第2方式，優(yōu)選的是，在第1方式的焦點檢測裝置中，還包括時間累計部，該時間累計部計算基于空間累計值的時間累計值。第一預定數的焦點檢測像素列的各焦點檢測像素列每隔預定間隔重復輸出一對焦點檢測信號，每當各焦點檢測像素列每隔預定間隔重復輸出一對焦點檢測信號時，空間累計部對第一預定數的焦點檢測像素列輸出的一對焦點檢測信號分別進行累計來重復計算空間累計值，時間累計部通過對由空間累計部重復計算空間累計值而得到的第二預定數的空間累計值進行累計來計算時間累計值，焦點檢測部根據空間累計值和基于空間累計值的時間累計值中的任一個，檢測焦點狀態(tài)。

根據本發(fā)明的第3方式，優(yōu)選的是，在第2方式的焦點檢測裝置中，各焦點檢測像素列由多個焦點檢測像素沿著預定方向排列而構成，每隔預定間隔通過光電轉換重復輸出與基于一對焦點檢測光束的一對像對應的一對焦點檢測信號。

根據本發(fā)明的第4方式，優(yōu)選的是，在第3方式的焦點檢測裝置中，在焦點檢測部基于時間累計值來檢測焦點狀態(tài)時，以使基于一對焦點檢測信號的評價值大于預定閾值的方式，確定第一預定數和第二預定數。

根據本發(fā)明的第5方式，優(yōu)選的是，在第4方式的焦點檢測裝置中，在焦點檢測部基于空間累計值來檢測焦點狀態(tài)時，評價值是基于空間累計值的第一累計值，以使第一累計值大于預定閾值的方式在不超過最大數的范圍內確定第一預定數且將第二預定數確定為0，在焦點檢測部基于時間累計值來檢測焦點狀態(tài)時，評價值是基于時間累計值的第二累計值，以使第二累計值大于預定閾值的方式將第一預定數確定為最大數且確定第二預定數。

根據本發(fā)明的第6方式，優(yōu)選的是，在第5方式的焦點檢測裝置中，還包括存儲裝置，每當各焦點檢測像素列每隔預定間隔重復輸出一對焦點檢測信號時，所述存儲裝置存儲一對焦點檢測信號?？臻g累計部對由存儲裝置存儲的一對焦點檢測信號分別進行累計，計算空間累計值。

根據本發(fā)明的第7方式，優(yōu)選的是，在第5方式的焦點檢測裝置中，還包括存儲裝置，每當各焦點檢測像素列每隔預定間隔重復輸出一對焦點檢測信號時，所述存儲裝置存儲由空間累計部計算出的空間累計值。時間累計部通過對由存儲裝置存儲的第二預定數的空間累計值進行累計，計算時間累計值。

根據本發(fā)明的第8方式，優(yōu)選的是，在第5方式的焦點檢測裝置中，還包括存儲裝置，每當各焦點檢測像素列每隔預定間隔重復輸出一對焦點檢測信號時，所述存儲裝置存儲由時間累計部計算出的時間累計值。焦點檢測部在基于時間累計值來檢測焦點狀態(tài)時，基于由存儲裝置存儲的時間累計值來檢測焦點狀態(tài)。

根據本發(fā)明的第9方式，優(yōu)選的是，在第4方式的焦點檢測裝置中，還包括移動量檢測部，該移動量檢測部檢測預定間隔的期間的一對像的移動量。在焦點檢測部基于時間累計值來檢測焦點狀態(tài)時，以移動量越大則第二預定數與第一預定數相比越小的方式，且以第一預定數和第二預定數之積大致等于與評價值和預定閾值對應的恒定值的方式，確定第一預定數和第二預定數。

根據本發(fā)明的第10方式，優(yōu)選的是，在第5至第8中的任一個方式的焦點檢測裝置中，第一累計值以及第二累計值對應于空間累計值以及時間累計值各自的平均值、空間累計值以及時間累計值各自的最大值、空間累計值以及時間累計值各自的最大值與最小值之差中的任一個。

根據本發(fā)明的第11方式，優(yōu)選的是，在第9方式的焦點檢測裝置中，評價值對應于一對焦點檢測信號的平均值、一對焦點檢測信號的最大值、一對焦點檢測信號的最大值與最小值之差中的任一個。

根據本發(fā)明的第12方式，優(yōu)選的是，在第3至第11中的任一個方式的焦點檢測裝置中，多個焦點檢測像素分別具有供一對焦點檢測光束透過的微透鏡以及沿著預定方向排列且接受一對焦點檢測光束并進行光電轉換的一對光電轉換部，一對光電轉換部和一對焦點檢測光束所通過的在光學系統的出瞳中與預定方向平行地排列的一對區(qū)域，通過微透鏡彼此成為共軛關系。

根據本發(fā)明的第13方式，優(yōu)選的是，在第12方式的焦點檢測裝置中，多個攝像像素與多個焦點檢測像素混合配置于圖像傳感器，所述多個攝像像素接受通過光學系統的來自被攝體的攝影光束，并每隔預定間隔通過光電轉換輸出與被攝體像對應的被攝體像信號。

根據本發(fā)明的第14方式，優(yōu)選的是，在第3方式的焦點檢測裝置中，構成各焦點檢測像素列的多個焦點檢測像素接受通過光學系統的出瞳中的與預定方向平行地排列的一對區(qū)域的一對焦點檢測光束，多個焦點檢測像素列彼此并列設置。

根據本發(fā)明的第15方式，攝像裝置，包括：第1至第14中的任一個方式的焦點檢測裝置；驅動部，基于由焦點檢測部檢測出的焦點狀態(tài)，將光學系統向對焦位置驅動；以及取得部，在光學系統位于對焦位置時，基于通過光學系統的來自被攝體的攝影光束，取得圖像數據。

發(fā)明效果

根據本發(fā)明，焦點檢測裝置能夠進行高精度的焦點檢測。

附圖說明

圖1是表示數碼相機的結構的橫剖視圖。

圖2是詳細表示攝像元件以及機身驅動控制裝置的關系的框圖。

圖3是表示攝影畫面上的焦點檢測區(qū)域的圖。

圖4是表示攝像元件的詳細結構的主視圖。

圖5是表示攝像元件的詳細結構的主視圖。

圖6是表示使用了微透鏡的光瞳分割型相位差檢測方式的焦點檢測光學系統的結構的圖。

圖7是用于說明攝像元件的攝像像素所接受的攝影光束的情形的圖。

圖8是表示包括數碼相機的焦點檢測動作在內的攝像動作的流程圖。

圖9是焦點檢測用數據的生成的處理流程圖。

圖10是表示空間累計處理的情形的圖。

圖11是表示時間累計處理的情形的圖。

圖12是焦點檢測用數據的生成的處理動作的時序圖。

圖13是焦點檢測用數據的生成的處理流程圖。

圖14是表示時間累計處理的情形的圖。

圖15是焦點檢測用數據的生成的處理流程圖。

圖16是用于說明確定空間累計次數和時間累計次數的處理的詳細內容的圖表。

圖17是表示攝像元件的詳細結構的主視圖。

具體實施方式

(第一實施方式)

圖1是表示作為包括本發(fā)明的第一實施方式中的焦點檢測裝置在內的攝像裝置的鏡頭更換式數碼相機201的結構的橫剖視圖。數碼相機201由可換鏡頭202和相機機身203構成。各種可換鏡頭202通過固定架部204安裝于相機機身203。

可換鏡頭202包括透鏡209、變焦用透鏡208、聚焦用透鏡210、光圈211、透鏡驅動控制裝置206等。透鏡驅動控制裝置206由未圖示的微型計算機、存儲器、驅動控制電路等構成。透鏡驅動控制裝置206進行用于聚焦用透鏡210的焦點調節(jié)、光圈211的開口直徑調節(jié)的驅動控制，并且進行變焦用透鏡208、聚焦用透鏡210以及光圈211的狀態(tài)檢測等。除此之外，透鏡驅動控制裝置206通過與后述的機身驅動控制裝置214的通信，進行透鏡信息的發(fā)送以及相機信息的接收。在光圈211中為了進行光量以及模糊量調整而在光軸中心形成開口直徑可變的開口。

