焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及其控制方法和攝像設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置、該焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制方法和攝像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]作為攝像設(shè)備的自動(dòng)調(diào)焦(AF)方法，已知有對(duì)比度AF方法和相位差A(yù)F方法。對(duì)比度AF方法和相位差A(yù)F方法這兩者都是經(jīng)常用于攝像機(jī)和數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)的AF方法，并且在這些AF方法中的一些AF方法中，使用圖像傳感器作為焦點(diǎn)檢測(cè)傳感器。
[0003]在這些AF方法中，使用光學(xué)圖像來(lái)進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)，因此存在用于形成光學(xué)圖像的光學(xué)系統(tǒng)的像差在焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果中產(chǎn)生誤差的情況。提出了用于減少這種誤差的方法。
[0004]日本專(zhuān)利第5087077號(hào)(文獻(xiàn)I)公開(kāi)了如下方法:針對(duì)AF框、焦距、AF評(píng)價(jià)頻率和到被攝體的距離各自，準(zhǔn)備定義多個(gè)代表值的組合的基準(zhǔn)校正數(shù)據(jù)，并且使用通過(guò)根據(jù)實(shí)際條件進(jìn)行插值所獲得的校正數(shù)據(jù)來(lái)校正焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果。
[0005]然而，利用使用適合照相機(jī)本體特有的AF評(píng)價(jià)頻率的校正值來(lái)校正焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果的文獻(xiàn)I中的方法，產(chǎn)生無(wú)法充分校正焦點(diǎn)檢測(cè)誤差的問(wèn)題。焦點(diǎn)檢測(cè)誤差本來(lái)是觀察者針對(duì)拍攝圖像感覺(jué)最良好的焦點(diǎn)狀態(tài)和焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果所指示的焦點(diǎn)狀態(tài)之間的差。然而，在文獻(xiàn)I所述的方法中，沒(méi)有考慮到拍攝圖像的焦點(diǎn)狀態(tài)。此外，在焦點(diǎn)檢測(cè)誤差中存在各種因素，并且要考慮與各因素的頻率相對(duì)應(yīng)的焦點(diǎn)檢測(cè)誤差。然而，在文獻(xiàn)I中也沒(méi)有考慮到這點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置及其控制方法和攝像設(shè)備，其可以通過(guò)在至少考慮到拍攝圖像的焦點(diǎn)狀態(tài)的情況下校正焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果來(lái)精確地校正光學(xué)系統(tǒng)的像差所引起的焦點(diǎn)檢測(cè)誤差，并且解決了傳統(tǒng)技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置，其能夠利用相位差檢測(cè)方法和對(duì)比度檢測(cè)方法至少之一來(lái)執(zhí)行自動(dòng)調(diào)焦，所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置包括:
[0008]獲得部件，用于根據(jù)與攝像光學(xué)系統(tǒng)的像散、色像差和球面像差至少之一有關(guān)的像差信息以及與所述自動(dòng)調(diào)焦有關(guān)的焦點(diǎn)檢測(cè)信息，來(lái)獲得用于校正所述自動(dòng)調(diào)焦的結(jié)果的校正值；以及控制部件，用于基于使用所述校正值校正后的所述自動(dòng)調(diào)焦的結(jié)果，來(lái)控制所述攝像光學(xué)系統(tǒng)所具有的調(diào)焦透鏡的位置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置的控制方法，所述焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置能夠利用相位差檢測(cè)方法和對(duì)比度檢測(cè)方法至少之一來(lái)執(zhí)行自動(dòng)調(diào)焦，所述控制方法包括以下步驟:獲得步驟，用于根據(jù)與攝像光學(xué)系統(tǒng)的像散、色像差和球面像差至少之一有關(guān)的像差信息以及與所述自動(dòng)調(diào)焦有關(guān)的焦點(diǎn)檢測(cè)信息，來(lái)獲得用于校正所述自動(dòng)調(diào)焦的結(jié)果的校正值；以及控制步驟，用于基于使用所述校正值校正后的所述自動(dòng)調(diào)焦的結(jié)果，來(lái)控制所述攝像光學(xué)系統(tǒng)所具有的調(diào)焦透鏡的位置。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種攝像設(shè)備，包括:根據(jù)本發(fā)明的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置；照相機(jī)單元；以及鏡頭單元，其包括所述攝像光學(xué)系統(tǒng)并且相對(duì)于所述照相機(jī)單元能夠拆卸，其中，所述獲得部件設(shè)置在所述照相機(jī)單元中。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種攝像設(shè)備，包括:根據(jù)本發(fā)明的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置；照相機(jī)單元；以及鏡頭單元，其包括所述攝像光學(xué)系統(tǒng)并且相對(duì)于所述照相機(jī)單元能夠拆卸，其中，所述獲得部件設(shè)置在所述鏡頭單元中。
[0012]通過(guò)以下參考附圖對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1A是示出實(shí)施例中的AF操作的流程圖。
[0014]圖1B是示出實(shí)施例中的AF操作的流程圖。
[0015]圖2是用作根據(jù)實(shí)施例的示例性攝像設(shè)備的數(shù)字照相機(jī)的框圖。
[0016]圖3A和3B是示出實(shí)施例中的圖像傳感器的示例性結(jié)構(gòu)的圖。
[0017]圖4A和4B是示出實(shí)施例中的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域和出射光瞳之間的關(guān)系的圖。
[0018]圖5是圖2的TVAF單元130的框圖。
[0019]圖6是示出實(shí)施例中的示例性焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的圖。
[0020]圖7是實(shí)施例中的垂直/水平BP校正值(BPl)計(jì)算處理的流程圖。
[0021]圖8A和8B是用于說(shuō)明實(shí)施例中的垂直/水平BP校正值計(jì)算處理的圖。
[0022]圖9A?9C是用于說(shuō)明實(shí)施例中的顏色BP校正值(BP2)計(jì)算處理的圖。
[0023]圖1OA?1C是用于說(shuō)明第一實(shí)施例中的空間頻率BP校正值(BP3)計(jì)算處理的圖。
[0024]圖1lA?IlF是示出實(shí)施例中的各種空間頻率特性的圖。
[0025]圖12是用于說(shuō)明第二實(shí)施例中的空間頻率BP校正值(BP3)計(jì)算處理的圖。
[0026]圖13是用于說(shuō)明第三實(shí)施例中的空間頻率BP校正值(BP3)計(jì)算處理的流程圖。
[0027]圖14是示出第四實(shí)施例中的AF操作的流程圖。
[0028]圖15是用于說(shuō)明第四實(shí)施例中的BP校正值(BP)計(jì)算處理的圖。
[0029]圖16A?16C是用于說(shuō)明第四實(shí)施例中的BP校正值(BP)計(jì)算處理的圖。
[0030]圖17是用于說(shuō)明第四實(shí)施例中的BP校正值(BP)計(jì)算處理的變形例的圖。
[0031]圖18是用于說(shuō)明第五實(shí)施例中的BP校正值(BP)計(jì)算處理的圖。
