攝像元件、攝像裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及矩陣狀配置有圖像用像素和相位差像素的攝像元件和具有該攝像元件的攝像裝置。
【背景技術】
[0002]以往,提出了具有矩陣狀配置有圖像用像素和相位差像素的攝像元件的攝像裝置、所謂進行像面相位差AF的攝像裝置。
[0003]例如,在日本國特開2010-28397號公報中,記載了如下技術:在具有在像面上配置相位差像素的攝像元件的攝像裝置中,以如下的第I模式和第2模式進行讀取,其中,在所述第I模式中,在多個像素中,將包含相位差像素的任意數(shù)量的像素的信號相加而進行讀取,在所述第2模式中,間取一部分像素的信號,至少讀取相位差像素的信號。S卩,在用于取得動態(tài)圖像(包含實時取景)的第I模式中為了確保幀速率,將像素信號相加(即,以減少讀取的像素信號的數(shù)量的方式進行處理)而進行讀取。另一方面,在用于進行相位差AF的第2模式中,以不進行像素信號的相加的方式讀取相位差像素。進而,按規(guī)定幀數(shù)取I幀的比例進行第2模式下的相位差像素的取得,在其它幀中,進行第I模式下的圖像用的相加像素號的取得。
[0004]但是,在上述日本國特開2010-28397號公報所述的技術中,讀取圖像用像素的第I模式和讀取相位差像素的第2模式是按幀單位切換的,因此,會產生不能讀取圖像用像素的幀,有時會產生不能順暢地進行動態(tài)圖像顯示的情況。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提供即使進行相位差像素的讀取也能夠進行運動順暢的動態(tài)圖像顯示的攝像元件、攝像裝置。
[0006]簡要而言,本發(fā)明一個方式的攝像元件矩陣狀地配置有圖像用像素和焦點檢測用像素,其中,該攝像元件具有:像素部,其矩陣狀地配置有用于生成圖像用的像素信號的像素和用于生成焦點檢測用的像素信號的像素,該像素部將所生成的像素信號輸出;圖像信號生成部,其具有存儲部,在將矩陣狀地配置在上述像素部中的多個像素劃分為由相鄰的多個像素構成的單位像素時,該存儲部存儲由上述單位像素的行方向的排列構成的單位行中的至少I行的從上述像素部輸出的像素信號,所述圖像信號生成部基于該存儲部中存儲的像素信號,按每一單位行,生成將上述單位像素的像素信號合成而得到的合成像素信號和從該單位行提取出的上述焦點檢測用的相位差像素信號;以及圖像信號讀取部,其讀取由上述圖像信號生成部生成的I個單位行的上述合成像素信號和上述相位差像素信號作為I行的信號。
[0007]此外,本發(fā)明的一個方式的攝像裝置具有矩陣狀地配置有圖像用像素和焦點檢測用像素的攝像元件,其中,所述攝像裝置具有:上述攝像元件;圖像處理部,其對從上述攝像元件讀取的上述合成像素信號進行圖像處理,生成動態(tài)圖像用或靜態(tài)圖像用的圖像信號;第I焦點檢測部,其基于從上述攝像元件讀取的上述相位差像素信號,進行基于相位差法的焦點檢測;以及第2焦點檢測部,其基于從上述攝像元件讀取的上述合成像素信號,進行基于對比度法的焦點檢測。
【附圖說明】
[0008]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I中的攝像裝置的結構的框圖。
[0009]圖2是示出上述實施方式I中的攝像元件的結構的框圖。
[0010]圖3是示出上述實施方式I中沿著光線方向的相位差像素的結構的圖。
[0011]圖4是示出上述實施方式I中的相位差像素的結構的俯視圖。
[0012]圖5是示出上述實施方式I的像素部中的基本像素配置的圖。
[0013]圖6是為了對在上述實施方式I中動態(tài)圖像模式中的圖像信號讀取部的讀取順序進行說明,對相位差像素標注識別標號的圖。