相機機身203包括攝像元件(圖像傳感器)212、機身驅動控制裝置214、液晶顯示元件驅動電路215、液晶顯示元件216、目鏡217、存儲卡219等。在攝像元件212中，呈二維狀配置有多個攝像像素，并且在與焦點檢測位置對應的部分插入有多個焦點檢測像素。關于該攝像元件212，在后文中敘述詳細內容。

機身驅動控制裝置214包括微型計算機、存儲器、驅動控制電路等。機身驅動控制裝置214重復進行攝像元件212的驅動控制、圖像信號以及焦點檢測信號的讀取、基于焦點檢測信號的焦點檢測運算以及可換鏡頭202的焦點調節(jié)，并且進行圖像信號的處理及記錄、相機的動作控制等。機身驅動控制裝置214經由電觸點213與透鏡驅動控制裝置206進行通信，進行透鏡信息的接收以及相機信息(散焦量、光圈值等)的發(fā)送。

液晶顯示元件216作為電子取景器(evf：electronicviewfinder)發(fā)揮功能。液晶顯示元件驅動電路215基于由攝像元件212得到的圖像信號，將實時取景圖像顯示于液晶顯示元件216。攝影者能夠通過目鏡217觀察該實時取景圖像。存儲卡219是存儲基于由攝像元件212拍攝到的圖像信號而生成的圖像數據的圖像存儲器。

根據通過了可換鏡頭202的光束，在攝像元件212的受光面上形成被攝體像。該被攝體像通過攝像元件212進行光電轉換，圖像信號和焦點檢測信號被傳送到機身驅動控制裝置214。

機身驅動控制裝置214基于來自攝像元件212的焦點檢測像素的焦點檢測信號而計算散焦量，并將該散焦量向透鏡驅動控制裝置206傳送。并且，機身驅動控制裝置214對來自攝像元件212的圖像信號進行處理而生成圖像數據，并存儲在存儲卡219中。與此同時地，機身驅動控制裝置214將來自攝像元件212的實時取景圖像信號傳送到液晶顯示元件驅動電路215，并使實時取景圖像顯示于液晶顯示元件216。進而，機身驅動控制裝置214向透鏡驅動控制裝置206傳送光圈控制信息，進行光圈211的開口控制。

透鏡驅動控制裝置206根據聚焦狀態(tài)、變焦狀態(tài)、光圈設定狀態(tài)、光圈開放f值等來更新透鏡信息。具體而言，檢測變焦用透鏡208和聚焦用透鏡210的位置以及光圈211的光圈值，且根據這些透鏡位置和光圈值來運算透鏡信息，或者從預先準備的查找表中選擇與透鏡位置和光圈值對應的透鏡信息。

透鏡驅動控制裝置206基于接收到的散焦量來計算透鏡驅動量，并根據透鏡驅動量而將聚焦用透鏡210向對焦位置驅動。并且，透鏡驅動控制裝置206根據接收到的光圈值來驅動光圈211。

圖2是詳細地表示與本發(fā)明相關的攝像元件212以及機身驅動控制裝置214的關系的框圖。如圖2所示，在機身驅動控制裝置214內容納有攝像元件控制部220、緩沖存儲器221、cpu(微型計算機)222、內部存儲器223。攝像元件212根據攝像元件控制部220的控制，進行攝像像素以及焦點檢測像素的電荷蓄積控制(電荷蓄積時間以及電荷蓄積定時)、圖像信號以及焦點檢測信號的輸出控制。與由攝像元件控制部212從攝像元件212讀取的被攝體像對應的圖像信號以及與后述的一對像對應的焦點檢測信號在接受了信號放大或ad轉換的前處理之后，作為1幀量的數據而臨時地存儲于緩沖存儲器221。cpu222對存儲于緩沖存儲器221的1幀量的數據中的圖像信號進行公知的圖像處理并進行圖像顯示、圖像記錄，并且對存儲于緩沖存儲器221的1幀量的數據中的焦點檢測信號進行后述的焦點檢測處理。內部存儲器223是用于存儲過去的多幀量的焦點檢測信號的存儲器。cpu222在焦點檢測處理中參考在內部存儲器223中存儲的過去幀的焦點檢測信號。當結束對最新幀的焦點檢測信號的焦點檢測處理時，臨時存儲于緩沖存儲器221的最新幀的數據中的焦點檢測信號被移送到內部存儲器223。內部存儲器223成為filo(firstinlastout，先進后出)的棧結構，在內部存儲器223中依次更新記錄最近的過去的預定多幀量的焦點檢測信號。

圖3是表示攝影畫面上的焦點檢測區(qū)域的圖，是在基于后述的攝像元件212上的焦點檢測像素列進行的焦點檢測時，在攝影畫面上對像進行采樣的區(qū)域(焦點檢測區(qū)域、焦點檢測位置)的一例。在該例中，在矩形的攝影畫面100上的中央配置有焦點檢測區(qū)域101。與以長方形表示的焦點檢測區(qū)域101對應地排列有焦點檢測像素。

圖4、圖5是表示攝像元件212的詳細結構的主視圖，是放大表示攝像元件212上的焦點檢測區(qū)域101內的圖。圖4表示攝像像素310以及焦點檢測像素311的布局。在圖4中，在攝像元件212上，攝像像素310以及焦點檢測像素311混合且呈二維正方格子狀密集地排列。在沿著水平方向延伸的多個像素列的各列中，焦點檢測像素311每隔1個像素地進行配置，從而形成焦點檢測像素列l(wèi)1～l8。圖5表示在圖4所示的攝像像素310以及焦點檢測像素311中配置的顏色濾波器的排列。在攝像像素310以及焦點檢測像素311中，根據拜爾排列的規(guī)則而配置有顏色濾波器、紅色濾波器r、綠色濾波器g、藍色濾波器b。紅色濾波器r、綠色濾波器g以及藍色濾波器b分別在不同的波長中表示較高的光譜靈敏度。焦點檢測像素311具備綠色濾波器g。根據在水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)1～l8的各列配置的多個焦點檢測像素311的數據(焦點檢測信號)，進行水平方向的相位差檢測。配置在焦點檢測像素列l(wèi)1的多個焦點檢測像素311的數據是用于一般的焦點檢測的數據。根據狀況，分別配置于焦點檢測像素列l(wèi)2～l8的多個焦點檢測像素311的數據被累計到與它們對應的配置于焦點檢測像素列l(wèi)1的多個焦點檢測像素311的數據，該累計值用于焦點檢測。由于這樣的累計是配置在空間上彼此不同的位置的焦點檢測像素311的數據之間的累計，因此將這樣的累計稱為空間累計。

攝像像素310包括矩形的微透鏡10和通過未圖示的遮光掩模限制了受光區(qū)域的光電轉換部11。焦點檢測像素311由矩形的微透鏡10和一對光電轉換部13及14構成，該一對光電轉換部13、14是利用沿垂直方向延伸的元件分離區(qū)域15將攝像像素310的光電轉換部11分割成兩部分而得到的。另外，為了簡潔起見，在圖4中未圖示顏色濾波器。

攝像像素310設計成如下形狀：光電轉換部11全部接受利用微透鏡10而通過最明亮的可換鏡頭202的出瞳直徑(例如，f1.0)的攝影光束。此外，焦點檢測像素311設計成如下形狀：光電轉換部13、14分別接受利用微透鏡10而通過可換鏡頭202的出瞳中的與一對光電轉換部13、14的并列方向平行地排列的一對區(qū)域的一對焦點檢測光束。