[0032]圖19A?19C是用于說(shuō)明第五式實(shí)力中的界限頻帶(limit band)處理的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)在將根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。注意，盡管為了便于本發(fā)明的理解和說(shuō)明的目的、這些實(shí)施例具有特定結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不限于這些特定結(jié)構(gòu)。例如，盡管以下說(shuō)明將根據(jù)本發(fā)明的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置和用于控制該焦點(diǎn)調(diào)節(jié)裝置的方法應(yīng)用于攝像設(shè)備(具體為鏡頭可更換型單鏡頭反光數(shù)字照相機(jī))的實(shí)施例，但本發(fā)明還可應(yīng)用于攝像機(jī)以及鏡頭不可更換的數(shù)字照相機(jī)。本發(fā)明還可以在例如移動(dòng)電話(huà)、個(gè)人計(jì)算機(jī)(筆記本式、平板式、臺(tái)式PC等)和游戲機(jī)等的具有照相機(jī)的任意電子裝置中實(shí)現(xiàn)。此外，本發(fā)明還可以在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的任意裝置中實(shí)現(xiàn)。
[0034]第一實(shí)施例
[0035]攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明-鏡頭單元
[0036]圖2是示出作為根據(jù)實(shí)施例的攝像設(shè)備的示例的數(shù)字照相機(jī)的功能的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。本實(shí)施例中的數(shù)字照相機(jī)是鏡頭可更換型單鏡頭反光照相機(jī)，并且具有鏡頭單元100和照相機(jī)本體120。鏡頭單元100經(jīng)由圖2的中央的虛線(xiàn)所示的卡口 M安裝在照相機(jī)本體120上。
[0037]鏡頭單元100具有光學(xué)系統(tǒng)(第一透鏡組101、光圈102、第二透鏡組103和調(diào)焦透鏡組(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“調(diào)焦透鏡”)104)和驅(qū)動(dòng)/控制系統(tǒng)。因而，鏡頭單元100是包括調(diào)焦透鏡104并且形成被攝體的光學(xué)圖像的攝像鏡頭。
[0038]第一透鏡組101配置在鏡頭單元100的前端，并且被保持成能夠沿光軸方向OA移動(dòng)。光圈102具有調(diào)節(jié)攝像時(shí)的光量的功能，并且還用作用于在拍攝靜止圖像時(shí)控制曝光時(shí)間的機(jī)械快門(mén)。光圈102和第二透鏡組103可以一體地沿光軸方向OA移動(dòng)，并且通過(guò)與第一透鏡組101連動(dòng)地移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)變焦功能。調(diào)焦透鏡104也可以沿光軸方向OA移動(dòng)，并且鏡頭單元100聚焦的被攝體距離(對(duì)焦距離或聚焦距離)根據(jù)調(diào)焦透鏡104的位置而改變。通過(guò)控制調(diào)焦透鏡104在光軸方向OA上的位置來(lái)進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)、即鏡頭單元100的對(duì)焦距離的調(diào)節(jié)。
[0039]驅(qū)動(dòng)/控制系統(tǒng)具有變焦致動(dòng)器111、光圈致動(dòng)器112、調(diào)焦致動(dòng)器113、變焦驅(qū)動(dòng)電路114、光圈驅(qū)動(dòng)電路115、調(diào)焦驅(qū)動(dòng)電路116、鏡頭MPU 117和鏡頭存儲(chǔ)器118。
[0040]變焦驅(qū)動(dòng)電路114使用變焦致動(dòng)器111來(lái)沿光軸方向OA驅(qū)動(dòng)第一透鏡組101和第三透鏡組103，并且控制鏡頭單元100的光學(xué)系統(tǒng)的視角。光圈驅(qū)動(dòng)電路115使用光圈致動(dòng)器112來(lái)驅(qū)動(dòng)光圈102，并且控制光圈102的開(kāi)口直徑和開(kāi)閉操作。調(diào)焦驅(qū)動(dòng)電路116使用調(diào)焦致動(dòng)器113來(lái)沿光軸方向OA驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡104，并且控制鏡頭單元100的光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)焦距離。調(diào)焦驅(qū)動(dòng)電路116使用調(diào)焦致動(dòng)器113來(lái)檢測(cè)調(diào)焦透鏡104的當(dāng)前位置。