[0014]圖7是示出在上述實施方式I中基于由第1、3行構成的第I單位行和由第2、4行構成的第2單位行生成的合成像素信號和相位差像素信號的讀取順序的圖。
[0015]圖8是示出在上述實施方式I中基于由第5、7行構成的第3單位行和由第6、8行構成的第4單位行生成的合成像素信號和相位差像素信號的讀取順序的圖。
[0016]圖9是示出在上述實施方式I中基于由第9、11行構成的第5單位行和由第10、12行構成的第6單位行生成的合成像素信號和相位差像素信號的讀取順序的圖。
[0017]圖10是示出按照在上述實施方式I中圖7?圖9所示那樣的讀取順序得到的像素結構的圖。
[0018]圖11是示出在上述實施方式I中利用3X3像素的相同顏色像素組構成單位像素時、來自攝像元件的輸出像素的結構的圖。
[0019]圖12是示出上述實施方式I的像素部中的Gr、R行的配置的圖。
[0020]圖13是示出上述實施方式I的像素部中的Gb、B行的配置的圖。
[0021]圖14是示出上述實施方式I中的存儲器部的結構的圖。
[0022]圖15是示出上述實施方式I中的進行1/4間取而在第I存儲陣列中存儲的Gr、R行的圖。
[0023]圖16是示出上述實施方式I中的進行1/4間取而在第2存儲陣列中存儲的Gb、B行的圖。
[0024]圖17是示出在上述實施方式I中在動態(tài)圖像模式下按多個幀取I幀的比例進行相位差AF的情況的時序圖。
[0025]圖18是示出上述實施方式I的動態(tài)圖像模式中的處理的流程圖。
[0026]圖19是示出本發(fā)明的實施方式2中沿著光線方向的相位差像素的結構的圖。
[0027]圖20是示出上述實施方式2中的相位差像素的結構的俯視圖。
[0028]圖21是示出上述實施方式2的像素部中的基本像素配置的圖。
[0029]圖22是示出上述實施方式2的基于圖21所示的結構中的由I?2、5?6子行構成的第I單位行和由3?4、7?8子行構成的第2單位行生成的合成像素信號和相位差像素信號的讀取順序的圖。
[0030]圖23是示出上述實施方式2的像素部中的基本像素配置的另一例的圖。
[0031]圖24是示出上述實施方式2的基于圖23所示的結構中的由I?2、5?6子行構成的第I單位行和由3?4、7?8子行構成的第2單位行生成的合成像素信號和相位差像素信號的讀取順序的圖。
【具體實施方式】
[0032]以下,參照附圖,對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0033][實施方式I]
[0034]圖1?圖18示出本發(fā)明的實施方式1,圖1是示出攝像裝置的結構的框圖。
[0035]本實施方式的攝像裝置具有鏡頭11、快門12、攝像元件13、信號處理部14、圖像處理部15、焦點檢測部16、記錄部17、顯示部18、存儲器部19、操作部21、系統(tǒng)控制部22。
[0036]鏡頭11是使被攝體的光學像在攝像元件13上成像的攝影光學系統(tǒng)。具體而言,鏡頭11具有定焦鏡頭及光學光圈,并通過系統(tǒng)控制部22進行這些定焦鏡頭及光學光圈的驅動控制。此外,在鏡頭11為電動變焦鏡頭的情況下,還通過系統(tǒng)控制部22進行變焦的驅動控制。
[0037]快門12控制來自鏡頭11的光束到達攝像元件13的時間,例如作為使快門幕移動的結構的焦平面快門等機械快門而構成。該快門12在靜態(tài)圖像攝影時,基于系統(tǒng)控制部22的驅動控制,控制光束到達攝像元件13的時間、即攝像元件13對被攝體的曝光時間。另一方面,在處于動態(tài)圖像模式(包含動態(tài)圖像攝影模式和實時取景,以下相同)時,快門12維持打開狀態(tài),曝光時間的控制是通過所謂元件快門進行的。
