攝像裝置、照相機(jī)系統(tǒng)以及圖像處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及處理將部分像素用作相位差方式的焦點(diǎn)檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)焦點(diǎn)狀態(tài)的 攝像元件的像素輸出的攝像裝置、照相機(jī)系統(tǒng)W及圖像處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如在日本特許第3592147號(hào)公報(bào)中提出了與利用攝像元件的一部分像素作為 焦點(diǎn)檢測(cè)用元件來(lái)檢測(cè)焦點(diǎn)狀態(tài)的攝像裝置有關(guān)的技術(shù)。日本特許第3592147號(hào)公報(bào)的攝 像裝置將攝像元件的一部分像素設(shè)定為焦點(diǎn)檢測(cè)像素，使穿過(guò)關(guān)于攝影鏡頭的光軸中屯、對(duì) 稱(chēng)的不同瞳區(qū)域后的被攝體光束在多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素中成像，通過(guò)檢測(cè)該被攝體光束之間 的相位差，檢測(cè)攝影鏡頭的焦點(diǎn)狀態(tài)。
[0003] 焦點(diǎn)檢測(cè)像素的一部分區(qū)域被遮光。因此，焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素輸出成為相比通 常的像素被減光的像素輸出。該焦點(diǎn)檢測(cè)像素中的減光量根據(jù)與焦點(diǎn)檢測(cè)像素相關(guān)的光學(xué) 特性發(fā)生變化是眾所周知的。因此，日本特許第4770560號(hào)公報(bào)提出了根據(jù)光學(xué)特性校正 焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素輸出的技術(shù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 日本特許第4770560號(hào)公報(bào)中的校正通過(guò)根據(jù)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的輸出值和光圈值 來(lái)推測(cè)校正后的像素的輸出值來(lái)進(jìn)行。在動(dòng)態(tài)圖像記錄中或?qū)崟r(shí)取景顯示等中，可能無(wú)法 實(shí)時(shí)取得光圈值。在無(wú)法取得光圈值的情況下，在日本特許第4770560號(hào)公報(bào)的方法中，可 能無(wú)法進(jìn)行正確的校正。此外，在動(dòng)態(tài)圖像記錄中或?qū)崟r(shí)取景顯示等中，可能還無(wú)法實(shí)時(shí)取 得焦距或?qū)圭R頭位置等光學(xué)信息，同樣有時(shí)無(wú)法正確地進(jìn)行校正。 陽(yáng)0化]本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，其目的是提供一種在對(duì)來(lái)自具有焦點(diǎn)檢測(cè)像素 的攝像元件的像素輸出進(jìn)行處理的攝像裝置中，即使在無(wú)法實(shí)時(shí)取得光圈值、對(duì)焦鏡頭位 置或焦距等光學(xué)信息的狀況下也能夠抑制焦點(diǎn)檢測(cè)像素的畫(huà)質(zhì)的下降的攝像裝置、照相機(jī) 系統(tǒng)W及圖像處理方法。
[0006] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第1方式的攝像裝置在攝像裝置中具有：攝像部，其 利用攝像元件進(jìn)行拍攝并輸出圖像數(shù)據(jù)，所述攝像元件在攝像像素的一部分的位置處配置 有用于進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素；圖像處理部，其利用校正函數(shù)來(lái)校正所述圖像數(shù)據(jù) 中的從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素輸出的像素輸出；W及控制部，其使所述攝像部反復(fù)執(zhí)行拍攝動(dòng) 作，取得與多個(gè)帖對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，所述圖像處理部具有：光學(xué)信息取得部，其取得用于在 所述攝像元件上形成像的攝影光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)信息；光學(xué)函數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)所述光學(xué)信 息，計(jì)算用于確定所述校正函數(shù)的光學(xué)函數(shù)；像素函數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)位于所述焦點(diǎn)檢測(cè)像 素的周邊的像素的像素輸出，計(jì)算用于確定所述校正函數(shù)的像素函數(shù)；W及校正函數(shù)選擇 部，其根據(jù)所述光學(xué)函數(shù)、所述像素函數(shù)和所述光學(xué)信息，選擇用于校正與所述多個(gè)帖中的 各個(gè)帖對(duì)應(yīng)的、從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素輸出的像素輸出的所述校正函數(shù)。
