成像設備和成像方法
【專利摘要】本申請涉及成像設備和成像方法。提供一種成像設備，包括：成像裝置，所述成像裝置包括多對相差檢測像素，其中在正交光瞳分割方向的正交方向上，布置沿著光瞳分割方向的多個相差線；檢測單元，所述檢測單元根據(jù)所述多個相差線之間的輸出值的比較結果，檢測所述相差檢測像素輸出的輸出值之中的異常值；和相差線確定單元，所述相差線確定單元根據(jù)利用檢測單元獲得的檢測結果，把相差檢測區(qū)域中的多個相差線之中的用于相差檢測的多個相差線確定為使用線。
【專利說明】成像設備和成像方法
[0001]相關申請的引用
[0002]本申請要求2013年I月17日提交的日本專利申請JP2013-005841的優(yōu)先權，該申請的整個內(nèi)容在此引為參考。
【技術領域】
[0003]本技術涉及成像設備，尤其涉及進行相差檢測的成像設備，及其成像方法。
【背景技術】
[0004]近年來，拍攝諸如人物之類的被攝對象的圖像，生成拍攝的圖像，并記錄生成的拍攝圖像的諸如數(shù)字靜態(tài)照相機之類的成像設備已得到廣泛使用。此外，作為成像設備，具有在攝像時自動調(diào)整焦點，以便簡化用戶的攝影操作的自動聚焦(AF)功能的成像設備已得到廣泛使用。
[0005]作為成像設備，例如，已提出一種用一邊移動焦點位置，并把具有最高對比度的焦點位置設置成焦點對準位置，一邊拍攝多個圖像的對比度檢測方法，進行自動聚焦的成像設備。此外，還提出一種用相差檢測方法，進行自動聚焦的成像設備，所述相差檢測方法通過透過成像鏡頭的光的光瞳分割，形成一對圖像，并測量形成的圖像之間的間隔(檢測相差)，決定成像鏡頭的位置。
[0006]此外，還提出一種具有對比度檢測方法和相差檢測方法的兩種功能的成像設備。作為成像設備，例如，提出了一種其中單個成像裝置同時具備對透過成像鏡頭的光進行光瞳分割的像素(相差檢測像素)，和用于生成拍攝圖像的像素(圖像生成像素)的成像設備(例如，參見未經(jīng)審查的日本專利申請公開N0.2009-204987)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在上述現(xiàn)有技術中，在單個成像裝置中，同時設置相差檢測像素和圖像生成像素。從而，通過僅僅利用單個成像裝置，就能夠進行相差檢測和圖像生成。
[0008]另外，在這種成像裝置中，在相差檢測像素中，可能存在缺陷像素。在這種情況下，例如，按照和圖像生成像素中的缺陷像素的像素值的校正類似的方式，校正缺陷像素。從而，根據(jù)靠近缺陷像素的相差檢測像素(沿著和缺陷像素相同的方向，接收受到光瞳分割的光的相差檢測像素)的像素值的平均值，校正缺陷像素的像素值。
[0009]然而，缺陷像素可能位于高頻圖像的邊緣，或者可能存在其中聚集缺陷像素的區(qū)域。在這種情況下，可以想像的是歸因于高頻分量和缺陷像素的影響，難以適當?shù)剡M行所述校正。此外，當歸因于使用時，附著在像素上的外部微粒，該像素生成異常值時，可想到的是所述異常值被用于相差檢測，從而相差檢測的精度被降低。
[0010]因而，重要的是即使當在歸因于缺陷、外部微粒等而產(chǎn)生異常值的相差檢測像素的位置處進行相差檢測時，也能夠高精度地進行相差檢測。
[0011]鑒于上述情況，產(chǎn)生了本技術，理想的是改善相差檢測的精度。[0012]按照本技術的第一實施例，提供一種成像設備和成像方法。所述成像設備包括:成像裝置，所述成像裝置包括多對相差檢測像素，其中在正交光瞳分割方向的正交方向上，布置沿著光瞳分割方向的多個相差線；檢測單元，所述檢測單元根據(jù)所述多個相差線之間的輸出值的比較結果，檢測所述相差檢測像素輸出的輸出值之中的異常值；和相差線確定單元，所述相差線確定單元根據(jù)利用檢測單元獲得的檢測結果，把相差檢測區(qū)域中的多個相差線之中的用于相差檢測的多個相差線確定為使用線。在這種情況下，能夠獲得以下效果:根據(jù)相差檢測目標區(qū)域中的多個相差線之間的輸出值的比較結果，檢測相差檢測像素輸出的異常值，并根據(jù)檢測結果，確定在相差檢測中使用的多個相差線。
[0013]此外，在第一實施例中，所述相差線確定單元通過從所述多個相差線中，排除異常值線，確定使用線，所述異常值線是包括輸出異常值的相差檢測像素的相差線。在這種情況下，能夠獲得從在相差檢測中使用的多個相差線中，排除異常值線的效果。
[0014]此外，在第一實施例中，所述檢測單元通過利用包含在相差線中的相差檢測像素的輸出值，進行計算，可計算每個相差線的線總和值，并根據(jù)線總和值之間的比較結果，檢測異常值線。在這種情況下，能夠獲得利用線總和值，檢測異常值線的效果。
[0015]此外，在第一實施例中，所述檢測單元可根據(jù)預定閾值和線總和值之間的比較結果，檢測異常值線，當檢測到多個異常值線時，設定新的區(qū)域，并根據(jù)新區(qū)域中的線總和值之間的比較結果，檢測異常值線。在這種情況下，能夠獲得當檢測到多個異常值線時，設定新的區(qū)域的效果。
[0016]此外，在第一實施例中，所述檢測單元可分別計算為了在包括所述多個相差線的相差檢測目標區(qū)域中，進行相關性計算而設定的基準區(qū)域和參照區(qū)域的線總和值，并分別對于基準區(qū)域和參照區(qū)域，檢測異常值線。在這種情況下，能夠獲得分別對于基準區(qū)域和參照區(qū)域，檢測異常值線的效果。