[0038]攝像元件13是如下攝像部:作為具有例如原色拜爾排列的濾色片的單板式CMOS攝像元件而構成,基于系統(tǒng)控制部22的驅動控制,對被攝體的光學像進行光電轉換,輸出像素信號。不過,攝像元件13當然不限于單板式CMOS攝像元件。
[0039]該攝像元件13如后述那樣生成像素信號,該像素信號包含用于構成靜態(tài)圖像或動態(tài)圖像的像素信號(圖像用像素信號)和用于進行基于相位差AF處理的焦點檢測的像素信號(相位差像素信號)。
[0040]而且,攝像元件13在靜態(tài)圖像攝影時,例如將圖像用像素信號輸出到圖像處理部15,在動態(tài)圖像模式時,為了確保動態(tài)圖像的幀速率,對后述的單位像素中包含的多個像素信號(例如單位像素中包含的全部像素信號、或單位像素中包含的全部圖像用像素信號)進行合成,生成合成像素信號,將生成的合成像素信號輸出到圖像處理部15和焦點檢測部16 (不過,也可以基于合成像素信號來進行靜態(tài)圖像的生成)。
[0041]此外,在處于動態(tài)圖像模式時,攝像元件13基于系統(tǒng)控制部22的控制,在需要的幀中,將相位差像素信號輸出到焦點檢測部16。
[0042]信號處理部14對從攝像元件13輸出的像素信號進行降噪處理或信號放大等處理。不過,也可以使用在內部進行與該信號處理部14相同的處理的類型的攝像元件13,在該情況下,可以省略信號處理部14。
[0043]圖像處理部15對從攝像元件13讀取的合成像素信號或圖像用像素信號進行圖像處理,生成動態(tài)圖像用或靜態(tài)圖像用的圖像信號。該圖像處理部15對從攝像元件13輸出的像素信號進行底紋處理、白平衡處理、伽瑪校正處理、缺陷像素校正處理等各種校正處理及去馬賽克處理等圖像處理。此外,在處于動態(tài)圖像模式時,圖像處理部15根據(jù)需要而對從攝像元件13輸出的合成像素信號進行像素值校正處理。如后述那樣,與圖像用像素相比,相位差像素是像素開口受限制的像素,為了使輸出像素值小于圖像用像素,該像素值校正處理為:以包含這樣的相位差像素的方式進行像素合成后的合成像素信號的像素值校正。
[0044]焦點檢測部16兼作:基于從攝像元件13讀取的相位差像素信號,進行基于相位差法的焦點檢測(相位差AF)的第I焦點檢測部;以及基于從攝像元件13讀取的合成像素信號,進行基于對比度法的焦點檢測(對比度AF)的第2焦點檢測部。S卩,第I焦點檢測部根據(jù)從攝像元件13輸出的相位差像素信號,檢測被攝體像的相位差信息,計算用于對焦的鏡頭控制參數(shù)。此外,第2焦點檢測部根據(jù)從攝像元件13輸出的合成像素信號或圖像用像素信號,檢測被攝體像的對比度信息,基于多個幀的對比度信息,計算用于對焦的鏡頭控制參數(shù)。在此,也可以同時進行相位差檢測和對比度檢測。
[0045]記錄部17將從圖像處理部15輸出的記錄用的像素信號(靜態(tài)圖像像或動態(tài)圖像等)存儲到非易失性存儲器中,記錄部17例如由攝像裝置中內置的內置閃速存儲器或相對于攝像裝置可拆裝的SD存儲卡等構成。因此,記錄部17不需要是對攝像裝置固有的結構。
[0046]顯示部18例如由電子取景器(EVF)或背面顯示面板等構成,顯示基于從圖像處理部15輸出的顯示用的像素信號的圖像。由該顯示部18進行的圖像顯示包括:短時間地顯示剛進行了靜態(tài)圖像攝影之后的像素信號的記錄瀏覽顯示;動態(tài)圖像攝影時的動態(tài)圖像顯示;實時取景顯示;以及記錄部17中記錄的JPEG文件的再現(xiàn)顯示等。此外,顯示部18顯示圖像,并且,還顯示該攝像裝置的各種信息。此外