圖6表示使用了微透鏡10的光瞳分割型相位差檢測方式的焦點檢測光學系統的結構。圖6示意性地放大表示在焦點檢測區(qū)域101中的水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)1配置的攝影光軸91附近的相鄰的3個焦點檢測像素311以及2個攝像像素310。在圖6中，出瞳90設定在從配置在可換鏡頭202(參照圖1)的預定成像面上的微透鏡10向前方隔開距離d的位置。該距離d是根據微透鏡10的曲率以及折射率、微透鏡10和光電轉換部13、14之間的距離等而確定的距離，在本說明書中將該距離d稱為測距光瞳距離。在圖6中，除此之外，還示出了可換鏡頭的光軸91、微透鏡10、光電轉換部13、14、焦點檢測像素311、攝像像素310、焦點檢測光束73、74。

測距光瞳93是由微透鏡10對通過遮光掩模的開口部限制了受光區(qū)域的光電轉換部13進行投影而形成的。同樣地，測距光瞳94是由微透鏡10對通過遮光掩模的開口部而限制了受光區(qū)域的光電轉換部14進行投影而形成的。一對測距光瞳93、94相對于通過光軸91的垂直線呈線對稱的形狀。一對測距光瞳93、94對應于上述的一對區(qū)域。通過微透鏡10，一對光電轉換部13、14和上述的一對區(qū)域即一對測距光瞳93、94彼此成為共軛關系。

在配置于焦點檢測區(qū)域101的水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)1～l8的全部焦點檢測像素311中，一對光電轉換部13、14沿著與構成焦點檢測像素列的焦點檢測像素相同的水平方向并列。一對光電轉換部13、14接受從各自對應地沿著與一對光電轉換部13、14的并列方向相同的方向并列的一對測距光瞳93、94來到各微透鏡的一對焦點檢測光束73、74。當構成各焦點檢測像素列的多個焦點檢測像素311各自包含的一對光電轉換部13、14接受一對焦點檢測光束73、74時，通過光電轉換，每隔預定幀間隔重復輸出與基于一對焦點檢測光束73、74的一對像對應的一對像信號。

通過以上的結構，光電轉換部13輸出與由通過測距光瞳93而朝向焦點檢測像素311的微透鏡10的焦點檢測光束73在微透鏡10上形成的像的強度對應的信號。并且，光電轉換部14輸出與由通過測距光瞳94而朝向焦點檢測像素311的微透鏡10的焦點檢測光束74在微透鏡10上形成的像的強度對應的信號。

在水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)1排列的焦點檢測像素311中，將各焦點檢測像素311的光電轉換部13、14的輸出匯集到與測距光瞳93以及測距光瞳94分別對應的輸出組。由此，得到與分別通過測距光瞳93以及測距光瞳94的焦點檢測用光束73、74在水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)1所包含的多個焦點檢測像素311的排列上形成的一對像的強度分布相關的信息。通過對該信息實施像偏差檢測運算處理(相關運算處理、相位差檢測處理)，通過所謂的光瞳分割型相位差檢測方式檢測出水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)1中的水平方向的一對像的像偏差量。

同樣地，能夠使用在水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)2～l8中排列的焦點檢測像素311的光電轉換部13、14的輸出，檢測各焦點檢測像素列中的水平方向的一對像的像偏差量。

進而，通過對像偏差量進行與一對測距光瞳93、94的重心間隔和測距光瞳距離的比例關系對應的轉換運算，計算出當前的成像面相對于預定成像面的偏差(散焦量)。具體而言，對與光軸91垂直的面內的像偏差量乘以預定的轉換系數，從而計算出散焦量即光軸91的方向上的成像面和預定成像面的偏差。預定的轉換系數作為將測距光瞳距離d除以測距光瞳93、94的重心間隔的值而得到。

圖7是用于與圖6比較來說明圖4所示的攝像元件212的攝像像素310所接受的攝影光束的情形的圖。圖7示意性地放大表示在與水平方向的焦點檢測像素列l(wèi)1相鄰的水平方向的攝像像素列中配置的攝影光軸91附近的相鄰的5個攝像像素310。另外，省略與圖6重復的部分的說明。

攝像像素310由微透鏡10和配置在其背后的光電轉換部11等構成。與光電轉換部11相鄰配置的遮光掩模的開口部的形狀在從微透鏡10隔開測距光瞳距離d的出瞳90上投影。該投影形狀形成大致與測距光瞳93、94外接的區(qū)域95。光電轉換部11輸出與由通過區(qū)域95而朝向微透鏡10的攝影光束71在微透鏡10上形成的像的強度對應的信號。即，多個攝像像素310接受通過可換鏡頭202的來自被攝體的攝影光束71，并通過光電轉換每隔預定幀間隔輸出與被攝體像對應的被攝體像信號。

圖8是表示包括本實施方式的焦點檢測裝置的數碼相機(攝像裝置)201的包括焦點檢測動作在內的攝像動作的流程圖。當在步驟s100中接通數碼相機201的電源時，機身驅動控制裝置214開始步驟s110以后的攝像動作。在步驟s110中，機身驅動控制裝置214的攝像元件控制部220讀取全部像素的像素數據，并且機身驅動控制裝置214的cpu222使攝像像素310的像素數據顯示于液晶顯示元件216。在接下來的步驟s120中，機身驅動控制裝置214的cpu222基于焦點檢測像素311的像素數據，生成用于焦點檢測的焦點檢測用數據。關于該焦點檢測用數據生成處理，在下文中詳細地敘述。

在步驟s130中，機身驅動控制裝置214的cpu222基于該焦點檢測用數據，進行焦點檢測區(qū)域101中的相位差檢測運算(像偏差檢測運算)。機身驅動控制裝置214的cpu222基于通過該相位差檢測運算而檢測出的相位差(像偏差量)來計算散焦量。

在步驟s140中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢測是否為對焦附近，即檢測計算出的散焦量的絕對值是否為預定值以內。在判定為不是對焦附近的情況下，本處理進入步驟s150，機身驅動控制裝置214的cpu222將散焦量向透鏡驅動控制裝置206發(fā)送，透鏡驅動控制裝置206將可換鏡頭202的聚焦用透鏡210向對焦位置驅動。此后，本處理返回到步驟s110，重復上述的動作。

另外，在不能進行焦點檢測的情況下，本處理分支到該步驟s150，機身驅動控制裝置214的cpu222向透鏡驅動控制裝置206發(fā)送掃描驅動指示，透鏡驅動控制裝置206將可換鏡頭202的聚焦用透鏡210從無限遠位置到最近位置之間的范圍進行掃描驅動。此后，本處理返回到步驟s110而重復上述的動作。

在步驟s140中判定為是對焦附近的情況下，本處理進入步驟s160。在步驟s160中，機身驅動控制裝置214的cpu222辨別是否通過快門按鈕(未圖示)的操作而進行了快門釋放。在判定為沒有進行快門釋放的情況下，本處理返回到步驟s110，重復上述的動作。另一方面，在判定為進行了快門釋放的情況下，本處理進入步驟s170。在步驟s170中，機身驅動控制裝置214的cpu222向透鏡驅動控制裝置206發(fā)送光圈調整指示，將可換鏡頭202的光圈值設為控制f值(由攝影者設定的f值或者自動設定的f值)。在光圈控制結束的時刻，機身驅動控制裝置214的攝像元件控制部220使攝像元件212進行攝像動作，從攝像元件212的攝像像素310以及全部焦點檢測像素311讀取像素數據。

在步驟s180中，機身驅動控制裝置214的cpu222根據各焦點檢測像素311的像素數據，即將在各焦點檢測像素311中配置的一對光電轉換部13、14的輸出數據相加，由此計算作為各焦點檢測像素311的位置的圖像數據的像素數據。在接下來的步驟s190中，機身驅動控制裝置214的cpu222取得用作攝像像素310的圖像數據的像素數據以及焦點檢測像素位置的圖像數據，并存儲于存儲卡219。該圖像數據是在可換鏡頭202的聚焦用透鏡210位于對焦位置時，基于通過可換鏡頭202的來自被攝體的攝影光束71而得到的。本處理返回到步驟s110，重復上述的動作。