[0017]此外，在第一實施例中，所述檢測單元可根據(jù)通過相加一對相差檢測像素中的一個像素的輸出值而獲得的線總和值，檢測基準區(qū)域中的異常值線，并根據(jù)通過相加所述一對相差檢測像素中的另一個像素的輸出值而獲得的線總和值，檢測參照區(qū)域中的異常值線。在這種情況下，能夠獲得以下效果:根據(jù)通過相加一對相差檢測像素中的一個像素(基準側)的輸出值而獲得的線總和值，檢測基準區(qū)域中的異常值線，并根據(jù)通過相加所述一對相差檢測像素中的另一個像素(參照側)的輸出值而獲得的線總和值，檢測參照區(qū)域中的異常值線。
[0018]此外，在第一實施例中，所述相差線確定單元可判定是否能夠利用作為布置在作為包括輸出異常值的相差檢測像素的相差線的異常值線附近的相差線的輸出值的替代候選值，而不是異常值線的輸出值，進行相差檢測，當判定能夠進行相差檢測時，根據(jù)利用檢測單元獲得的檢測結果，把包括異常值線的多個相差線確定為使用線。在這種情況下，能夠獲得以下效果:利用布置在異常值線附近的相差線的輸出值，而不是異常值線中的相差檢測像素的輸出值，進行相差檢測。
[0019]此外，在第一實施例中，在成像裝置中，可布置與在光軸方向的位置不同的多個出射光瞳任意之一對應的多個相差檢測像素。另外，在相差線中，相差檢測像素被排列成以致一個相差線對應于在一個位置的出射光瞳，相差線可被排列成分別對應于與和在正交方向相鄰的相差線對應的出射光瞳不同的出射光瞳。另外，聚焦判定單元把在正交方向，與異常值線相鄰的兩個相差線中的其對應出射光瞳更接近對應于異常值線的出射光瞳的相差線的輸出值，設定為替代候選值。在這種情況下，能夠獲得以下效果:可利用與異常值線相鄰的相差線中的靠近對應于異常值線的出射光瞳的相差線的輸出值，而不是異常值線中的相差檢測像素的輸出值，進行相差檢測。
[0020]此外，在第一實施例中，在成像裝置中，可布置與在光軸方向的位置不同的多個出射光瞳任意之一對應的多個相差檢測像素。另外，在相差線中，相差檢測像素被排列成以致一個相差線對應于在一個位置的出射光瞳，相差線可被排列成分別對應于與和在正交方向相鄰的相差線對應的出射光瞳不同的出射光瞳。另外，相差線確定單元通過計算在正交方向與異常值線相鄰的兩個相差線的輸出值，計算替代候選值。在這種情況下，能夠獲得以下效果:可利用通過計算與異常值線相鄰的相差線的輸出值而計算的替代候選值，而不是異常值線中的相差檢測像素的輸出值，進行相差檢測。
[0021]按照本技術的實施例，能夠獲得改善相差檢測的精度的優(yōu)異效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像系統(tǒng)的內(nèi)部結構的例子的示意圖；
[0023]圖2是示意地圖解說明按照本技術的第一實施例的成像系統(tǒng)中的成像設備的橫截面的結構例子的橫截面圖，附圖中，假定成像系統(tǒng)是單鏡頭照相機；
[0024]圖3是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像系統(tǒng)的功能結構的例子的方框圖；
[0025]圖4是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像裝置中設置的像素的排列例子的不意圖；
[0026]圖5是示意地圖解說明在按照本技術的第一實施例的成像裝置中設定的聚焦區(qū)域的示圖；
[0027]圖6A和6B是示意地圖解說明在本發(fā)明的第一實施例中，由異常值線檢測單元逐行地進行的異常檢測的例子的示圖；
[0028]圖7是圖解說明在本技術的第一實施例中，由異常值線檢測單元檢測的異常值線和由離焦量計算單元進行的相關性計算之間的關系的示意圖；
[0029]圖8A-8C是圖解說明在本技術的第一實施例中，由異常值線檢測單元檢測的異常值線和由離焦量計算單元進行的相關性計算之間的關系的示意圖；
[0030]圖9是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像設備的成像處理過程的例子的流程圖；
[0031]圖10是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像處理過程中的聚焦處理的過程的例子的流程圖；
[0032]圖11是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像處理過程中的異常檢測處理的過程的例子的流程圖；
[0033]圖12是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像處理過程中的相關性計算處理的過程的例子的流程圖；
[0034]圖13是圖解說明設置在按照本技術的第二實施例的成像裝置中的像素的排列例子的不意圖；
[0035]圖14A-14C是示意地圖解說明在本技術的第二實施例中，由分別對應于在3個位置的出射光瞳的相差檢測像素進行的光瞳分割的示圖；
[0036]圖15是示意地圖解說明由按照本技術的第二實施例的成像裝置中的異常值線檢測單元逐行地進行的異常檢測的例子的示圖；
[0037]圖16是示意地圖解說明在本技術的第二實施例中，由異常值線檢測單元關于是否使用與在另一個位置的出射光瞳對應的相差線作為替代者而作出的判定的例子的示圖；
[0038]圖17是圖解說明按照本技術的第二實施例的成像設備的成像處理過程的例子的流程圖；
[0039]圖18是圖解說明按照本技術的第二實施例的成像處理過程中的確定用于相差檢測的光瞳模式的處理過程的例子的流程圖；
[0040]圖19是圖解說明按照本技術的第二實施例的成像處理過程中的異常檢測處理的過程的例子的流程圖；
[0041]圖20是圖解說明按照本技術的第二實施例的成像處理過程中的替代線設定處理的過程的例子的流程圖；
[0042]圖21是圖解說明按照本技術的第二實施例的成像處理過程中的相關性計算處理的過程的例子的流程圖；
[0043]圖22是圖解說明按照本技術的第三實施例的成像處理過程中的替代線設定處理的過程的例子的流程圖；
