CN102883093B - 摄像装置以及摄像元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像装置以及摄像元件。摄像装置具备：摄像元件，其包含用于焦点检测的像素，像素被排列为矩阵状；校正用存储器，其存储校正信息，该校正信息与上述用于焦点检测的像素的像素位置对应并用于校正受光量的差；校正部，其读出上述校正信息，对上述用于焦点检测的像素的像素值进行校正；以及焦点检测部，其使用由上述校正部校正后的像素值来进行焦点检测，根据像素位置对AF像素的像素值进行校正，由此提高对焦精度。

Description

摄像装置以及摄像元件

技术领域

本发明涉及具有自动对焦功能的摄像装置以及摄像元件。

背景技术

近年，数字照相机等附带摄影功能的便携设备（摄像装置）大多具有自动对焦功能。在这种摄像装置中，有些采用除用于图像构成的摄像用像素（普通像素）以外还内置了焦点检测用的像素（以下称为AF像素）的摄像元件，通过瞳分割相位差法来进行自动对焦。在该方法中，需要将瞳在左右方向上分割，并在摄像元件中构成AF像素，该AF像素具有分别接受从左、右各瞳透过的光束的摄像部。通过对基于这些各种AF像素的图像信号的运算（以下称为AF运算、相关运算），生成用于对焦的AF信号而进行对焦，由此，可以进行高速的自动对焦。

但是，存在如下缺点：为了提高自动对焦性能，需要在摄像元件内配置比较多的AF像素，由于AF像素部分的图像信号的缺失，摄像图像的画质劣化。

因此，在日本特开2007-155929号公报（以下称为文献1）中提出了如下技术：利用普通像素，采用估计AF像素的像素值的方法，由此减少AF像素的像素数量。

但是，在文献1中提出的估计AF像素的像素值的方法，只在通过来自同一被摄体部位的光的光电转换，成为（普通像素的像素值）：（AF像素的像素值）=2：1的情况下成立。在不满足上述关系式的情况下，基于相关运算的对焦精度下降。

进而，在摄像元件的各像素上采用用于高效地将来自被摄体的光导入受光部的片上透镜（onchiplens）。该片上透镜为了抑制摄像元件的周边光量的下降，根据摄像元件的位置面顶偏心。由于该偏心，即使是同一种类的AF像素，受光区域也根据像素位置而变化，基于使用了各AF像素的AF运算的对焦精度下降。

此外，在摄像元件中，在受光部的周边部中，有时在摄影镜头的瞳中产生遮光的现象。该遮光根据像素位置而变化，因此基于使用了各AF像素的AF运算的对焦精度进一步降低。

另外，在文献1的提案中，在AF信号的生成中使用普通像素。不过，关于普通像素，基于摄影镜头的瞳的遮光的受光量根据像素位置而大幅变化，因此在文献1的提案中，存在因该遮光的影响而导致对焦精度显著下降这样的缺点。

此外，在摄像元件中，有些在各像素中配置微透镜。根据摄像元件的像素位置使微透镜偏心，由此将来自摄影镜头的光适当地导入各像素的受光区域。例如，在日本特开2009-290157号公报（以下称为文献2）中公开了以下技术：根据像素位置使微透镜偏心，并且，在连结出瞳的中心与微透镜的面顶的直线上设定受光区域。由此，能够可靠地使透过左右的瞳的光束入射到左右各自的AF像素，能够提高AF精度。

然而，在文献2的提案中构成为，关于在各像素位置中的微透镜与受光区域的关系，只对1个出瞳位置进行了最优化。因此，在偏离了最优瞳位置的瞳位置进行摄影的情况下，透过左右的瞳的光束不会均等地入射到左右的AF像素，AF精度劣化。例如在使用了瞳位置不同的更换镜头的情况下，或在使用了瞳位置移动的变焦镜头的情况下，出现AF精度劣化这样的问题。

此外，在文献2的提案中，没有考虑由于来自摄影镜头光轴外的光线进入摄像元件时的角度倾斜而产生所谓的遮光所导致的光量减少。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种摄像装置，该摄像装置能够根据普通像素与AF像素的像素值的比率来校正在相关运算中使用的信号，由此，提高对焦精度。

此外，本发明的目的在于提供一种即便在瞳位置变化的情况下，也能维持足够的对焦精度的摄像装置以及摄像元件。

此外，本发明的目的在于提供一种即便是在光轴外的被摄体，也能够维持被摄体像的光量并维持足够的对焦精度的摄像装置以及摄像元件。

本发明的一个方式的摄像装置具备：摄像元件，其包含用于焦点检测的像素，像素被排列为矩阵状；校正用存储器，其存储校正信息，该校正信息与上述用于焦点检测的像素的像素位置对应并用于校正受光量的差；校正部，其读出上述校正信息，对上述用于焦点检测的像素的像素值进行校正；以及焦点检测部，其使用由上述校正部校正后的像素值来进行焦点检测。