另外，步驟s110～步驟s160的重復動作與從攝像元件212以預定幀間隔周期性地讀取1幀量的像素數據的幀讀取動作聯動地進行。

以下，說明圖8的步驟s130中的像偏差檢測運算處理(相關運算處理、相位差檢測處理)的詳細內容。焦點檢測像素311所檢測的一對像存在測距光瞳93、94由透鏡的光圈開口分開而失去光量平衡的可能性。因此，在步驟s130中，機身驅動控制裝置214的cpu222對光量平衡實施能夠維持像偏差檢測精度的類型的相關運算。對焦點檢測用的一對像信號a1n(a11，……，a1m：m為信號數)、a2n(a21，……，a2m)使用例如在日本特開2007-333720號公報中公開的公知的相關運算式即下述(1)式，運算相關量c(k)。在(1)式中，σ運算對變量n進行累計。變量n根據像偏移量k而限定為存在a1n、a1n+1、a2n+k、a2n+1+k的數據的范圍。像偏差量k是整數，是以構成一對像信號的信號列的數據間隔為單位的相對的偏移量。

c(k)＝σ|a1n·a2n+1+k-a2n+k·a1n+1|……(1)

在得到了與通過上述的(1)式而運算出的離散值即相關量c(k)對應的連續(xù)的相關量c(x)的極小值c(x)時，通過以下的(2)式，將提供連續(xù)的相關量c(x)的極小值c(x)的偏移量x換算為像偏差量shft。在(2)式中，系數py成為構成焦點檢測像素列l(wèi)1～l8的焦點檢測像素311的像素間距即在攝像元件212中排列的像素的像素間距的2倍的值。

shft＝py·x……(2)

使用圖9的處理流程圖，說明基于圖8的步驟s120中的焦點檢測像素311的像素數據進行的焦點檢測用數據的生成的詳細內容。在圖4的焦點檢測像素列l(wèi)1～l8的各焦點檢測像素列中，排列有n個焦點檢測像素311。按照水平方向的排列順序，對構成各焦點檢測像素列l(wèi)p(p＝1，2，……，8)的各焦點檢測像素311對應地附屬標號n(n＝1～n)。焦點檢測像素列l(wèi)p的第n個焦點檢測像素311所具有的一對光電轉換部13、14中的第s(s＝1，2)個光電轉換部輸出數據b(s，n，p)。即，一對光電轉換部13、14分別輸出一對數據b(1，n，p)、b(2，n，p)。

在步驟s200中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查構成圖3所示的焦點檢測像素列l(wèi)1的焦點檢測像素311的像素數據的最大值是否超過預定閾值t1，即檢查是否滿足(3)式。在構成焦點檢測像素列l(wèi)1的焦點檢測像素311的像素數據的最大值超過預定閾值t1時，焦點檢測像素311的輸出電平達到足夠進行焦點檢測的電平。在(3)式中，max()是求出最大值的函數。

max(b(s，n，1))＞t1……(3)

在步驟s200中，在滿足(3)式的情況下，本處理進入步驟s210。在步驟s210中，如(4)式所示，機身驅動控制裝置214的cpu222將在焦點檢測像素列l(wèi)1(p＝1)中排列的焦點檢測像素311的像素數據確定為焦點檢測用數據b0(s，n)。本處理進入步驟s310。

b0(s，n)＝b(s，n，1)s＝1，2n＝1～n……(4)

另一方面，在步驟s200中，在不滿足(3)式的情況下，本處理進入步驟s220。在步驟s220中，機身驅動控制裝置214的cpu222將焦點檢測像素列l(wèi)1的焦點檢測像素311的像素數據和與焦點檢測像素列l(wèi)1相鄰的焦點檢測像素列l(wèi)2的焦點檢測像素311的像素數據進行空間累計。如(5)式所示，通過對配置在按照水平方向的排列順序附屬的變量n相同的位置的焦點檢測像素之間的同一種類的光電轉換部之間所輸出的數據進行的空間累計，計算出數據b1(s，n，2)。在(5)式中，為s＝1、2，n＝1～n。

b1(s，n，2)＝b1(s，n，1)+b(s，n，2)……(5)

即，通過(5)式，在垂直方向上相鄰的焦點檢測像素311的像素數據在空間上進行累計(空間累計)，由此得到從焦點檢測像素列l(wèi)1至lp進行了空間累計的焦點檢測像素311的數據b1(s，n，p)。另外，數據b1(s，n，1)等于數據b(s，n，1)。

在步驟s230中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查進行了空間累計的數據b1(s，n，p)(在最初來到該步驟的情況下，p＝2)的最大值是否超過預定閾值t1，即是否滿足(6)式。在(6)式中，s＝1、2，n＝1～n。

max(b1(s，n，p))＞t1……(6)

在步驟s230中，在滿足了(6)式的情況下，本處理進入步驟s240。在步驟s240中，如(7)式所示，機身驅動控制裝置214的cpu222將進行了空間累計直到焦點檢測像素列l(wèi)p為止的焦點檢測像素311的數據b1(s，n，p)確定為焦點檢測用數據b0(s，n)。本處理進入步驟s310。在(7)式中，s＝1、2，n＝1～n。

b0(s，n)＝b1(s，n，p)……(7)

另一方面，在步驟s230中，在不滿足(6)式的情況下，本處理進入步驟s240。在步驟s240中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查空間累計是否進行到焦點檢測像素列l(wèi)8，即檢查空間累計次數是否達到最大累計次數7次。在空間累計沒有達到焦點檢測像素列l(wèi)8的情況下，本處理返回到步驟s220。在步驟s220中，如(8)式所示，機身驅動控制裝置214的cpu222將在下一個焦點檢測像素列l(wèi)(p+1)中排列的焦點檢測像素311的數據b(s，n，p+1)空間累計到目前為止進行了空間累計的焦點檢測像素311的數據b1(s，n，p)。在(8)式中，s＝1、2，n＝1～n。

b1(s，n，p+1)＝b1(s，n，p)+b(s，n，p+1)……(8)

在本處理進行了步驟s220、步驟s230、步驟s240的循環(huán)，最后在步驟s240中判斷為空間累計次數達到最大累計次數的情況下，即判斷為不再有焦點檢測像素列而因此不能進行空間累計的情況下，本處理進入步驟s260。此時，在最新幀中，得到從焦點檢測像素列l(wèi)1至l8進行空間累計的焦點檢測像素311的數據的空間累計數據b2(s，n，0)。在步驟s260中，機身驅動控制裝置214的cpu222讀取在內部存儲器223中存儲的1幀前的焦點檢測像素311的像素數據，且如(9)式所示，對在焦點檢測像素列l(wèi)1～l8中排列的焦點檢測像素311的數據進行空間累計。此時，得到相對于最新幀在v幀前(在第一次進入該步驟s260時，v＝1)的焦點檢測像素311的數據的空間累計數據b2(s，n，v)。并且，設為在內部存儲器223中存儲有直到10幀前(v＝10)的焦點檢測像素的數據。在(9)式中，σ運算以p＝1～8進行。

b2(s，n，v)＝σb(s，n，p)……(9)

在步驟s270中，如(10)式所示，機身驅動控制裝置214的cpu222將在步驟s260中計算出的1幀前的空間累計數據b2(s，n，v)和直到目前的幀為止的時間累計數據b3(s，n，v-1)進行時間累計。在(10)式中，s＝1、2，n＝1～n。

b3(s，n，v)＝b3(s，n，v-1)+b2(s，n，v)……(10)

即，通過(10)式，將在時間上相鄰的幀的空間累計數據在過去范圍內在時間上進行累計(時間累計)，得到時間累計數據b3(s，n，v)。時間累計數據b3(s，n，v)表示將從最新幀到v幀前為止的空間累計數據b2(s，n，v)進行了時間累計的焦點檢測像素的數據。其中，時間累計數據b3(s，n，0)等于空間累計數據b2(s，n，0)以及數據b1(s，n，8)。