[0041]鏡頭MPU (處理器)117進(jìn)行與鏡頭單元100有關(guān)的所有計(jì)算和控制，并且控制變焦驅(qū)動(dòng)電路114、光圈驅(qū)動(dòng)電路115和調(diào)焦驅(qū)動(dòng)電路116。鏡頭MPU 117經(jīng)由卡口 M連接至照相機(jī)MPU 125，并且與該照相機(jī)MPU 125進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)通信。例如，鏡頭MPU 117檢測(cè)調(diào)焦透鏡104的位置，并且根據(jù)來(lái)自照相機(jī)MPU 125的請(qǐng)求向照相機(jī)MPU 125通知鏡頭位置信息。該鏡頭位置信息包含以下信息，諸如調(diào)焦透鏡104在光軸方向OA上的位置、光學(xué)系統(tǒng)沒(méi)有移動(dòng)的狀態(tài)下的出射光瞳在光軸方向OA上的位置和直徑、以及限制出射光瞳的光束的鏡頭架在光軸方向OA上的位置和直徑等。鏡頭MPU 117根據(jù)來(lái)自照相機(jī)MPU 125的請(qǐng)求，還控制變焦驅(qū)動(dòng)電路114、光圈驅(qū)動(dòng)電路115和調(diào)焦驅(qū)動(dòng)電路116。將自動(dòng)調(diào)焦所需的光學(xué)信息預(yù)先存儲(chǔ)在鏡頭存儲(chǔ)器118中。照相機(jī)MPU 125通過(guò)執(zhí)行照相機(jī)MPU 125所內(nèi)置的非易失性存儲(chǔ)器中或鏡頭存儲(chǔ)器118中所存儲(chǔ)的程序來(lái)控制鏡頭單元100的操作。
[0042]攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明-照相機(jī)本體
[0043]照相機(jī)本體120具有光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)低通濾波器121和圖像傳感器122)以及驅(qū)動(dòng)/控制系統(tǒng)。鏡頭單元100中的第一透鏡組101、光圈102、第二透鏡組103和調(diào)焦透鏡104以及照相機(jī)本體120中的光學(xué)低通濾波器121構(gòu)成了攝像光學(xué)系統(tǒng)。
[0044]光學(xué)低通濾波器121減少拍攝圖像中的偽色和摩爾紋。圖像傳感器122包括CMOS圖像傳感器和外周電路，并且具有沿水平方向配置的m個(gè)像素和沿垂直方向配置的η個(gè)像素(η和m是2以上的整數(shù))。本實(shí)施例中的圖像傳感器122具有光瞳分割功能，并且能夠進(jìn)行使用圖像數(shù)據(jù)的相位差A(yù)F。圖像處理電路124根據(jù)圖像傳感器122所輸出的圖像數(shù)據(jù)來(lái)生成相位差A(yù)F所用的數(shù)據(jù)以及顯示、記錄和對(duì)比度AF(TVAF)所用的圖像數(shù)據(jù)。
[0045]驅(qū)動(dòng)/控制系統(tǒng)具有傳感器驅(qū)動(dòng)電路123、圖像處理電路124、照相機(jī)MPU 125、顯示器126、操作開(kāi)關(guān)組127、存儲(chǔ)器128、相位差A(yù)F單元129和TVAF單元130。
[0046]傳感器驅(qū)動(dòng)電路123控制圖像傳感器122的操作，對(duì)所獲得的圖像信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的圖像信號(hào)發(fā)送至照相機(jī)MPU 125。圖像處理電路124對(duì)圖像傳感器122所獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行諸如γ轉(zhuǎn)換、白平衡處理、顏色插值處理和壓縮編碼處理等的在數(shù)字照相機(jī)中通常進(jìn)行的圖像處理。圖像處理電路124還生成相位差A(yù)F所用的信號(hào)。
