攝像裝置及其對焦控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及搭載有相位差AF方式和對比度AF方式這2種方式的攝像裝置及其對焦控制方法。
【背景技術】
[0002]在數(shù)碼相機等攝像裝置中搭載有AF(自動對焦)功能。在搭載于攝像裝置的AF方式中,主要有相位差AF方式和對比度AF方式這2種方式。近年來的攝像裝置搭載這2種方式,根據(jù)攝影狀況而選擇2種方式中的一種而進行使用。
[0003]例如,在下述的專利文獻I中記載的現(xiàn)有技術中,根據(jù)安裝鏡頭的種類來切換相位差AF和對比度AF。
[0004]此外,在專利文獻2中記載的現(xiàn)有技術中,根據(jù)被攝體圖像的頻率成分來切換相位差AF和對比度AF。
[0005]此外,在專利文獻3中記載的現(xiàn)有技術中,根據(jù)曝光值來切換相位差AF和對比度AF0
[0006]此外,在專利文獻4中記載的現(xiàn)有技術中,根據(jù)被攝體亮度來切換相位差AF和對比度AFo
[0007]雖然不是切換2種方式的技術,但在專利文獻5中記載有:在相位差AF中,有來自相鄰像素的光向相位差檢測用像素的泄漏的情況下,校正該泄漏量。
[0008]專利文獻1:日本特開2011-170153號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2009-63921號公報
[0010]專利文獻3:日本特開2012-49201號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2008-52151號公報
[0012]專利文獻5:日本特開2009-122524號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]發(fā)明要解決的課題
[0014]相位差AF方式和對比度AF方式中,具有前者的對焦速度快、后者的對焦精度高這樣的優(yōu)點。相機用戶期望高速的對焦位置的檢測。因此,最初以相位差AF方式來進行對焦位置的檢測,在不能以相位差AF方式來檢測對焦位置時、算錯對焦位置時,接著以對比度AF方式來進行對焦位置的檢測為優(yōu)選。
[0015]但是,存在在相位差AF方式中容易算錯對焦位置的被攝體,在該情況下,從最初以對比度AF方式來進行對焦位置的檢測能夠縮短對焦位置的檢測時間。
[0016]在現(xiàn)有技術的情況下,根據(jù)被攝體圖像的亮度、曝光值、頻率成分來選擇相位差AF方式、對比度AF方式中的任一個。但是,僅僅根據(jù)這些不能排除在相位差AF方式中容易算錯對焦位置的被攝體,不能進行高速的AF處理。
[0017]本發(fā)明的目的在于,提供在不適合相位差AF方式的被攝體的情況下能夠立即選擇對比度AF方式的攝像裝置及其對焦控制方法。
[0018]用于解決課題的手段
[0019]本發(fā)明的攝像裝置具有經(jīng)由包括聚焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)而拍攝被攝體的攝像元件,上述攝像元件包括在受光面上排列形成的多個攝像用像素和多個相位差檢測用像素,上述多個攝像用像素包括檢測顏色不同的至少三種攝像用像素,上述攝像裝置具備對焦控制部,該對焦控制部選擇性地進行利用了上述相位差檢測用像素的輸出信號的相位差AF方式的對焦控制和利用了上述攝像用像素的輸出信號的對比度AF方式的對焦控制中的任一個,上述對焦控制部根據(jù)由相位差檢測區(qū)域所拍攝的被攝體像的顏色,決定是否進行上述相位差AF方式的對焦控制,上述相位差檢測區(qū)域是設定于上述受光面并作為檢測相位差的對象的區(qū)域且包括上述至少三種攝像用像素和上述相位差檢測用像素。