在步驟s280中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查進行了時間累計的數據b3(s，n，v)的最大值是否超過預定閾值t1，即檢查是否滿足(11)式。在第一次進行步驟s280中的判定處理時，v＝1。

max(b3(s，n，v))＞t1……(11)

在步驟s280中，在滿足(11)式的情況下，本處理進入步驟s290。在步驟s290中，如(12)式所示，機身驅動控制裝置214的cpu222將從最新幀到v幀前為止進行了時間累計的焦點檢測像素的時間累計數據b3(s，n，v)確定為焦點檢測用數據b0(s，n)。在(12)式中，s＝1、2，n＝1～n。本處理進入步驟s310。

b0(s，n)＝b3(s，n，v)……(12)

另一方面，在步驟s280中，在不滿足(11)式的情況下，本處理進入步驟s300。在步驟s300中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查時間累計是否進行到10幀前，即檢查時間累計次數是否達到最大累計次數10次。在時間累計沒有達到10幀前的情況下，本處理返回到步驟s260，機身驅動控制裝置214的cpu222對目前為止進行了時間累計的幀的前一個過去幀進行空間累計。與此同時，重復步驟s260、步驟s270、步驟s280、步驟s300的循環(huán)。

在步驟s300中，在判定為時間累計次數達到最大累計次數10次的情況下，機身驅動控制裝置214的cpu222將在步驟s290中從最新幀到10幀前為止進行了時間累計的焦點檢測像素的時間累計數據b3(s，n，10)確定為焦點檢測用數據b0(s，n)。本處理進入步驟s310。

在步驟s310中，為了下一幀中的焦點檢測運算處理作準備，將最新幀的焦點檢測像素311的像素數據存儲在內部存儲器223中。本處理從圖8的流程的步驟s130中省略。此時，該焦點檢測用數據b0(s，n)加載為(1)式的焦點檢測用的一對像信號a1n(a11，……，a1m：m是數據數)、a2n(a21、……、a2m)。

圖10、圖11是在數據處理的觀點上表示圖9所示的處理流程圖的動作的圖。在圖10、圖11所示的圖表中，縱軸是數據值、橫軸是數據位置(水平方向的位置)。在圖10中，通過從焦點檢測像素列l(wèi)1起依次對焦點檢測像素數據進行空間累計，從而生成空間累計數據。另外，在圖中，為了簡潔起見，僅以一對像信號中的一個(s＝1)為代表進行表示。圖10是表示對最新幀的焦點檢測像素311的數據進行空間累計處理的情形的圖。在圖10中，在焦點檢測像素列l(wèi)1的焦點檢測像素311的像素數據的最大值沒有超過預定閾值t1的情況下，焦點檢測像素列l(wèi)1的焦點檢測像素311的像素數據依次與焦點檢測像素列l(wèi)2、l3……的焦點檢測像素311的數據進行空間累計，在即使將焦點檢測像素311的像素數據進行空間累計直到焦點檢測像素列l(wèi)8為止的階段，空間累計數據的最大值也沒有超過預定閾值t1的情況下，處理進入圖11所示的時間累計處理。在多個焦點檢測像素列之間的空間累計處理中，將各焦點檢測像素列的水平方向的像素位置相同的第n個焦點檢測像素之間進行累計。這些被累計的焦點檢測像素配置在彼此在垂直方向上相鄰的位置。

如圖11所示，在最新幀的空間累計數據的最大值沒有超過預定閾值t1的情況下，依次將1幀前、2幀前……的空間累計數據從最新幀向過去直到最大10幀前為止進行時間累計。在將空間累計數據進行了時間累計的時間累計數據的最大值超過了預定閾值t1的階段，時間累計結束。

圖12是以時序圖表示了在圖8中表示的動作流程圖的動作的圖。在圖12中，從攝像元件212以恒定的幀頻(例如1/60秒)讀取攝像像素以及焦點檢測像素的像素數據。在圖12中，例示了從第(n-1)幀至第(n+2)幀的4幀。作為代表，說明第n幀的動作。首先，從攝像元件212讀取在第(n-1)幀中進行了第n幀用的電荷蓄積的圖像數據(攝像像素310的像素數據以及焦點檢測像素311的像素數據)。與此同時，在攝像元件212中開始第(n+1)幀用的電荷蓄積。當圖像數據的讀取結束時，基于讀取的攝像像素310的像素數據，更新即時預覽顯示圖像。并且，基于第n幀的焦點檢測像素311的像素數據和在第(n-1)幀的生成時刻所存儲的第(n-1)幀以前的焦點檢測像素311的像素數據(信號)來進行焦點檢測，計算出在第n幀生成時刻的散焦量。當計算出散焦量時，根據該散焦量而進行焦點調節(jié)，并且將第n幀的焦點檢測像素311的像素數據(信號)存儲在內部存儲器223中。在每幀重復以上的動作。

在以上的說明中，如圖4所示，在焦點檢測像素列l(wèi)1～l8這8列中多個焦點檢測像素311沿著水平方向配置，在空間累計中，垂直方向的焦點檢測像素311的像素數據最大累計到7次，但并不限定于此，也可以將焦點檢測像素列l(wèi)p配置8列以上。在該情況下，能夠通過實驗來確定空間累計次數的上限(最大累計次數)，使得由垂直方向的空間累計引起的像的高頻分量的下降不會引起焦點檢測精度的下降。例如，如圖4所示，在焦點檢測像素311隔1行配置且像素間距為pa的情況下，能夠以滿足下式(13)的方式，確定空間累計次數n的上限nmax。

n≤nmax＝ca/(2·pa)……(13)

在此，常數ca通過實驗而確定，通過在預定焦點面上能夠維持焦點檢測精度的最低空間頻率而確定。由于空間頻率越高則焦點檢測精度越高，因此常數ca例如確定為最低空間頻率的倒數。例如，在最低空間頻率為10條/mm的情況下，常數ca成為100μm。如果像素間距pa為5μm，則焦點檢測像素的間隔為其2倍的10μm，因此通過(13)式，成為nmax＝100μm/10μm＝10次。并且，根據對焦點檢測精度產生影響的攝影要因，例如根據像的移動量、相機的偏差量、攝影透鏡的光圈值、視野的亮度、相機的攝影模式(靜止被攝體攝影模式/移動被攝體攝影模式的區(qū)別)等而變更最低空間頻率，由此能夠設定適合于焦點檢測的隨機應變的空間累計次數n的上限nmax。

在以上的說明中，對于在內部存儲器223中各幀的焦點檢測像素的數據被原樣存儲的情況進行了說明。但是，由于除了最新幀以外的焦點檢測像素的數據在進行了空間累計之后用于焦點檢測用數據的生成，因此也可以在存儲于內部存儲器223的階段之前進行焦點檢測像素的數據空間累計(8列量)之后，將空間累計數據存儲在內部存儲器223中。例如，在圖12中，在各幀的存儲信號更新處理時將各幀的焦點檢測像素的數據進行空間累計(8列量)，并將進行了空間累計的數據(在第n幀中為第n幀的空間累計數據)存儲在內部存儲器223中。在下一幀中，在內部存儲器223中存儲的過去的幀的空間累計數據用于焦點檢測。這樣一來，不需要在焦點檢測處理時每次都對過去的幀的焦點檢測像素的數據進行空間累計，因此能夠縮短運算時間，并且還能夠節(jié)約內部存儲器223的容量。

在以上的說明中，在空間累計處理中，沿垂直方向逐行地將焦點檢測像素的數據相加，并且還在時間累計處理中向過去逐幀地累計過去的空間累計數據，并且檢查累計后的數據的最大值是否超過預定閾值而確定是否需要繼續(xù)累計處理。這樣的處理具有能夠應對在焦點檢測像素上形成按每個焦點檢測像素列而不同的被攝體圖案的情況或視野的亮度在幀間驟變的情況的優(yōu)點。另外，在以上的累計處理的控制中，除了累計數據的最大值以外，還能夠使用累計數據的平均值、對比度值(最大值和最小值之差)等表示數據特性的評價值。