[0044]圖23是圖解說明按照本技術的第四實施例的成像處理過程中的異常檢測處理的過程的例子的流程圖；
[0045]圖24是圖解說明本技術的第四實施例的成像處理過程中的多線異常檢測處理的過程的例子的流程圖；
[0046]圖25是圖解說明本技術的第四實施例中的異常檢測區(qū)域的例子的示圖；
[0047]圖26是圖解說明作為本技術的實施例的變形例，能夠逐行地進行讀取，并且其中逐列地布置在列方向(垂直方向)進行光瞳分割的相差檢測像素的成像裝置中的像素排列的例子的不圖；
[0048]圖27是圖解說明作為本技術的實施例的變形例，其中在能夠逐行進行讀取的成像裝置中，在分離的各行分別布置在行方向(水平方向)進行光瞳分割的相差檢測像素的例子的示圖；
[0049]圖28是圖解說明作為本技術的實施例的變形例，其中在能夠逐行進行讀取的成像裝置中，在分離的各行分別布置在列方向(垂直方向)進行光瞳分割的相差檢測像素的例子的示圖；
【具體實施方式】
[0050]下面說明實現(xiàn)本技術的方式(下面稱為實施例)。將按照以下順序進行說明:
[0051]1.第一實施例(成像控制:排除異常值線進行的相關性計算的例子)；
[0052]2.第二實施例(成像控制:其中用與異常值線相鄰的線之一的輸出值，替代異常值線的輸出值的相關性計算的例子)；
[0053]3.第三實施例(成像控制:其中用相鄰線的輸出值的平均值，替代異常值線的輸出值的相關性計算的例子)；
[0054]4.第四實施例(成像控制:其中改變異常檢測區(qū)域的例子)；和
[0055]5.變形例
[0056]1.第一實施例
[0057]成像系統(tǒng)的內(nèi)部結構例子
[0058]圖1是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像系統(tǒng)10的內(nèi)部結構的例子的示意圖。
[0059]成像系統(tǒng)10通過拍攝被攝對象的圖像，生成圖像數(shù)據(jù)(拍攝圖像)，并把生成的圖像數(shù)據(jù)記錄成圖像內(nèi)容(靜止圖像內(nèi)容或運動圖像內(nèi)容)。系統(tǒng)包括成像設備100和可互換鏡頭170。應注意下面將集中于其中把靜止圖像內(nèi)容(靜止圖像文件)記錄成圖像內(nèi)容(圖像文件)的例證情況，進行說明。
[0060]另外，在本技術的第一實施例中，假定成像系統(tǒng)10是其鏡頭可互換，并且能夠拍攝圖像的單鏡頭照相機。另外，在圖1中，為了便于說明，將省略當意圖拍攝圖像時，使用不多的內(nèi)部結構(例如，閃光燈的結構)。
[0061]此外，在圖1中，為了便于說明，關于鏡頭的驅動，將只說明關于聚焦鏡頭的驅動的結構，并省略關于變焦鏡頭的驅動的結構。
[0062]成像系統(tǒng)10包括成像設備100和可互換鏡頭170。
[0063]成像設備100通過拍攝被攝對象的圖像，生成圖像數(shù)據(jù)(數(shù)字數(shù)據(jù))，并把生成的圖像數(shù)據(jù)記錄成圖像內(nèi)容(靜止圖像內(nèi)容或運動圖像內(nèi)容)。應注意，下面將集中于其中靜止圖像內(nèi)容(靜止圖像文件)被記錄成圖像內(nèi)容(圖像文件)的例證情況，進行說明。成像設備100包括快門單元112、成像裝置113、模擬前端(AFE) 114、圖像處理電路115和相差計算電路151。此外，成像設備100包括圖像存儲器119、電池121、電源電路122、通信接口(I/F) 123、卡I/F124和存儲卡125。此外，成像設備100包括視頻隨機存取存儲器(VRAM) 126、液晶顯示器(IXD) 127、操作單元128和快門驅動控制單元131。此外，成像設備100包括快門驅動電機(Ml) 132、光圈驅動控制單元133、聚焦驅動控制單元134、主控制單元136和連接端子161?163。
[0064]快門單元112由快門驅動電機(Ml) 132驅動，以便通過利用可沿垂直方向移動的隔板，開關從被攝對象入射到成像裝置113的光的光路。此外，當光路打開時，快門單元112把從被攝對象入射的光提供給成像裝置113。
[0065]成像裝置113把從被攝對象入射的光，光電轉換成電信號。S卩，成像裝置113接收從被攝對象入射的光，生成模擬電信號。此外，成像裝置113用例如互補金屬氧化物半導體(CMOS)傳感器和電荷耦合器件(CXD)傳感器實現(xiàn)。在成像裝置113中，排列生成用于根據(jù)接收的被攝對象光，生成拍攝圖像的信號的像素(圖像生成像素)，和生成用于進行相差檢測的信號的像素(相差檢測像素)。這里，相差檢測被定義成通過借助透過成像鏡頭的光的光瞳分割，形成一對圖像，并測量形成的圖像之間的間隔(圖像之間的偏移量)(檢測相差)，檢測聚焦度的焦點檢測方法。從而，布置多對的2個相差檢測像素，所述2個相差檢測像素接收被攝對象的一對光瞳分割光線任意之一。[0066]此外，在成像裝置113中，作為圖像生成像素，布置利用透射紅(R)光的濾色器，接收紅光的像素(R像素)，和利用透射綠(G)光的濾色器，接收綠光的像素(G像素)。此外，在成像裝置113中，除了 R像素和G像素之外，作為圖像生成像素，還布置利用透射藍(B)光的濾色器，接收藍光的像素(B像素)。應注意下面將參考圖4說明成像裝置113。成像裝置113把利用光電轉換生成的電信號(模擬圖像信號)提供給AFE114。