[0047]照相機(jī)MPU(處理器)125進(jìn)行與照相機(jī)本體120有關(guān)的所有計(jì)算和控制，并且控制傳感器驅(qū)動(dòng)電路123、圖像處理電路124、顯示器126、操作開(kāi)關(guān)組127、存儲(chǔ)器128、相位差A(yù)F單元129和TVAF單元130。照相機(jī)MPU 125經(jīng)由卡口 M的信號(hào)線(xiàn)連接至鏡頭MPU 117，并且與鏡頭MPU 117進(jìn)行命令和數(shù)據(jù)通信。照相機(jī)MPU 125將用以獲得鏡頭位置的請(qǐng)求、用以以預(yù)定驅(qū)動(dòng)量驅(qū)動(dòng)光圈、調(diào)焦透鏡或變焦的請(qǐng)求以及用以獲得鏡頭單元100特有的光學(xué)信息的請(qǐng)求等發(fā)出至鏡頭MPU 117。照相機(jī)MPU 125內(nèi)置有用于存儲(chǔ)用于控制照相機(jī)操作的程序的ROM 125a、用于存儲(chǔ)變量的RAM 125b和用于存儲(chǔ)各種參數(shù)的EEPROM 125c。
[0048]顯示器126由IXD等構(gòu)成，并且顯示與照相機(jī)的攝像模式有關(guān)的信息、攝像之前的預(yù)覽圖像、攝像之后的確認(rèn)用圖像和焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的對(duì)焦?fàn)顟B(tài)顯示圖像等。操作開(kāi)關(guān)組127由電源開(kāi)關(guān)、釋放(攝像觸發(fā))開(kāi)關(guān)、變焦操作開(kāi)關(guān)和攝像模式選擇開(kāi)關(guān)等構(gòu)成。存儲(chǔ)器128是可移除的閃速存儲(chǔ)器并且記錄所獲得的圖像。
[0049]相位差A(yù)F單元129利用圖像處理電路124所獲得的焦點(diǎn)檢測(cè)用的數(shù)據(jù)，通過(guò)相位差檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)處理。更具體地，圖像處理電路124生成穿過(guò)攝像光學(xué)系統(tǒng)中的一對(duì)光瞳區(qū)域的光束所形成的一對(duì)圖像的數(shù)據(jù)作為焦點(diǎn)檢測(cè)用的數(shù)據(jù)，并且相位差A(yù)F單元129基于該對(duì)圖像的數(shù)據(jù)中的偏移量來(lái)檢測(cè)焦點(diǎn)偏移量。因而，本實(shí)施例中的相位差A(yù)F單元129在無(wú)需使用專(zhuān)用AF傳感器的情況下，基于圖像傳感器122的輸出來(lái)進(jìn)行相位差A(yù)F(攝像面相位差A(yù)F)。后面將詳細(xì)說(shuō)明相位差A(yù)F單元129的操作。
[0050]TVAF單元130基于圖像處理電路124所生成的TVAF用評(píng)價(jià)值(圖像數(shù)據(jù)的對(duì)比度信息)來(lái)通過(guò)對(duì)比度檢測(cè)方法進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)處理。在利用對(duì)比度檢測(cè)方法的焦點(diǎn)檢測(cè)處理中，使調(diào)焦透鏡104移動(dòng)，并且將評(píng)價(jià)值達(dá)到峰的調(diào)焦透鏡位置檢測(cè)作為對(duì)焦位置。
[0051 ] 因而，本實(shí)施例中的數(shù)字照相機(jī)可以執(zhí)行相位差A(yù)F和TVAF這兩者，并且可以根據(jù)狀況來(lái)選擇性地使用這兩者或者可以組合使用這兩者。
[0052]焦點(diǎn)檢測(cè)操作的說(shuō)明:相位差A(yù)F
[0053]以下將進(jìn)一步說(shuō)明相位差A(yù)F單元129和TVAF單元130的操作。
[0054]首先，將說(shuō)明相位差A(yù)F單元129的操作。
[0055]圖3A是示出本實(shí)施例中的圖像傳感器122的像素陣列的圖，并且示出如從鏡頭單元100側(cè)所觀看到的、二維C-MOS區(qū)域傳感器中的覆蓋垂直方向上的6 (Y方向)行和水平方向上的8(X方向)列的區(qū)域的狀態(tài)。圖像傳感器122設(shè)置有拜耳(Bayer)圖案的顏色濾波器，其中綠色(G)和紅色(R)的顏色濾波器按從左起的順序交替配置在奇數(shù)行的像素上，并且藍(lán)色(B)和綠色(G)的顏色濾波器按從左起的順序交替配置在偶數(shù)行的像素上。在像素211中，圓211i表示片上微透鏡，并且這些片上微透鏡內(nèi)所配置的多個(gè)矩形(即，矩形211a和211b)是光電轉(zhuǎn)換單元。