此外，本发明的一个方式的摄像元件，具有摄像用的像素以及焦点检测用的像素，多个像素被排列为矩阵状，上述像素具备：来自摄影镜头的光入射的受光区域；以及将上述来自摄影镜头的光导入到上述受光区域的微透镜，对应于假定的多个设计瞳位置而构成多种上述焦点检测用的像素，上述焦点检测用的像素的受光区域的一端的位置是对应于上述设计瞳位置与上述微透镜的位置关系来规定的。

此外，本发明的一个方式的摄像元件，具有摄像用的像素以及焦点检测用的像素，多个像素被排列为矩阵状，上述像素具备：光电转换区域中来自摄影镜头的光由遮光部限制而入射的有效受光区域；以及将来自上述摄影镜头的光导入到上述有效受光区域的微透镜，上述焦点检测用的像素的有效受光区域的一端的位置是对应于假定的设计瞳位置与上述微透镜的位置关系来规定的。

本发明的上述及其他目的、特征、优点通过以下参照附图的说明而变得更加明确。

附图说明

图1是示出包含本发明的第1实施方式的摄像装置的照相机的框图。

图2A～图2C是用于说明瞳分割相位差法的说明图。

图3是示出AF像素的构造的剖面图。

图4是示出摄像部22中的像素排列的一例的说明图。

图5是用于说明AF像素的像素位置与该位置中的受光区域的关系的说明图。

图6是用于说明AF像素的像素位置与该位置中的受光区域的关系的说明图。

图7是用于说明AF像素的像素位置与该位置中的受光区域的关系的说明图。

图8是用于说明AF像素的像素位置与该位置中的受光区域的关系的说明图。

图9是用于说明在受光量校正用存储器27中存储的表的说明图。

图10是示出图1中的机身控制部24的具体结构的框图。

图11是用于说明第1方式的动作的流程图。

图12是示出第2实施方式中所采用的机身控制部的具体结构的一例的框图。

图13是用于说明在受光量校正用存储器17中存储的信息的说明图。

图14是用于说明在受光量校正用存储器27中存储的信息的说明图。

图15是用于说明第2实施方式的动作的流程图。

图16是示出本发明的第3实施方式的摄像装置的框图。

图17是示出构成摄像元件的各像素中摄影镜头的光轴附近的像素的结构的说明图。

图18是示出受光区域、微透镜以及出瞳相互的位置关系的说明图。

图19A～图19C是示出焦点距离与出瞳的位置的关系的说明图。

图20是用于说明与出瞳位置对应的偏心量的说明图。

图21是用于说明与出瞳位置对应的偏心量的说明图。

图22是用于说明与出瞳位置对应的偏心量的说明图。

图23是以横轴为像高、以纵轴为偏心量ε，示出与像高以及出瞳位置对应的偏心量的变化的曲线图。

图24是用于说明像信号的校正方法的说明图。

图25是用于说明像信号的校正方法的说明图。

图26是用于说明像信号的校正方法的说明图。

图27是示出图16中的受光部14a的像素排列的一例的说明图。

图28是用于说明第3实施方式中的照相机控制的流程图。

图29是具体示出图28中的AF处理的流程图。

图30示出构成第4实施方式中采用的摄像元件的各像素中摄影镜头光轴附近的像素的结构的说明图。

图31示出构成第4实施方式中采用的摄像元件的各像素中摄影镜头光轴周边部的像素的结构的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地对本发明的实施方式进行说明。

（第1实施方式）

图1是示出包含本发明的第1实施方式的摄像装置的照相机的框图。

在图1中，数字照相机11由更换镜头12和照相机机身13构成，更换镜头12通过固定部14安装在照相机机身13上。

更换镜头12具备镜头控制部30、镜头驱动部16、光圈驱动部15、变焦用镜头18、固定镜头19、对焦用镜头20、以及光圈21。镜头控制部30由微型计算机和存储器等***部件构成，进行对焦用镜头20和光圈21的驱动控制，光圈21、变焦用镜头18及对焦用镜头20的状态检测，以及对机身控制部24的镜头信息的发送和照相机信息的接收等。

光圈驱动部15经由镜头控制部30，基于来自机身控制部24的信号，控制光圈21的开口径。此外，镜头驱动部16经由镜头控制部30，基于来自机身控制部24的信号，驱动变焦用镜头18和对焦用镜头20。

在本实施方式中，在更换镜头12中设置有受光量校正用存储器17。在受光量校正用存储器17中存储有用于根据像素位置来校正AF像素等的受光量的镜头侧的信息，例如，F值、变焦状态、对焦镜头的位置等镜头侧校正信息。镜头控制部30能够读出在受光量校正用存储器17中存储的镜头侧校正信息，并发送到机身控制部24。