[0067]AFE114對從成像裝置113供給的模擬圖像信號進行預定的信號處理。例如，AFEl 14對模擬圖像信號進行諸如噪聲消除和信號放大之類的信號處理。隨后，AFE114把經(jīng)過信號處理的圖像信號轉換成數(shù)字信號，以便生成數(shù)字圖像信號。此外，APE114根據(jù)從主控制單元136供給的基準時鐘，生成關于成像裝置113的成像操作的定時脈沖，并把生成的定時脈沖提供給成像裝置113。此外，與生成的定時脈沖同步地，AFE114供給關于成像裝置113的操作的信號，比如成像裝置113的由主控制單元136設定的曝光操作的開始或終止的通知，或者成像裝置113的每個像素的輸出選擇的通知。AFE114把生成的數(shù)字圖像信號(像素值)提供給圖像處理電路115和相差計算電路151。
[0068]圖像處理電路115對從AFE114供給的圖像信號進行預定的信號處理，從而校正圖像信號。例如，圖像處理電路115進行黑電平校正、缺陷校正、陰影校正、混色校正、去馬賽克處理、白平衡校正、Y校正等等。圖像處理電路115把經(jīng)過為顯示和記錄拍攝的圖像所必需的處理(例如，上述所有校正)的信號提供給圖像存儲器119。
[0069]此外，在進行把拍攝的圖像記錄在存儲卡125中的處理，再現(xiàn)記錄的圖像的處理等的時候，圖像處理電路115進行編碼或解碼圖像的處理。例如，在把時序地連續(xù)拍攝的圖像(幀)保存為運動圖像的情況下，圖像處理電路115根據(jù)幀之間的差異，檢測運動向量，并利用檢測的運動向量，根據(jù)幀間預測進行編碼處理。
[0070]相差計算電路151根據(jù)從AFE114供給的從相差檢測像素生成的圖像信號，按相差檢測方法檢測離焦。這里，相差檢測方法被定義成通過借助透過成像鏡頭的光的光瞳分割，形成一對圖像，并測量形成的圖像之間的間隔(圖像之間的偏移量)(檢測相差)，檢測聚焦度的焦點檢測方法。相差計算電路151進行檢測聚焦目標物體的離焦的計算，以便進行自動聚焦(AF)，并把關于檢測的焦點的信息提供給主控制單元136。
[0071]圖像存儲器119臨時保存從圖像處理電路115供給的圖像信號。此外，圖像存儲器119用作按照來自主控制單元136的控制信號，對圖像信號進行預定處理的工作區(qū)。另夕卜，圖像存儲器119臨時保存從存儲卡125讀出的圖像信號。
[0072]電池121為成像系統(tǒng)10的操作供給電力，是以諸如鎳氫電池之類的二次電池的形式形成的。此外，電池121向電源電路122供給電力。
[0073]電源電路122把從電池121供給的電力轉換成用于操作成像系統(tǒng)10中的各個單元的電壓。例如，當主控制單元136在5V的電壓下工作時，電源電路122生成5V的電壓，并把生成的電壓提供給主控制單元136。此外，電源電路122把生成的電壓提供給成像系統(tǒng)10的各個單元。應注意圖1部分省略地表示了從電源電路122到所述各個單元的供電線路。
[0074]通信I/F123是使得能夠實現(xiàn)外部裝置和主控制單元136之間的數(shù)據(jù)傳送的接口。
[0075]卡I/F124是使得能夠實現(xiàn)存儲卡125和主控制單元136之間的數(shù)據(jù)傳送的接口。
[0076]存儲卡125是用于保存圖像信號的存儲介質(zhì)，并保存通過卡I/F124供給的數(shù)據(jù)。[0077]VRAMl26是臨時保存待顯示在IXD127上的圖像的緩沖存儲器，并把保存的圖像提供給 LCD127。
[0078]IXD127根據(jù)主控制單元136的控制，顯示圖像，由例如彩色液晶面板構成。IXD127顯示拍攝的圖像、記錄的圖像、模式設定屏幕等。
[0079]操作單元128接收用戶的操作。例如，當快門按鈕(圖中未示出)被按下時，操作單元128向主控制單元136供給告知所述按下的信號。此外，操作單元128把關于用戶的操作的信號提供給主控制單元136。
[0080]快門驅動控制單元131根據(jù)從主控制單元136供給的快門控制信號，生成用于驅動快門驅動電機(Ml) 132的驅動信號，并把生成的驅動信號提供給快門驅動電機(Ml) 132。
[0081]快門驅動電機(Ml) 132根據(jù)從快門驅動控制單元131供給的驅動信號，驅動快門單元112的電機。
[0082]光圈驅動控制單元133根據(jù)從主控制單元136供給的光圈信息，生成用于控制光圈的驅動的信號(光圈驅動控制信號)，并通過連接端子161，把生成的光圈驅動信號提供給可互換鏡頭170。
[0083]主控制單元136控制成像設備100的各個單元的操作，例如由包括保存控制程序的ROM的微計算機構成。
[0084]聚焦驅動控制單元134根據(jù)從主控制單元136供給的聚焦信息，生成指示鏡頭的驅動量的驅動量信號。聚焦驅動控制單元134通過連接端子163，把生成的驅動量信號提供給可互換鏡頭170。
[0085]可互換鏡頭170包括多個鏡頭，聚集利用成像設備100拍攝的圖像的光，利用聚集的光在像面上形成圖像?？苫Q鏡頭170包括光圈驅動機構181、光圈驅動電機(M3) 182、鏡頭位置檢測單元183、鏡頭驅動機構184、鏡頭驅動電機(M4) 185和鏡筒190。此外，鏡筒190包括光圈191和鏡頭組194。應注意，為了便于說明，只表示了鏡頭組194中的變焦鏡頭192和聚焦鏡頭193。
[0086]光圈驅動機構181根據(jù)通過連接端子161供給的光圈驅動控制信號，生成用于驅動光圈驅動電機(M3) 182的驅動信號。光圈驅動機構181把生成的驅動信號提供給光圈驅動電機(M3) 182。
[0087]光圈驅動電機(M3) 182是根據(jù)從光圈驅動機構181供給的驅動信號,驅動光圈191的電機。光圈驅動電機(M3) 182通過驅動光圈191，改變光圈191的光圈直徑。
[0088]鏡頭位置檢測單元183檢測鏡頭組194的變焦鏡頭192和聚焦鏡頭193的位置。鏡頭位置檢測單元183通過連接端子162，把關于檢測的位置的信息(鏡頭位置信息)提供給成像設備100。