[0007] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第2方式的照相機(jī)系統(tǒng)具有：照相機(jī)主體，其具有攝 像元件，該攝像元件在攝像像素的一部分的位置處配置有用于進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)的焦點(diǎn)檢測(cè)像 素；W及更換鏡頭，其能夠在該照相機(jī)主體上拆裝，并具有攝影光學(xué)系統(tǒng)，其中，所述更換鏡 頭具有：光學(xué)信息生成部，其生成與所述攝影光學(xué)系統(tǒng)有關(guān)的光學(xué)信息；W及鏡頭控制部， 其與所述照相機(jī)主體進(jìn)行通信，發(fā)送所述光學(xué)信息，所述照相機(jī)主體具有：攝像部，其利用 所述攝像元件進(jìn)行拍攝并輸出圖像數(shù)據(jù)；圖像處理部，其利用校正函數(shù)來(lái)校正所述圖像數(shù) 據(jù)中的從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素輸出的像素輸出；W及控制部，其與所述鏡頭控制部進(jìn)行通信 取得所述光學(xué)信息，使所述攝像部反復(fù)執(zhí)行拍攝動(dòng)作取得與多個(gè)帖對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，所述 圖像處理部具有：光學(xué)函數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)所述光學(xué)信息，計(jì)算用于確定所述校正函數(shù)的光 學(xué)函數(shù)；像素函數(shù)計(jì)算部，其根據(jù)位于所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的周邊的像素的像素輸出，計(jì)算用 于確定所述校正函數(shù)的像素函數(shù)；W及校正函數(shù)選擇部，其根據(jù)所述光學(xué)函數(shù)、所述像素函 數(shù)和所述光學(xué)信息，選擇用于校正與所述多個(gè)帖中的各個(gè)帖對(duì)應(yīng)的、從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素 輸出的像素輸出的所述校正函數(shù)。
[0008] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的第3方式的圖像處理方法，對(duì)通過(guò)攝像元件拍攝的 圖像數(shù)據(jù)中的從焦點(diǎn)檢測(cè)像素輸出的像素輸出進(jìn)行校正，所述攝像元件在攝像像素的一部 分的位置處配置有用于進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)的所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素，在所述圖像處理方法中，具有 W下步驟：使所述攝像元件反復(fù)執(zhí)行拍攝動(dòng)作，取得與多個(gè)帖對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)；取得用于 在所述攝像元件上形成像的攝影光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)信息；根據(jù)所述光學(xué)信息，計(jì)算用于確定 校正函數(shù)的光學(xué)函數(shù)；根據(jù)位于所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的周邊的像素的像素輸出，計(jì)算用于確 定所述校正函數(shù)的像素函數(shù)；W及根據(jù)所述光學(xué)函數(shù)、所述像素函數(shù)和所述光學(xué)信息，選擇 用于校正與多個(gè)帖中的各個(gè)帖對(duì)應(yīng)的、從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素輸出的像素輸出的所述校正函 數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的攝像裝置的一例的數(shù)碼照相機(jī)的結(jié)構(gòu)的框 圖。
[0010] 圖2是示出了攝像元件的像素排列例的圖。
[0011] 圖3是示出圖像處理部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的圖。
[0012] 圖4是示出校正函數(shù)確定部的結(jié)構(gòu)的圖。
[0013] 圖5是示出攝像裝置進(jìn)行的實(shí)時(shí)取景動(dòng)作的處理的流程圖。
[0014] 圖6是示出光學(xué)函數(shù)例的圖。
[0015] 圖7A是用于說(shuō)明像素函數(shù)的計(jì)算方法例的第1圖。
[0016] 圖7B是用于說(shuō)明像素函數(shù)的計(jì)算方法例的第2圖。