另外，在進行空間累計的焦點檢測像素間的空間距離小的情況下(在圖4的情況下，即使對從焦點檢測像素列l(wèi)1至l8進行了空間累計，在空間上沿垂直方向最大只偏離14個像素)，即使假設要進行空間累計的焦點檢測像素接受大致相同的被攝體圖案，也不會產生大的誤差。另外，如圖9的步驟s300所示，如果將最大時間累計次數設定為10次左右，則即使將每1幀設為1/60秒，在進行了10次的時間累計時，也成為1/6秒間的時間累計，因此即使假設為沒有幀間的亮度變動而一致，也不會產生大的誤差。

這樣一來，如果假設空間上的一致性以及時間上的一致性，則能夠將圖9的處理進一步簡化為如圖13所示。另外，設為在內部存儲器223中存儲有在各幀的存儲信號更新處理時各幀的焦點檢測像素的數據進行了空間累計的空間累計數據即第v幀的空間累計數據b2(s、n、v)。

在步驟s400中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查焦點檢測像素的數據的最大值是否超過預定閾值t1(是否滿足(3)式)。

在步驟s400中，在滿足了(3)式的情況下，本處理進入步驟s410，如(4)式所示，機身驅動控制裝置214的cpu222將在焦點檢測像素列l(wèi)1中排列的焦點檢測像素的數據確定為焦點檢測用數據。本處理進入步驟s450。

另一方面，在步驟s400中，在不滿足(7)式的情況下，本處理進入步驟s420，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查將預定閾值t1除以焦點檢測像素的數據的最大值max(b(s，n，1))所得的值的整數部ns是否為最大空間累計次數8以下(是否滿足(14)式)。

ns＜8……(14)

在步驟s420中，在滿足了(14)式的情況下，本處理進入步驟s430，如(15)式所示，機身驅動控制裝置214的cpu222將焦點檢測像素311的數據進行空間累計直到第(ns+1)個焦點檢測像素列l(wèi)(ns+1)為止。機身驅動控制裝置214的cpu222在步驟s440中將空間累計數據b1(s，n，ns+1)確定為焦點檢測用數據b0(s，n)。本處理進入步驟s450。另外，在(15)式中，σ運算以變量m＝1～ns+1進行。在(15)式中，s＝1、2，n＝1～n。

b0(s，n)＝b1(s，n，ns+1)＝σb(s，n，m)……(15)

在步驟s450中，機身驅動控制裝置214的cpu222通過(16)式來計算用于存儲在內部存儲器223中的空間累計數據b4(s，n)。本處理進入步驟s510。另外，在(16)式中，σ運算以變量m＝1～8進行。在(16)式中，s＝1、2，n＝1～n。

b4(s，n)＝b1(s，n，8)＝σb(s，n，m)……(16)

另一方面，在步驟s420中，在不滿足(14)式的情況下，本處理進入步驟s460，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查將預定閾值t1除以焦點檢測像素的數據的最大值max(b(s，n，1))的8倍所得的值的整數部nt是否為10以上(是否滿足(17)式)。

nt＞10……(17)

在步驟s460中，在滿足了(17)式的情況下，本處理進入步驟s470，機身驅動控制裝置214的cpu222將整數部nt確定為10。本處理進入步驟s480。在步驟s460中，在不滿足(17)式的情況下，本處理直接進入步驟s480。

在步驟s480中，與步驟s450相同地，機身驅動控制裝置214的cpu222通過(16)式，將最新幀的焦點檢測像素的數據從焦點檢測像素列l(wèi)1到l8為止進行空間累計，并計算出最新幀的空間累計數據b2(s，n，0)。

在步驟s490中，機身驅動控制裝置214的cpu222使用最新幀(設為第na幀)的空間累計數據b2(s，n，0)和在內部存儲器223中存儲的直到nt幀前為止的空間累計數據b2(s，n，1)～b2(s，n，nt)，如(18)式所示地計算時間累計數據b3(s，n，nt)。在步驟s500中，機身驅動控制裝置214的cpu222將時間累計數據b3(s，n，nt)確定為焦點檢測用數據b0(s，n)。本處理進入步驟s510。另外，在(18)式中，σ運算以變量m＝0～nt中進行。在(18)式中，s＝1、2，n＝1～n。

b0(s，n)＝b3(s，n，nt)＝σb2(s，n，m)……(18)

在步驟s510中，機身驅動控制裝置214的cpu222為了在下次的幀中的焦點檢測運算處理作準備，而將最新幀的空間累計數據存儲在內部存儲器223中。本處理從圖8的流程的步驟s130省略。

在圖13的處理流程中，在處理的最初的階段確定空間累計次數以及時間累計次數，與圖9的流程相比，沒有每個循環(huán)處理的判定處理，因此能夠實現處理時間的縮短，并且由于逐幀地存儲空間累計數據，因此能夠減少內部存儲器223的存儲器容量。

進而，也可以是，代替逐幀地將各幀的空間累計數據存儲在內部存儲器223中，而逐幀地計算直到10幀前為止的時間累計數據，并將該時間累計數據存儲在內部存儲器223中。

即，在圖12的各幀的存儲信號更新處理時，將最新幀的空間累計數據對前一幀所存儲的10幀量的時間累計數據進行時間累計并進行更新存儲。由此，在內部存儲器223中存儲的時間累計數據成為從最新幀到v幀前為止的時間累計數據。與圖11對應地，在圖14中表示這樣將在內部存儲器223中存儲的時間累計數據用作焦點檢測用數據的情況下的情形。在最新幀中，在內部存儲器223中記錄有1幀前的時間累計數據(空間累計數據b2(s，n，1))、從1幀前到2幀前為止的時間累計數據(b2(s，n，1)+b2(s，n，2))、從1幀前到3幀前為止的累計數據(b2(s，n，1)+b2(s，n，2)+b2(s，n，3))、……。在需要從最新幀到nt幀前為止進行了時間累計的時間累計數據b3(s，n，nt)的情況下，將最新幀的空間累計數據b2(s，n，0)和從1幀前到nt幀前為止的時間累計數據(b2(s，n，1)+b2(s，n，2)+b2(s，n，3)+……+b2(s，n，nt))直接進行時間累計即可。

這樣一來，在進行焦點檢測中使用的時間累計數據的計算時，僅從內部存儲器223讀取從1幀前到nt幀前為止的已完成了時間累計的時間累計數據即可，因此焦點檢測運算的處理速度提高。另外，通過使用與cpu222分開另行設置的專用的運算電路來進行時間累計數據的運算以及內部存儲器223的更新存儲，能夠實現處理速度的進一步提高。

作為包括上述的第一實施方式中的焦點檢測裝置在內的攝像裝置的數碼相機201，包括攝像元件(圖像傳感器)212和機身驅動控制裝置214。

在攝像元件212中，多個焦點檢測像素列l(wèi)1～l8彼此并列地設置。多個焦點檢測像素列l(wèi)1～l8由各焦點檢測像素列l(wèi)p構成。各焦點檢測像素列l(wèi)p由沿著水平方向排列的多個焦點檢測像素311構成。構成各焦點檢測像素列l(wèi)p的多個焦點檢測像素311沿著水平方向排列，并接受一對焦點檢測光束73、74，該一對焦點檢測光束73、74通過與可換鏡頭202的出瞳90中的多個焦點檢測像素311的并列方向即水平方向平行地排列的一對測距光瞳93、94。在攝像元件212中，各焦點檢測像素列l(wèi)p通過光電轉換，每隔預定幀間隔重復輸出與基于一對焦點檢測光束73、74的一對像對應的一對像信號a1n、a2n。