[0056]在本實(shí)施例的圖像傳感器122中，沿X方向?qū)γ總€(gè)像素中的光電轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行2分割，并且可以單獨(dú)讀出各個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)以及這些光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的總和。通過(guò)從光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的總和中減去光電轉(zhuǎn)換單元其中之一的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)，可以獲得與其它光電轉(zhuǎn)換單元的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。各個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的光電轉(zhuǎn)換信號(hào)可以用作相位差A(yù)F用的數(shù)據(jù)，并且用于生成構(gòu)成3D(3維)圖像的視差圖像?？梢允褂霉怆娹D(zhuǎn)換信號(hào)的總和作為通常的拍攝圖像數(shù)據(jù)。
[0057]現(xiàn)在將說(shuō)明在進(jìn)行相位差A(yù)F的情況下的像素信號(hào)。如后面所述，在本實(shí)施例中，圖3A中的微透鏡211i和分割得到的光電轉(zhuǎn)換單元211a和211b對(duì)攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光束進(jìn)行光瞳分割。關(guān)于同一像素行中所配置的預(yù)定區(qū)域內(nèi)的多個(gè)像素211，將通過(guò)組合光電轉(zhuǎn)換單元211a的輸出所組織成的圖像設(shè)置為AF圖像A，并且將通過(guò)組合光電轉(zhuǎn)換單元211b的輸出所組織成的圖像設(shè)置為AF圖像B。光電轉(zhuǎn)換單元211a和211b的輸出使用了通過(guò)對(duì)顏色濾波器的單位陣列中所包括的綠色、紅色、藍(lán)色和綠色的輸出進(jìn)行相加所計(jì)算出的偽亮度(Y)信號(hào)。然而，可以針對(duì)紅色、藍(lán)色和綠色的各顏色來(lái)組織AF圖像A和B。通過(guò)使用相關(guān)計(jì)算檢測(cè)如以上所生成的AF圖像A和AF圖像B之間的相對(duì)圖像偏移量，可以檢測(cè)到預(yù)定區(qū)域中的焦點(diǎn)偏移量(散焦量)。在本實(shí)施例中，從圖像傳感器122讀出各像素中的光電轉(zhuǎn)換單元其中之一的輸出和該像素中的兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的輸出的總和。例如，在讀出光電轉(zhuǎn)換單元21 Ia的輸出以及光電轉(zhuǎn)換單元21 Ia和21 Ib的輸出的總和的情況下，通過(guò)從該總和中減去光電轉(zhuǎn)換單元211a的輸出來(lái)獲得光電轉(zhuǎn)換單元211b的輸出。由此可以獲得AF圖像A和B這兩者，從而實(shí)現(xiàn)相位差A(yù)F。由于這種圖像傳感器如日本特開(kāi)2004-134867所公開(kāi)是已知的，因此將省略針對(duì)該圖像傳感器的詳情的進(jìn)一步說(shuō)明。
[0058]圖3B是示出本實(shí)施例中的圖像傳感器122的讀出電路的示例性結(jié)構(gòu)的圖。附圖標(biāo)記151表示水平掃描電路，并且附圖標(biāo)記153表示垂直掃描電路。水平掃描線(xiàn)152a和152b以及垂直掃描線(xiàn)154a和154b配置在各像素的邊界部，并且各光電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)經(jīng)由這些掃描線(xiàn)被讀出至外部。
[0059]注意，本實(shí)施例中的圖像傳感器除上述的用于讀出各像素的方法以外，還具有以下兩種讀出模式。第一讀出模式被稱(chēng)為作為用于拍攝精細(xì)的靜止圖像的模式的“全像素讀出模式”。在這種情況下，讀出所有像素的信號(hào)。