[0089]鏡頭驅動機構184根據(jù)通過連接端子163供給的驅動量信號，生成用于驅動鏡頭驅動電機(M4)185的驅動信號。鏡頭驅動機構184把生成的驅動信號提供給鏡頭驅動電機(M4)185。
[0090]鏡頭驅動電機(M4) 185是根據(jù)從鏡頭驅動機構184供給的驅動信號，驅動聚焦鏡頭193的電機。鏡頭驅動電機(M4) 185通過驅動聚焦鏡頭193，調(diào)整焦點。
[0091]鏡筒190是其中設置構成可互換鏡頭170中的鏡頭組194的各個鏡頭的部分。
[0092]光圈191是用于調(diào)整從被攝對象入射到成像設備100的光的光量的遮蔽物。[0093]變焦鏡頭192通過在鏡筒190內(nèi)，沿著光軸方向移動鏡頭，以便改變其焦距，調(diào)整包含在拍攝圖像中的被攝對象的倍率。
[0094]聚焦鏡頭193通過在鏡筒190內(nèi)，沿著光軸方向移動鏡頭，調(diào)整焦點。
[0095]下面參考圖2，說明成像系統(tǒng)10的功能結構。
[0096]成像設備的橫截面結構例子
[0097]圖2是示意地圖解說明按照本技術的第一實施例的成像系統(tǒng)10中的成像設備的橫截面結構的例子的橫截面圖。另外，在圖2中，假定成像系統(tǒng)10是單鏡頭照相機。
[0098]作為成像系統(tǒng)10的橫截面圖的圖2表示機身101和可互換鏡頭171?？苫Q鏡頭171是成像系統(tǒng)10中的可互換的鏡頭單元，對應于圖1中所示的可互換鏡頭170。機身101是成像設備100的進行成像處理的主體，對應于圖1中所示的成像設備100。在機身101中，表示了快門按鈕129、IXD127和成像裝置113。
[0099]此外，圖2表示設置在可互換鏡頭170中的鏡頭的光軸(光軸L12)，和指示透過被攝對象光的范圍的兩條線(線Lll和L13)。另外，線Lll和L13之間的范圍指不透過入射到成像裝置113中的光的范圍。
[0100]如圖2中所示，入射到成像系統(tǒng)10中的被攝對象光完全入射到成像裝置113中。即，當在成像系統(tǒng)10中進行相差檢測時，利用由成像裝置113生成的信號，進行檢測。此外，利用由成像裝置113生成的信號，生成實時取景圖像和靜止圖像。
[0101]成像設備的功能結構例子
[0102]圖3是圖解說明按照本技術的第一實施例的成像系統(tǒng)10的功能結構的例子的方框圖。
[0103]成像系統(tǒng)10包括鏡頭單元210、操作接收單元220、控制單元230、成像裝置300、信號處理單元240、相差檢測單元260、鏡頭驅動單元270、圖像生成單元280、顯示單元281和存儲單元282。
[0104]鏡頭單元210聚集從被攝對象發(fā)出的光(被攝對象)。鏡頭單元210包括變焦鏡頭211、光圈212和聚焦鏡頭213。
[0105]變焦鏡頭211通過借助鏡頭驅動單元270的驅動，沿著光軸方向移動鏡頭，以便調(diào)整其焦距，調(diào)整包含在拍攝圖像中的被攝對象的倍率。變焦鏡頭211對應于圖1中所示的變焦鏡頭192。
[0106]光圈212是通過借助鏡頭驅動單元270的驅動，改變開度，調(diào)整入射到成像設備300的被攝對象光的光量的遮蔽物。光圈212對應于圖1中所示的光圈191。
[0107]聚焦鏡頭213通過借助鏡頭驅動單元270的驅動，沿著光軸方向移動鏡頭，調(diào)整焦點。聚焦鏡頭213對應于圖1中所示的聚焦鏡頭193。
[0108]操作接收單元220接收用戶的操作。例如，當快門按鈕(圖中未示出)被按下時，操作接收單元220把關于所述按下的信號，作為操作信號提供給控制單元230。另外，操作接收單元220對應于圖1中所示的操作單元128。
[0109]控制單元230控制成像系統(tǒng)10的操作。應注意在圖3中，只表示了主要的信號線，省略了其它線路。例如，當快門按鈕被按下，并且收到開始記錄靜止圖像的操作信號時，控制單元230把用于執(zhí)行靜止圖像的記錄的信號提供給信號處理單元240和圖像生成單元280。另外，控制單元230對應于圖1中所示的主控制單元136。[0110]成像裝置300是把接收的被攝對象光，光電轉換成電信號的圖像傳感器。成像裝置300把通過光電轉換生成的電信號(圖像信號)提供給信號處理單元240。另外，成像裝置300對應于圖1中所示的成像裝置113，并將參考圖4說明，從而這里省略其詳細說明。另外，本技術的第一實施例中的像素的排列將在圖4中說明，從而省略其詳細說明。在成像裝置300中，相差檢測像素對被成直線地布置在一行上。
[0111]信號處理單元240對從成像裝置300供給的電信號進行預定的信號處理，從而校正圖像信號。例如，在把從成像裝置300供給的電信號轉換成數(shù)字電信號(像素值)之后，信號處理單元240進行黑電平校正、缺陷校正、陰影校正、混色校正等。另外，在缺陷校正中，通過根據(jù)缺陷像素周圍的像素的像素值，進行估計，校正布置在成像裝置300中的圖像生成像素之中的未正常運行的像素(缺陷像素)的像素值。
[0112]此外，在信號處理單元240進行的缺陷校正中，圖像生成像素中的缺陷像素被校正，但是相差檢測像素中的缺陷像素未被校正。信號處理單元240把經(jīng)過校正處理的像素值中的一些像素值(相差檢測像素的輸出值)提供給相差檢測單元260。所述一些像素值由布置在用于基于相差檢測的聚焦判定的區(qū)域(聚焦區(qū)域)中的相差檢測像素生成。此外，信號處理單元240把經(jīng)過校正處理的像素值之中的由圖像生成像素生成的像素值(圖像生成像素的像素值)提供給圖像生成單元280。另外，信號處理單元240對應于圖1中所示的AFE114和圖像處理電路115。