機身驅動控制裝置214在每當各焦點檢測像素列l(wèi)p每隔預定幀間隔重復輸出一對像信號a1n、a2n時，將多個焦點檢測像素列l(wèi)1～l8中的焦點檢測像素列l(wèi)1和與其相鄰的一個或者多個焦點檢測像素列所輸出的一對像信號a1n、a2n分別進行累計，從而計算空間累計數據b2(s，n，v)。

機身驅動控制裝置214將每當各焦點檢測像素列l(wèi)p每隔預定幀間隔重復輸出一對像信號a1n、a2n時計算空間累計數據b2(s，n，v)而得到的最新幀到v幀前為止的空間累計數據b2(s，n，v)進行累計，從而計算時間累計數據b3(s，n，v)。

機身驅動控制裝置214基于空間累計數據b2(s，n，v)和時間累計數據b3(s，n，v)中的任一個，檢測可換鏡頭202的焦點狀態(tài)。

在作為包括具有以上的結構的本發(fā)明的第一實施方式的焦點檢測裝置在內的攝像裝置的數碼相機201中，在進行焦點檢測用數據的生成時，在空間累計(相鄰的多個焦點檢測像素的數據的累計)優(yōu)先且僅根據空間累計無法確保焦點檢測用數據的有效性(最大值、平均值或者對比度值為預定閾值以上)的情況下，進行時間累計(同一個焦點檢測像素的與過去幀的數據的累計)。因此，能夠將與時間累計相伴的不良情況，例如將與被攝體像的時間變化和移動相伴的焦點檢測精度的惡化抑制為最低限度的水平，在低亮度或者低對比度時也能夠進行舒適的自動焦點調節(jié)。

(第二實施方式)

在第一實施方式中，在對焦點檢測像素的數據進行累計的情況下，始終使空間累計優(yōu)先于時間累計。在第二實施方式中，根據被攝體的移動、手抖等狀況而適當地組合空間累計和時間累計，從而能夠起到本發(fā)明的效果。

第二實施方式的結構與第一實施方式相同，大致的動作流程也相同(圖8)，焦點檢測用數據的生成處理的部分不同。另外，設為在內部存儲器223中更新存儲了從最新幀到10幀前為止的10幀量的各幀的焦點檢測像素的數據(焦點檢測像素列l(wèi)1～l8)。

使用圖15的處理流程圖，說明第二實施方式的圖8的步驟s120中的基于焦點檢測像素的數據進行的焦點檢測用數據的生成的詳細內容。

在步驟s600中，機身驅動控制裝置214的cpu222檢查焦點檢測像素的數據(在圖3的焦點檢測像素列l(wèi)1中排列的焦點檢測像素311的數據)的最大值是否超過預定閾值t1(是否滿足(3)式)。

在步驟s600中，在滿足了(3)式的情況下，本處理進入步驟s610，機身驅動控制裝置214的cpu222如(4)式所示地將在焦點檢測像素列l(wèi)1中排列的焦點檢測像素的數據確定為焦點檢測用數據。本處理進入步驟s680。

另一方面，在步驟s600中，在不滿足(3)式的情況下，本處理進入步驟s620，機身驅動控制裝置214的cpu222計算對將預定閾值t1除以焦點檢測像素的數據的最大值max(b(s，n，1))而得到的值的整數部加1所得的值，并作為綜合累計次數p。

在步驟s630中，機身驅動控制裝置214的cpu222基于最新幀的圖像數據(攝像像素的數據)和1幀前的圖像數據，通過公知的方法求出幀間的移動矢量，取移動矢量的絕對值而計算出幀間的移動量mv。另外，設為1幀前的圖像數據殘留在緩沖存儲器或者內部存儲器223中。

在步驟s640中，機身驅動控制裝置214的cpu222基于累計次數p和移動量mv，確定空間累計次數ps和時間累計次數pt。該處理的詳細內容在后文中敘述。

在步驟s650中，機身驅動控制裝置214的cpu222基于空間累計次數ps，將從最新幀到(pt-1)幀前為止的焦點檢測像素數據(從焦點檢測像素列l(wèi)1到l(ps)為止的焦點檢測像素數據)進行空間累計，計算pt幀量的空間累計數據。

在步驟s660中，機身驅動控制裝置214的cpu222將pt幀量的空間累計數據進一步進行時間累計，計算從最新幀到(pt-1)幀前為止的時間累計數據。

在步驟670中，機身驅動控制裝置214的cpu222將時間累計數據確定為焦點檢測用數據。本處理進入步驟s680。

在步驟s680中，機身驅動控制裝置214的cpu222為了在下次的幀中的焦點檢測運算處理作準備，而將最新幀的焦點檢測像素的數據存儲在內部存儲器223中。本處理從圖8的流程的步驟s130省略。

圖16是用于說明確定圖15的步驟s640中的空間累計次數ps和時間累計次數pt的處理的詳細內容的圖表。

在圖16中，橫軸是表示空間累計次數的變量px，縱軸是表示時間累計次數的變量py。表示空間累計次數的變量px由于焦點檢測像素列l(wèi)1～l8為8列而被限制為1≤px≤8。并且，關于時間累計次數pt，由于在內部存儲器223中更新存儲了直到10幀前為止的數據，因此包括最新的幀在內最多只能將11幀進行時間累計。即，限制為1≤pt≤11。因此，空間累計次數px和時間累計次數py的組合被限制為由圖16的斜線部的區(qū)域圍繞的區(qū)域(容許范圍)。

空間累計次數px和時間累計次數py之積是綜合累計次數p。即，p＝px·py。這樣一來，能夠根據累計次數p的值來確定彼此處于函數的關系的px以及py。圖16表示p＝88、p＝p0、p＝1(1＜p0＜88)的情況下的例。

另一方面，基于移動量mv來確定函數py＝k·px。在此，系數k＝d/mv，是焦點檢測像素列間的間距d(例如，焦點檢測像素列l(wèi)1和與其相鄰的焦點檢測像素列l(wèi)2之間的垂直方向的間隔)和移動量mv之比。即，在移動量mv比間距d大的情況下，基于時間累計的像的模糊量增大(對比度減少)，并超過基于空間累計的像的模糊量的增大(對比度的減少)的影響，因此系數k變小，從而抑制時間累計次數py。

另一方面，在移動量mv比間距d小的情況下，基于空間累計的像的模糊量增大(對比度減少)，并超過基于時間累計的像的模糊量的增大(對比度的減少)的影響，因此系數k變大，從而抑制空間累計次數px。在圖16中，作為函數py＝k·px，示出了系數k較大的情況(k＝k0)和較小的情況(k＝k1)。

例如，在綜合累計次數為p0且對應于移動量mv的系數k為k0的情況下，求出函數px·py＝p0和函數py＝k0·px的交點。在交點坐標(px0，py0)如圖16所示位于容許范圍內的情況下，求出相對于交點坐標(px0，py0)最靠近且位于容許范圍內的整數的交點坐標(pxs，pyt)，將空間累計次數設為ps＝pxs，將時間累計次數設為pt＝pxt。

并且，在綜合累計次數為p0且對應于移動量mv的系數k為k1的情況下，函數px·py＝p0和函數py＝k1·px的交點坐標(px1，py1)處于容許范圍外。在這樣的情況下，求出相對于從交點坐標(px1，py1)沿著函數px·py＝p0朝向容許范圍的方向移動坐標并進入了容許范圍內時的坐標(在圖16的情況下，(8，p0/8))最靠近且位于容許范圍內的整數的交點坐標(pxs，pyt)，將空間累計次數設為ps＝pxs，將時間累計次數設為pt＝pyt。

綜上所述，在空間累計次數和時間累計次數之積為恒定(p0)的條件下，以時間累計次數以及空間累計次數的值成為與移動量呈反比例的系數k的值的方式，確定空間累計次數以及時間累計次數。以表示焦點檢測用數據的數據特性的評價值(最大值、平均值或者對比度值等)超過在第一實施方式中使用的預定閾值t1的方式，確定作為空間累計次數和時間累計次數之積的恒定值p0。以時間累計次數py比空間累計次數px更小的方式且空間累計次數px和時間累計次數py之積大致等于該恒定值p0的方式，確定空間累計次數px以及時間累計次數py。