[0020]本發(fā)明的對焦控制方法是攝像裝置的對焦控制方法,該攝像裝置具有經(jīng)由包括聚焦透鏡的攝像光學系統(tǒng)而拍攝被攝體的攝像元件,上述攝像元件包括在受光面上排列形成的多個攝像用像素和多個相位差檢測用像素,上述多個攝像用像素包括檢測顏色不同的至少三種攝像用像素,上述對焦控制方法包括對焦控制步驟,選擇性地進行利用了上述相位差檢測用像素的輸出信號的相位差AF方式的對焦控制和利用了上述攝像用像素的輸出信號的對比度AF方式的對焦控制中的任一個,在上述對焦控制步驟中,根據(jù)由相位差檢測區(qū)域所拍攝的被攝體像的顏色,決定是否進行上述相位差AF方式的對焦控制,上述相位差檢測區(qū)域是設定于上述受光面并作為檢測相位差的對象的區(qū)域且包括上述至少三種攝像用像素和上述相位差檢測用像素。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)本發(fā)明,能夠提供在不適合相位差AF方式的被攝體的情況下能夠立即選擇對比度AF方式的攝像裝置。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明的一實施方式的攝像裝置的功能塊結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2是圖1所示的固體攝像元件的受光面中的主要部分俯視圖。
[0025]圖3是圖1所示的固體攝像元件的受光面的說明圖。
[0026]圖4是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機的AF動作的流程圖。
[0027]圖5是表示圖1所示的固體攝像元件的像素排列的變形例的圖。
[0028]圖6是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機的AF動作的第一變形例的流程圖。
[0029]圖7是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機的AF動作的第二變形例的圖。
[0030]圖8是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機的AF動作的第三變形例的圖。
[0031]圖9是用于說明圖1所示的數(shù)碼相機的AF動作的第三變形例的流程圖。
[0032]圖10是作為本發(fā)明的攝像裝置的一例的智能手機的外觀圖。
[0033]圖11是圖10所示的智能手機的功能塊結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0034]以下,參照【附圖說明】本發(fā)明的一實施方式。
[0035]圖1是表示作為用于說明本發(fā)明的一實施方式的攝像裝置的一例的數(shù)碼相機的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0036]圖1所示的數(shù)碼相機的攝像系統(tǒng)具備作為攝像光學系統(tǒng)的鏡頭裝置(包括攝影透鏡I和光圈2)和經(jīng)由鏡頭裝置而拍攝被攝體的CCD型、CMOS型等固體攝像元件5。包括攝影透鏡I以及光圈2在內(nèi)的鏡頭裝置能夠相對于相機主體進行裝卸或者固定于相機主體。
[0037]攝影透鏡I包括對焦用的聚焦透鏡和用于變更焦距的變焦透鏡。能夠省略變焦透鏡。
[0038]對數(shù)碼相機的電氣控制系統(tǒng)整體進行統(tǒng)一控制的系統(tǒng)控制部11控制閃光發(fā)光部12以及受光部13。此外,系統(tǒng)控制部11控制透鏡驅(qū)動部8來調(diào)整在攝影透鏡I中包含的聚焦透鏡的位置,或者調(diào)整在攝影透鏡I中包含的變焦透鏡的位置。而且,系統(tǒng)控制部11通過經(jīng)由光圈驅(qū)動部9來控制光圈2的開口量,進行曝光量的調(diào)整。
[0039]此外,系統(tǒng)控制部11經(jīng)由攝像元件驅(qū)動部10而驅(qū)動固體攝像元件5,并使其輸出通過攝影透鏡I拍攝到的被攝體像作為攝像圖像信號。通過操作部14而向系統(tǒng)控制部11輸入來自用戶的指示信號。
[0040]如后所述,該系統(tǒng)控制部11根據(jù)被攝體顏色來選擇對比度AF處理部18和相位差AF處理部19中的任一個,并根據(jù)由所選擇的處理部所確定的對焦位置,進行攝影透鏡I的對焦控制。