[0113]圖像生成單元280通過對從信號處理單元240供給的由圖像生成像素生成的圖像信號，進行預定的信號處理，生成待顯示在顯示單元281上的圖像數(shù)據(jù)，或者待保存在存儲單元282中的圖像數(shù)據(jù)。例如，圖像生成單元280對圖像信號進行白平衡校正、Y校正、去馬賽克處理、圖像壓縮處理等等。圖像生成單元280把待顯示在顯示單元281上的圖像數(shù)據(jù)提供給顯示單元281，從而把圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示單元281上。此外，圖像生成單元280把待保存在存儲單元282中的圖像數(shù)據(jù)提供給存儲單元282，從而把圖像數(shù)據(jù)保存在存儲單元282中。另外，圖像生成單元280對應于圖1中所示的圖像處理電路115。
[0114]顯示單元281根據(jù)從圖像生成單元280供給的圖像數(shù)據(jù)，顯示圖像，對應于圖1中所示的LCD127。
[0115]存儲單元282保存從圖像生成單元280供給的圖像數(shù)據(jù)，作為圖像內(nèi)容(圖像文件)。例如，作為存儲單元282，可以利用可拆卸的記錄介質(zhì)(一個或多個記錄介質(zhì))，包括諸如數(shù)字通用光盤(DVD)之類的光盤，諸如存儲卡之類的半導體存儲器，等等。此外，記錄介質(zhì)可被內(nèi)置在成像系統(tǒng)10中，并且可從成像系統(tǒng)10中移除。另外，存儲單元282對應于圖1中所示的存儲單元282。
[0116]相差檢測單元260根據(jù)從信號處理單元240供給的相差檢測像素的輸出值，通過相差檢測，判定作為聚焦目標的物體(聚焦目標物體)是否合焦。相差檢測單元260計算對于聚焦目標物體的合焦失配量(離焦量)，并根據(jù)計算的離焦量，計算對聚焦來說必需的聚焦鏡頭213的驅動量。隨后，相差檢測單元260把指示聚焦鏡頭213的驅動量的信息提供給鏡頭驅動單兀270。
[0117]另外，圖3表示作為相差檢測單元260的功能組件的區(qū)域設定單元261、異常值線檢測單元262和離焦量計算單元263。
[0118]區(qū)域設定單元261在進行聚焦判定的區(qū)域(聚焦區(qū)域)中，設定用于計算一對圖像之間的相關性的區(qū)域(基準區(qū)域、參照區(qū)域)。這里，基準區(qū)域是其中布置生成作為基準值的輸出值(像素值)的像素的區(qū)域。當在聚焦區(qū)域中設定部分區(qū)域，并計算其間的相關性時，使用基準輸出值。此外，參照區(qū)域大小和基準區(qū)域相同，是其中布置生成當計算相關性時使用的與基準值比較的輸出值的像素的區(qū)域。在與光瞳分割方向正交的方向上，參照區(qū)域的位置和基準區(qū)域的位置相同，而在光瞳分割方向上，位置不同。
[0119]這里,光瞳分割方向被定義成利用光瞳分割劃分的出射光瞳的一對區(qū)域彼此相鄰的方向。在本技術的第一實施例中，在成像裝置中布置把出射光瞳分割成左右部分的相差檢測像素對。從而，在本技術的第一實施例中，水平方向被設定成光瞳分割方向。另外，利用區(qū)域設定單元261設定的基準區(qū)域和參照區(qū)域將在圖7中詳細說明，從而這里省略其說明。
[0120]區(qū)域設定單元261從供給自信號處理單元240的聚焦區(qū)域中的相差檢測像素的輸出值中，提取作為布置在基準區(qū)域中的相差檢測像素對之中的基準值的像素的輸出值(像素信號)，并把輸出值提供給離焦量計算單元263和異常值線檢測單元262。此外，區(qū)域設定單元261從聚焦區(qū)域中的相差檢測像素的輸出值中，提取作為布置在參照區(qū)域中的相差檢測像素對之中的參照值的像素的輸出值，并把輸出值提供給離焦量計算單元263和異常值線檢測單元262。
[0121]異常值線檢測單元262檢測異常輸出值，以致在相差檢測中，不使用具有會不利地影響相差檢測(圖像之間的失準的檢測)的精度的異常值的像素的輸出值(異常值)。另外，在本技術的第一實施例中，異常值線檢測單元262計算用于為其位置在與光瞳分割方向正交的方向(正交方向)上相同的各個相差檢測像素(布置在相同線上的相差檢測像素)，檢測是否存在異常值的值，并通過利用所述值，檢測是否存在異常值。即，異常值線檢測單元262通過利用每條線的值(線總和值)，檢測是否存在異常，并且對于每條線，識別是否存在輸出異常值的相差檢測像素。另外，在本技術的實施例中，包括輸出異常值的相差檢測像素的線被稱為異常值線。此外，在本技術的第一實施例中，假定行方向是光瞳分割方向(參見圖4)。從而，逐行地檢測異常值的有無。
[0122]異常值線檢測單元262通過沿著光瞳分割方向布置在相同線中的像素的像素信號，和異常檢測目標的區(qū)域(基準區(qū)域或參照區(qū)域)中的在檢測目標側(基準側或參照側)的相差檢測像素的像素信號之間的相加，計算值(線總和值)。隨后，異常值線檢測單元262通過比較檢測目標的區(qū)域中的多個線總和值，檢測異常值的線總和值。另外，檢測異常值的線總和值的方法將參考圖6A和6B說明，從而這里省略其說明。異常值線檢測單元262把檢測結果(異常值線信息)提供給離焦量計算單元263。應注意，異常值線檢測單元262是在權利要求書中記載的檢測單元的例子。