在圖16中，將系數k以間距d和移動量mv之比來定義，但也可以是，將移動量mv在多幀的范圍內的平均值設為mv1，并以間距d和移動量mv1之比(k＝d/mv1)來定義。進而，也可以是，將移動矢量的垂直方向的移動量設為mv2，并將系數k以間距d和移動量mv2之比(k＝d/mv2)來定義。進而，也可以是，將移動矢量的水平方向的移動量設為mv3，將系數k以間距d和移動量mv3之比(k＝d/mv3)來定義。

另外，移動矢量的方向越接近水平，則與空間累計對焦點檢測精度產生的影響相比，時間累計對焦點檢測精度產生的影響越大，因此也可以將系數k以垂直方向的移動量mv2和水平方向的移動量mv3之比(k＝mv2/mv3)來定義。

另外，移動量的檢測并不限定于幀間的圖像的移動矢量的檢測，也可以設置專用的移動檢測裝置。作為專用的移動檢測裝置，例如也可以是，在機身內設置加速度傳感器，根據幀間隔將加速度傳感器的輸出進行時間積分，從而檢測1幀中的相機的移動(圖像抖動)。

進而，上述系數k并不限定于對應于移動量的值，也可以是對應于與時間累計以及空間累計相關并對焦點檢測精度產生影響的某種要因的值。例如，由于像的水平方向的高頻分量因時間累計而降低的可能性較高，伴隨于此，焦點檢測精度也會降低，因此也可以是，通過圖像處理而求出像的水平方向的高頻分量的量，并將上述的系數k定義為與該高頻分量的量呈反比例的值。

另外，由于在散焦量大的情況下，高頻分量因模糊而減小，因此也可以將上述的系數k定義為與焦點檢測時的散焦量呈正比例的值。

除此之外，根據對焦點檢測精度產生影響的攝影要因，例如根據透鏡驅動速度、攝影透鏡的光圈值、視野的亮度、相機的攝影模式(靜止被攝體攝影模式或者移動被攝體攝影模式的區(qū)別)等而變更系數k，從而能夠設定適合于焦點檢測的隨機應變的空間累計次數以及時間累計次數。

以上，在本發(fā)明的第二實施方式中，在進行焦點檢測用數據的生成時，以盡可能減小由空間累計以及時間累計而產生的像的模糊(對比度降低)的方式，基于像的移動量等來確定空間累計次數(靠近的多個焦點檢測像素的數據的累計次數)和時間累計次數(同一個焦點檢測像素的與過去幀的數據的累計次數)，使得能夠實現根據表示數據特性的評價值(最大值、平均值或者對比度值等)而確定的綜合累計次數。因此，能夠將與數據累計相伴的不良情況(與對比度降低相伴的焦點檢測精度的惡化)抑制為最低限度的水平，在低亮度或者低對比度時也能夠進行舒適的自動焦點調節(jié)。

在圖4所示的攝像元件212中，排列有在1個像素中具備1對光電轉換部的焦點檢測像素311，但也可以是交替地排列在1個像素中具備1個光電轉換部(一對光電轉換部中的一個)的第一焦點檢測像素和在1個像素中具備1個光電轉換部(一對光電轉換部中的另一個)的第二焦點檢測像素的結構。

在上述的實施方式中，將在圖4所示的攝像元件212中配置的焦點檢測像素列l(wèi)1的焦點檢測像素311的像素數據和按照與焦點檢測像素列l(wèi)1靠近的順序的一個或者多個焦點檢測像素列l(wèi)2～lp的焦點檢測像素311的像素數據進行空間累計。在圖4所示的攝像元件212中，焦點檢測像素列l(wèi)2～l8都位于比焦點檢測像素列l(wèi)1靠下側的位置。但是，如圖17所示，也可以是按照與焦點檢測像素列l(wèi)1的下側靠近的順序配置焦點檢測像素列l(wèi)2、l4、l6、l8，且按照與焦點檢測像素列l(wèi)1的上側靠近的順序配置焦點檢測像素列l(wèi)3、l5、l7的攝像元件212。此時，也按照與焦點檢測像素列l(wèi)1靠近的順序，即按照焦點檢測像素列l(wèi)2～l8的順序進行空間累計。

在上述的實施方式中，將在圖4所示的攝像元件212中配置的焦點檢測像素列l(wèi)1的焦點檢測像素311的像素數據和按照與焦點檢測像素列l(wèi)1靠近的順序的一個或者多個焦點檢測像素列l(wèi)2～lp的焦點檢測像素311的像素數據進行空間累計。此時，如(5)式所示，通過對配置在按照水平方向的排列順序附屬的變量n相同的位置的焦點檢測像素之間，即沿著垂直方向相鄰的焦點檢測像素311之間的同一種類的光電轉換部之間所輸出的數據進行的空間累計，計算出數據b1(s，n，p)。

但是，如(19)式所示，隨著按照與焦點檢測像素列l(wèi)1相鄰的順序進行空間累計的焦點檢測像素列l(wèi)p相對于焦點檢測像素列l(wèi)1離開，即隨著變量p變大，也可以是，對配置在按照水平方向的排列順序附屬的變量n各偏移了一個的位置的焦點檢測像素之間，即沿著斜方向相鄰的焦點檢測像素311之間的同一種類的光電轉換部之間所輸出的數據進行空間累計。在(19)式中，s＝1、2，n＝1～n，p＝1～8。

b1(s，n，p)＝b1(s，n，p-1)+b(s，n+p-1，p)……(19)

或者，如(20)式以及(21)式所示，也可以是，在焦點檢測像素列l(wèi)p為第奇數個焦點檢測像素列時即變量p為奇數時，以及在焦點檢測像素列l(wèi)p為第偶數個焦點檢測像素列時即變量p為偶數時，對配置在按照水平方向的排列順序附屬的變量n偏移了一個的位置的焦點檢測像素之間，即呈交錯狀相鄰的焦點檢測像素311之間的同一種類的光電轉換部之間所輸出的數據進行空間累計。在(20)式中，p＝1、3、5、7，在(20)式中，p＝2、4、6、8。此外，在(20)式以及(21)式中，s＝1、2，n＝1～n。

b1(s，n，p)＝b1(s，n，p-1)+b(s，n，p)……(20)

b1(s，n，p)＝b1(s，n，p-1)+b(s，n+1，p)……(21)

在上述的實施方式中的攝像元件212中，示出了攝像像素具有拜爾排列的顏色濾波器的例子，但顏色濾波器的結構和排列并不限定于此，也能夠將本發(fā)明應用于補色濾波器(綠：g，黃：ye，品紅：mg，青：cy)的排列或除了拜爾排列以外的排列。

在上述的實施方式中，在攝像元件上，攝像像素和焦點檢測像素混在一起。只要是在光路中配置反射鏡并在僅由攝像像素構成的攝像元件和僅由焦點檢測像素構成的焦點檢測元件(圖像傳感器)中分離光束的結構，則也能夠將本發(fā)明應用于該焦點檢測元件。

另外，作為攝像裝置，并不限定于在上述的相機機身安裝有可換鏡頭的結構的數碼相機。例如，也能夠將本發(fā)明應用于鏡頭一體式數碼相機、膠片相機或者攝像機。進而，也能夠應用于在攜帶電話等中內置的小型相機模塊、監(jiān)視相機或機器人用的視覺識別裝置、車載相機等。

如下的優(yōu)先權基礎申請的公開內容作為引用文獻，引用于此。

日本專利申請2012年第217303號(2012年9月28日提出申請)

標號說明

10微透鏡、11，13，14光電轉換部、

15元件分離區(qū)域、

71攝影光束、73，74焦點檢測光束、90出瞳、91光軸、

93，94測距光瞳、95區(qū)域、101焦點檢測位置、