[0017] 圖8是光學(xué)信息的變化率和光學(xué)函數(shù)可靠度的關(guān)系的一例。 陽(yáng)01引圖9是示出校正函數(shù)確定處理的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] W下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0020] 圖1是示出作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的拍攝裝置的一例的數(shù)字照相機(jī)（W下簡(jiǎn)稱(chēng) 作照相機(jī)）的結(jié)構(gòu)的框圖。運(yùn)里，在圖1中，帶箭頭的實(shí)線(xiàn)表示數(shù)據(jù)流，帶箭頭的虛線(xiàn)表示 控制信號(hào)流。此外，對(duì)于圖I的照相機(jī)，例示了鏡頭更換式的照相機(jī)。但是，本實(shí)施方式的 照相機(jī)并非必須是鏡頭更換式的照相機(jī)。
[0021] 圖1所示的照相機(jī)1具有更換式鏡頭100和照相機(jī)主體200。更換式鏡頭100構(gòu) 成為可在照相機(jī)主體200上自由拆裝。更換式鏡頭100通過(guò)被安裝到照相機(jī)主體200,依照 照相機(jī)主體200的控制進(jìn)行動(dòng)作。 陽(yáng)02引更換式鏡頭100具有攝影鏡頭101、光圈103、驅(qū)動(dòng)部105、CPlKCentral ProcessingUnit:中央處理器）107、R0M109、接口（1/巧 111。
[0023] 攝影鏡頭101是用于將來(lái)自被攝體300的像形成于攝像元件207的攝影光學(xué)系 統(tǒng)。攝影鏡頭101可W具有用于調(diào)節(jié)對(duì)焦位置的對(duì)焦鏡頭，并且也可W構(gòu)成為變焦鏡頭。光 圈103配置于攝影鏡頭101的光軸上，構(gòu)成為其口徑可變。光圈103對(duì)通過(guò)了攝影鏡頭101 的來(lái)自被攝體300的光束量進(jìn)行限制。驅(qū)動(dòng)部105根據(jù)來(lái)自CPU107的控制信號(hào)進(jìn)行攝影 鏡頭101的驅(qū)動(dòng)和光圈103的驅(qū)動(dòng)。
[0024]CPU107依據(jù)照相機(jī)主體200的CPU215的控制進(jìn)行驅(qū)動(dòng)部105的控制等。R0M109 存儲(chǔ)了攝影鏡頭101的光學(xué)信息。CPU107根據(jù)需要從R0M109讀出攝影鏡頭101的光學(xué)信 息，并將所讀出的光學(xué)信息經(jīng)由接口 111傳輸?shù)秸障鄼C(jī)主體200的CPU215。R0M109所存儲(chǔ) 的攝影鏡頭101的光學(xué)信息例如是攝影鏡頭101的崎變像差信息。光學(xué)信息除崎變像差信 息W外，還包含攝影鏡頭101的焦距、對(duì)焦鏡頭的位置和光圈103的開(kāi)口量（光圈值）等。運(yùn) 些攝影鏡頭101的焦距的信息、對(duì)焦鏡頭的位置和光圈值能夠在拍攝時(shí)等時(shí)機(jī)依次獲得。 陽(yáng)0巧]照相機(jī)主體200具有機(jī)械快口 201、驅(qū)動(dòng)部203、操作部205、攝像元件207、攝像控 制電路209、模擬處理部211、模擬數(shù)字（AD)轉(zhuǎn)換部213、CPU215、圖像處理部217、焦點(diǎn)檢 測(cè)電路219、圖像壓縮解壓縮部221、顯不部223、總線(xiàn)225、DRAM值ynamicRandomAccess Memo巧：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）227、ROM巧ead化IyMemo巧：只讀存儲(chǔ)器）229和記錄介質(zhì) 231。 陽(yáng)0%] 機(jī)械快口 201構(gòu)成為可自由開(kāi)閉。機(jī)械快口 201對(duì)來(lái)自被攝體300的被攝體光束 向攝像元件207的入射時(shí)間（攝像元件207的曝光時(shí)間）進(jìn)行調(diào)節(jié)。作為機(jī)械快口 201，可 采用公知的焦面快口、鏡頭快口等。驅(qū)動(dòng)部203根據(jù)來(lái)自CPU215的控制信號(hào)，進(jìn)行機(jī)械快 口 201的開(kāi)閉控制。
[0027] 操作部205包含電源按鈕、釋放按鈕、動(dòng)態(tài)圖像按鈕、再現(xiàn)按鈕、菜單按鈕那樣的 各種操作按鈕和觸摸面板等各種操作部件。該操作部205檢測(cè)各種操作部件的操作狀態(tài)， 并將表示檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)輸出到CPU215。能夠通過(guò)本實(shí)施方式的操作部205,選擇照相機(jī) 1的拍攝模式。目P，用戶(hù)能夠通過(guò)對(duì)操作部205進(jìn)行操作，選擇靜態(tài)圖像拍攝模式和動(dòng)態(tài)圖 像拍攝模式中的任意拍攝模式作為照相機(jī)1的拍攝模式。靜態(tài)圖像拍攝模式是用于拍攝靜 態(tài)圖像的拍攝模式，動(dòng)態(tài)圖像拍攝模式是用于拍攝動(dòng)態(tài)圖像的拍攝模式。
[0028] 攝像元件207配置于如下的位置：該位置在攝影鏡頭101的光軸上，并且處于機(jī)械 快口201的后方、且通過(guò)攝影鏡頭101將被攝體光束成像的位置處。攝像元件207通過(guò)