[0123]離焦量計算單元263通過測量借助光瞳分割而生成的一對圖像之間的間隔(檢測相差)，計算離焦量。離焦量計算單元263根據(jù)從異常值線檢測單元262供給的參照區(qū)域的異常值線信息，和基準區(qū)域的異常值線信息，計算其中不包括異常值的參照區(qū)域和基準區(qū)域之間的相關性。即，離焦量計算單元263通過排除由從異常值線檢測單元262供給的異常值線信息所指示的線的相差檢測像素的輸出值，計算相關性。另外，計算相關性的方法是普通的相差檢測方法，從而將省略其說明(例如，參見未經(jīng)審查的日本專利申請公開N0.2010-91991)。[0124]離焦量計算單元263計算對于單個基準區(qū)域設定的多個參照區(qū)域的相關性，從而檢測相關性最高的參照區(qū)域。隨后，離焦量計算單元263根據(jù)基準區(qū)域和相關性最高的參照區(qū)域之間的位置差(像面上的距離)，計算離焦量。隨后，離焦量計算單元263根據(jù)計算的離焦量，計算聚焦鏡頭213的驅動量,并把指示驅動量的信息提供給鏡頭驅動單元270。應注意，離焦量計算單元263是權利要求書中記載的聚焦判定單元的例子。
[0125]鏡頭驅動單元270驅動聚焦鏡頭213。鏡頭驅動單元270根據(jù)從相差檢測單元260供給的聚焦鏡頭的驅動量，移動聚焦鏡頭213，從而進行聚焦。另外，當聚焦合適時(聚焦鏡頭213的驅動量為“O” )，鏡頭驅動單兀270維持聚焦鏡頭213的當如位直。
[0126]下面參考圖4，說明成像裝置300中的像素排列。
[0127]成像裝置中的像素的排列例子
[0128]圖4是圖解說明按照本技術的第一實施例，在成像裝置300中設置的像素的排列例子的示意圖。
[0129]在圖4中，將在設想以垂直方向為Y軸，水平方向為X軸的XY軸的情況下進行說明。此外，假定成像裝置300中的信號讀取方向是X軸方向(逐行地進行讀取)。
[0130]在圖4中，為了便于說明，利用置于成像裝置300中的像素中的一些像素的區(qū)域(像素區(qū)域310)，說明像素的排列。應注意，成像裝置300中的像素的排列是這樣的排列，以致在X軸方向和Y軸方向重復在像素區(qū)域310中顯示的像素排列。
[0131]在圖4中，一個像素用一個正方形表示。另外，在圖4中，圖像生成像素用其中寫下表示設置的濾色器的符號(R、G和B)的正方形指示。具體地，R像素311指示利用透過紅(R)光的濾色器，接收紅光的像素(R像素)，G像素312指示利用透過綠(R)光的濾色器，接收綠光的像素(G像素)。另外，B像素313指示利用透過藍(R)光的濾色器，接收藍光的像素(B像素)。
[0132]此外，相差檢測像素用附加白色矩形的灰色正方形指示。應注意相差檢測像素中的白色矩形指示受光元件接收入射光的一側(未被用于進行光瞳分割的遮光層覆蓋的一側)。
[0133]這里，將說明圖4中所示的相差檢測像素(右開口相差檢測像素315，左開口相差檢測像素316)。
[0134]右開口相差檢測像素315是其中形成遮光層，以便阻止被攝對象光的透過出射光瞳的右側的被攝對象光被輸入右開口相差檢測像素315的微鏡頭的相差檢測像素。即，右開口相差檢測像素315阻止被光瞳分割到出射光瞳的左右(X軸方向的正負側)的光的右側(X軸方向的正側)光，但接收左側(X軸方向的負側)的光瞳分割光線。
[0135]左開口相差檢測像素316是其中形成遮光層，以便阻止被攝對象光的透過出射光瞳的左側的被攝對象光被輸入左開口相差檢測像素316的微鏡頭的相差檢測像素。即，左開口相差檢測像素316阻止被光瞳分割到出射光瞳的左右(X軸方向的正負側)的光的左側(X軸方向的負側)光，但接收右側(X軸方向的正側)的光瞳分割光線。此外，左開口相差檢測像素316是和右開口相差檢測像素315成對地使用的，從而形成一對圖像。
[0136]這里，將說明成像裝置300中的像素的排列。
[0137]如像素區(qū)域310中所示，成像裝置300的像素被排列成其中只布置圖像生成像素的行(線)，和其中只布置相差檢測像素的行(線)。沿著與讀取方向(行方向)正交的方向(列方向)，以預定間隔布置只有相差檢測像素的行(下面稱為相差線)(圖4中每隔3行)，在其它各行布置只有圖像生成像素的行。應注意，在相差線中，沿X軸方向交替地布置左開口相差檢測像素316和右開口相差檢測像素315。此外，在只有圖像生成像素的各行，布置圖像生成像素，以致濾色器被排列成Bayer圖案。
[0138]下面參考圖5，說明在成像裝置300中設定的聚焦區(qū)域。
[0139]成像裝置中的聚焦區(qū)域的例子
[0140]圖5是示意地圖解說明按照本技術的第一實施例，在成像裝置300中設定的聚焦區(qū)域的示圖。
[0141]圖5在成像裝置300中顯示指示相差線的虛線(相差線322)，和指示預置的聚焦區(qū)域的點劃線矩形(聚焦區(qū)域321)。應注意為了便于說明，簡要地例示了相差線322的數(shù)目，聚集區(qū)域321的數(shù)目和它們之間的位置關系。
[0142]如圖5中所示，在成像裝置300中，設定作為進行相差檢測的聚焦區(qū)域的候選者的多個預置聚焦區(qū)域321。從而，在拍攝聚焦目標物體的圖像的位置的聚焦區(qū)域321被選為進行相差檢測的聚焦區(qū)域。應注意由于多個相差線322被布置在聚焦區(qū)域321中，因此通過利用多個相差線進行相差檢測，能夠提高相差檢測的精度。
[0143]下面將參考圖6A和6B，說明利用異常值線檢測單元262逐行地進行的異常檢測。
[0144]逐行的異常檢測的例子
[0145]圖6A和6B是示意圖解說明在本技術的第一實施例中，利用異常值線檢測單元262逐行地進行的異常檢測的例子的示圖。
[0146]圖6A表示在把預定的像素區(qū)域設定為基準區(qū)域的情況下的異常檢測。圖6B表示在把與圖6A的像素區(qū)域相同的像素區(qū)域設定成參照區(qū)域的情況下的異常檢測。另外，在圖6A和6B之中及之后，將在假定各對相差檢測像素之中的左開口相差檢測像素的輸出值(像素值)被設定為基準值，而右開口相差檢測像素的輸出值被設定為參照值的情況下進行說明。