[0060]第二讀出模式被稱(chēng)為作為用于僅記錄運(yùn)動(dòng)圖像或顯示預(yù)覽圖像的模式的“間隔剔除讀出模式”。由于這種情況下所需的像素?cái)?shù)小于所有像素?cái)?shù)，因此僅讀出像素組中在X方向和Y方向這兩者上按預(yù)定比率進(jìn)行間隔剔除之后剩余的像素。在需要進(jìn)行高速讀出的情況下，也同樣使用間隔剔除讀出模式。在X方向上對(duì)像素進(jìn)行間隔剔除的情況下，對(duì)信號(hào)進(jìn)行相加以實(shí)現(xiàn)S/N比的改善，并且在Y方向上對(duì)像素進(jìn)行間隔剔除的情況下，忽略了間隔剔除后的行中的信號(hào)輸出。相位差A(yù)F和對(duì)比度AF通常也基于第二讀出模式中所讀出的信號(hào)來(lái)進(jìn)行。
[0061]圖4A和4B是示出在本實(shí)施例的攝像設(shè)備中攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳面與像高為O處(S卩，像面中央附近)所配置的圖像傳感器中的光電轉(zhuǎn)換單元之間的共軛關(guān)系的圖。圖像傳感器中的光電轉(zhuǎn)換單元和攝像光學(xué)系統(tǒng)中的出射光瞳面被設(shè)計(jì)成經(jīng)由片上微透鏡具有共軛關(guān)系。通常，攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳與放置有用于調(diào)節(jié)光量的虹彩光圈的面大致一致。另一方面，本實(shí)施例中的攝像光學(xué)系統(tǒng)是具有變倍功能的變焦鏡頭。根據(jù)光學(xué)類(lèi)型，在進(jìn)行變倍操作的情況下，出射光瞳相對(duì)于像面的距離或出射光瞳的大小改變。圖4A和4B示出鏡頭單元100的焦距處于廣角端和遠(yuǎn)攝端之間的中央的狀態(tài)。在以這種狀態(tài)下的出射光瞳距離Zep作為標(biāo)準(zhǔn)值的情況下，實(shí)現(xiàn)了片上微透鏡的形狀和適合像高(X坐標(biāo)和Y坐標(biāo))的偏心參數(shù)的最佳設(shè)計(jì)。
[0062]在圖4A中，附圖標(biāo)記101表示第一透鏡組，附圖標(biāo)記1lb表示保持第一透鏡組的鏡筒構(gòu)件，附圖標(biāo)記105表示第三透鏡組，并且附圖標(biāo)記104b表示保持調(diào)焦透鏡104的鏡筒構(gòu)件。附圖標(biāo)記102表不光圈，附圖標(biāo)記102a表不定義光圈開(kāi)放時(shí)的開(kāi)口直徑的開(kāi)口板，并且附圖標(biāo)記102b表示用于調(diào)節(jié)光圈縮小時(shí)的開(kāi)口直徑的光圈葉片。注意，用作用于限制穿過(guò)攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束的構(gòu)件的附圖標(biāo)記101b、102a、102b和104b表示如從像面所觀察到的光學(xué)虛像。將光圈102附近的合成開(kāi)口定義為透鏡的出射光瞳，并且如上所述相對(duì)于像面的距離為Z印。
[0063]像素211配置在像面的中央附近，并且在本實(shí)施例中將被稱(chēng)為“中央像素”。中央像素211從最下層起包括光電轉(zhuǎn)換單元211a和211b、互連層211e?211g、顏色濾波器211h和片上微透鏡211i。兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元通過(guò)片上微透鏡211i被投影至攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳面。換句話(huà)說(shuō)，將攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳經(jīng)由片上微透鏡211i投影至光電轉(zhuǎn)換單元的表面。
[0064]圖4B示出光電轉(zhuǎn)換單元在攝像光學(xué)系統(tǒng)的出射光瞳面上的投影圖像，并且利用EPla和EPlb來(lái)分別表示與光電轉(zhuǎn)換單元211a和211b相對(duì)應(yīng)的投影圖像。在本實(shí)施例中，圖像傳感器具有可以獲得兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元211a和211b其中之一的輸出以及這兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元的輸出總和的輸出的像素。通過(guò)對(duì)穿過(guò)了大致覆蓋