[0041]數(shù)碼相機的電氣控制系統(tǒng)還具備:模擬信號處理部6,與固體攝像元件5的輸出連接且進行相關雙采樣處理等模擬信號處理;及A/D轉(zhuǎn)換電路7,將從該模擬信號處理部6輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。模擬信號處理部6以及A/D轉(zhuǎn)換電路7由系統(tǒng)控制部11控制。模擬信號處理部6以及A/D轉(zhuǎn)換電路7有時也內(nèi)置于固體攝像元件5。
[0042]而且,該數(shù)碼相機的電氣控制系統(tǒng)具備:主存儲器16 ;存儲器控制部15,與主存儲器16連接;數(shù)字信號處理部17,對從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的攝像圖像信號進行插值運算、伽馬校正運算以及RGB/YC轉(zhuǎn)換處理等而生成攝影圖像數(shù)據(jù);對比度AF處理部18,通過對比度AF方式來確定對焦位置;相位差AF處理部19,通過相位差AF方式來確定對焦位置;外部存儲器控制部20,連接有裝卸自如的記錄介質(zhì)21 ;及顯示控制部22,連接有搭載于相機背面等的顯示部23。存儲器控制部15、數(shù)字信號處理部17、對比度AF處理部18、相位差AF處理部19、外部存儲器控制部20以及顯示控制部22通過控制總線24以及數(shù)據(jù)總線25而相互連接,由來自系統(tǒng)控制部11的指令控制。
[0043]圖2是表示搭載于圖1所示的數(shù)碼相機的固體攝像元件5的平面結(jié)構(gòu)的部分放大圖。
[0044]固體攝像元件5具備沿著受光面上的行方向X以及與其正交的列方向Y呈二維狀排列的多個像素51 (圖中的各正方形的塊)。雖然在圖2中沒有圖示全部像素51,但實際上,幾百萬?一千多萬個左右的像素51呈二維狀排列。當利用固體攝像元件5進行拍攝時,從該多個像素51分別獲得輸出信號。
[0045]各像素51包括光電二極管等光電轉(zhuǎn)換部和形成在該光電轉(zhuǎn)換部上方的濾色器。
[0046]在圖2中,對包括使紅色光透過的濾色器(R濾光片)的像素51標注“R”字符,對包括使綠色光透過的濾色器(G濾光片)的像素51標注“G”字符,對包括使藍色光透過的濾色器(B濾光片)的像素51標注“B”字符。
[0047]多個像素51為將由沿著行方向X排列的多個像素51構(gòu)成的像素行沿著列方向Y排列多個而成的排列。并且,奇數(shù)行的像素行和偶數(shù)行的像素行沿著行方向X錯開各像素行的像素51的排列間距的大致1/2。
[0048]在奇數(shù)行的像素行的各像素51中包含的濾色器的排列作為整體為拜耳排列。此夕卜,在偶數(shù)行的像素行的各像素51中包含的濾色器的排列也作為整體為拜耳排列。處于奇數(shù)行的像素51和與該像素51在右下相鄰并檢測與該像素51相同顏色的光的像素51構(gòu)成對。在本說明書中“相鄰的2個像素”是指,連接中心之間的線段的長度成為最短的2個像素。
[0049]根據(jù)這樣的像素排列的固體攝像元件5,通過將構(gòu)成對的2個像素51的輸出信號相加,能夠?qū)崿F(xiàn)相機的高靈敏度化。此外,通過改變構(gòu)成對的2個像素51的曝光時間且將這2個像素51的輸出信號相加,能夠?qū)崿F(xiàn)相機的寬動態(tài)范圍化。
[0050]在固體攝像元件5中,將對中的一部分設為相位差檢測用像素的對(以下,也稱為相位差對)。在圖2的例子中,各相位差對由傾斜相鄰的相位差檢測用像素51R和相位差檢測用像素51L構(gòu)成。相位差對并不限定于相鄰的相同顏色像素的對,例如也可以設為隔開1、2個像素或幾個像素左右的接近的相同顏色像素的對。
[0051]相位差檢測用像素51R對通過了攝影透鏡I的光瞳區(qū)域的不同部分的一對光束中的一方(例如,通過了光瞳區(qū)域的右半部分的光束)進行受光并輸出與受光量相應的信號。即,設于固體攝像元件5的相位差檢測用像素51R拍攝由通過了攝影透鏡I的光瞳區(qū)域的不同部分的一對光束中的一方所形成的像。
[0052]相位差檢測用像素51L對上述一對光束中的另一方(例如,通過了光瞳區(qū)域的左半部分的光束)進行受光并輸出與受光量相應的信號。即,設于固體攝像元件5的相位差檢測用像素51L拍攝由通過了攝影透鏡I的光瞳區(qū)域的不同部分的一對光束中的另一方所形成的像。
[0053]另外,相位差檢測用像素51R、51L以外的多個像素51