[0147]圖6A表示排列成18行X8列的像素的區(qū)域(像素區(qū)域331)，其中每隔3行排列只有相差檢測像素的行(相差線)。圖6A還表示指示在把像素區(qū)域331設定成基準區(qū)域的情況下的異常檢測的結果的表格(表格332)。在圖6A中所示的像素區(qū)域中，布置5行的相差線(在第η行?第(η+4)行的相差線)。另外，假定在像素區(qū)域331中，在第(η+2)行的左開口相差檢測像素之中，存在具有持續(xù)較低的輸出值的缺陷(黑色缺陷)像素。因而，具有黑色缺陷的相差檢測像素用黑色矩形指示。
[0148]這里，將說明在把像素區(qū)域331設定成基準區(qū)域的情況下的異常值的檢測。當在相差檢測時，把像素區(qū)域331設定成基準區(qū)域時，區(qū)域設定單元261把由像素區(qū)域331中的相差檢測像素的輸出值之中的，由在基準側(左開口側)的相差檢測像素輸出的輸出值，作為基準區(qū)域的輸出值提供給異常值線檢測單元262和離焦量計算單元263。
[0149]當被供給基準區(qū)域中的輸出值時，異常值線檢測單元262檢測是否存在異常輸出值(異常值)。異常值線檢測單元262首先計算作為基準區(qū)域的每條相差線的線總和值的值。線總和值是通過相加布置在相同線(在像素區(qū)域331中的相同行)的左開口相差檢測像素的輸出值而獲得的。
[0150]當計算了像素區(qū)域311中的所有線(像素區(qū)域331中所有行)的線總和值(VltL(n)~Vlt—“n+4))時，異常值線檢測單元262檢查多個計算的線總和值是否包括異常的線總和值(檢測異常值)。
[0151]例如，當存在滿足下式I和2的線總和值時，異常值線檢測單元262把該線總和值確定為異常值。
【權利要求】
1.一種成像設備，包括: 成像裝置，所述成像裝置包括多對相差檢測像素，其中在與光瞳分割方向正交的正交方向上布置沿著光瞳分割方向的多個相差線； 檢測單元，所述檢測單元根據(jù)所述多個相差線之間的輸出值的比較結果，檢測所述相差檢測像素輸出的輸出值之中的異常值；以及 相差線確定單元，所述相差線確定單元根據(jù)利用檢測單元獲得的檢測結果，把相差檢測區(qū)域中的多個相差線之中的用于相差檢測的多個相差線確定為使用線。
2.按照權利要求1所述的成像設備，其中所述相差線確定單元通過從所述多個相差線中排除異常值線，確定使用線，所述異常值線是包含輸出異常值的相差檢測像素的相差線。
3.按照權利要求2所述的成像設備，其中所述檢測單元通過利用包含在相差線中的相差檢測像素的輸出值進行計算，計算每個相差線的線總和值，并基于所述線總和值之間的比較結果，檢測異常值線。
4.按照權利要求3所述的成像設備，其中所述檢測單元基于預定閾值和所述線總和值之間的比較結果，檢測異常值線，當檢測到多個異常值線時，設定新的區(qū)域，并基于所述新區(qū)域中的線總和值之間的比較結果，檢測異常值線。
5.按照權利要求3所述的成像設備，其中所述檢測單元計算為了在包括所述多個相差線的相差檢測目標區(qū)域中進行相關性計算而設定的基準區(qū)域和參照區(qū)域中的每一個的線總和值，并對于基準區(qū)域和參照區(qū)域中的每一個檢測異常值線。
6.按照權利要求5所述的成像設備，其中所述檢測單元基于通過相加一對相差檢測像素中的一個像素的輸出值而獲得的線總和值，檢測基準區(qū)域中的異常值線，并基于通過相加所述一對相差檢測像素中的另一個像素的輸出值而獲得的線總和值，檢測參照區(qū)域中的異常值線。
7.按照權利要求1所述的成像設備，其中所述相差線確定單元判定是否能夠利用作為布置在作為包含輸出異常值的相差檢測像素的相差線的異常值線附近的相差線的輸出值的替代候選值，而不是異常值線的輸出值，進行相差檢測，并且當判定能夠進行相差檢測時，基于利用檢測單元獲得的檢測結果，把包括異常值線的多個相差線確定為使用線。
8.按照權利要求7所述的成像設備， 其中在成像裝置中，布置與在光軸方向上位置不同的多個出射光瞳中的任意一個對應的多個相差檢測像素， 其中在相差線中，相差檢測像素被布置成以致一個相差線對應于在一個位置處的出射光瞳，并且相差線被布置成分別對應于與和在正交方向相鄰的相差線對應的出射光瞳不同的出射光瞳，以及 其中聚焦判定單元把在正交方向上與異常值線相鄰的兩個相差線中的對應的出射光瞳更接近對應于異常值線的出射光瞳的相差線的輸出值，設定為所述替代候選值。
9.按照權利要求7所述的成像設備， 其中在成像裝置中，布置與在光軸方向上位置不同的多個出射光瞳中的任意一個對應的多個相差檢測像素， 其中在相差線中，相差檢測像素被布置成以致一個相差線對應于在一個位置處的出射光瞳，并且相差線被布置成分別對應于與和在正交方向上相鄰的相差線對應的出射光瞳不同的出射光瞳，以及 其中相差線確定單元通過計算在正交方向上與異常值線相鄰的兩個相差線的輸出值，計算所述替代候選值。
10.一種成像方法，包括: 獲得由包含多對相差檢測像素的成像裝置的相差檢測像素輸出的輸出值，其中沿著光瞳分割方向的多個相差線被布置在與光瞳分割方向正交的正交方向上； 基于所述多個相差線之間的輸出值的比較結果，檢測所述相差檢測像素輸出的輸出值之中的異常值；以及 基于在異常值的檢測中獲得的檢測結果，把相差檢測區(qū)域中的多個相差線之中的用于相差檢測的多個相差 線確定為使用線。
【文檔編號】H04N5/232GK103945147SQ201410011476
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2013年1月17日
【發(fā)明者】鈴木飛鳥, 中村真?zhèn)? 吉松敬仁郎, 久保學 申請人:索尼公司