照相机机身13具备摄像部22、机身控制部24、液晶显示部驱动电路25、液晶显示部26以及存储卡29等。摄像部22具有受光部，该受光部具有例如后述的图4等的像素排列。即，在受光部中，像素被排列为二维状，并配置于更换镜头12的予定成像面，对通过更换镜头12成像的被摄体像进行摄像。在摄像部22的受光部的规定的焦点检测位置上排列AF像素。

机身控制部24由微型计算机和存储器等***部件构成，经由摄像部驱动电路28，读出来自摄像部22的图像信号，进行图像信号的校正、更换镜头12的焦点调节状态的检测、来自镜头控制部30的镜头信息的接收和照相机信息（离焦量）的发送、以及数字照相机整体的动作控制等。机身控制部24与镜头控制部30经由固定部14的电接点部23进行通信，并进行各种信息的发送和接收。

液晶显示部驱动电路25对液晶显示部26进行驱动。摄影者能够通过液晶显示部26来观察摄影的图像。存储卡29可以在照相机机身13上装卸，是存储图像信号的移动存储介质。

通过更换镜头12而在摄像部22上形成的被摄体像由摄像部22进行光电转换，将该输出发送到机身控制部24。机身控制部24将基于摄像部22的输出而生成的图像数据在存储卡29中存储，并且将图像信号向液晶显示部驱动电路25发送，在液晶显示部26显示图像。

照相机机身13上设置有未图示的操作部件（快门按钮、焦点检测位置的设定部件等），机身控制部24对来自这些操作部件的操作状态信号进行检测，进行与检测结果对应的动作（摄像动作、焦点检测位置的设定动作、图像处理动作）的控制。

镜头控制部30根据对焦状态、变焦状态、光圈设定状态、光圈开放F值等来变更镜头信息。具体而言，镜头控制部30对变焦用镜头18以及对焦用镜头20的位置和光圈21的光圈位置进行监视，根据监视信息运算镜头信息，或者从预先准备的查找表中选择与监视信息对应的镜头信息。镜头控制部30基于接收到的镜头驱动量，通过镜头驱动部16的电动机等驱动源来将对焦用镜头20向合焦点驱动。

在本实施方式中，照相机机身13中设置有受光量校正用存储器27。在受光量校正用存储器27中存储着用于根据像素位置来校正AF像素等的受光量的主体侧校正信息。例如，在受光量校正用存储器27中，作为主体侧校正信息，按照每个F值存储着与像素位置对应的受光量校正系数α的表。机身控制部24基于从更换镜头12的存储器17读出的镜头侧校正信息、和从受光量校正用存储器27读出的主体侧校正信息，根据像素位置取得受光量校正系数α，该受光量校正系数α用于校正在对焦控制中使用的像素的像素值。机身控制部24从摄像部22读出AF像素等的像素值，并且根据像素位置使用受光量校正系数α对读出的像素值进行校正，然后，使用校正后的像素值，基于瞳分割相位差法，计算规定的焦点检测区域中的离焦量并作为AF信号输出。该AF信号被提供给镜头控制部30，镜头控制部30基于AF信号计算镜头驱动量，根据该镜头驱动量来控制镜头驱动部16，进行对焦。

接着，参照图2A～图2C、图3至图9对用于校正AF像素值而存储在存储器17、27中的信息进行说明。图2A～图2C是用于说明瞳分割相位差法的说明图。

从被摄体的1点31经由各光路入射到摄像装置的光学像通过摄影镜头32在摄像元件33的入射面成像。另外，图2A～图2C的x方向是水平方向，z方向是摄影镜头32的光轴方向，y方向（纸面垂直方向）是垂直方向，在图2A～图2C中，由摄像元件33的各框示出像素。构成2个摄像部（例如，R摄像部和L摄像部）作为AF检测用的像素（AF像素），例如将各光路分割为右方向和左方向，即，将出瞳分割为左右方向，透过右侧的瞳的光束（右光）和透过左侧的瞳的光束（左光）分别入射到R摄像部和L摄像部。例如，通过使R、L摄像部相对于摄影镜头32的光轴偏心，能够使右光和左光分别入射到各R、L摄像部。

在对准焦点的情况下，来自被摄体的大致同一点的光入射到同一像素的R、L摄像部。因此，通过在水平方向上配置的AF检测用的多个R摄像部而得到的图像信号与通过多个L摄像部而得到的图像信号相同。如果没有对准焦点，如图2A所示，来自被摄体的同一点的光根据焦点的偏离量射入到偏离位置的R摄像部和L摄像部。因此，通过在水平方向上配置的AF检测用的多个R摄像部而得到的图像信号与通过多个L摄像部而得到的图像信号相位偏离，相位的偏离量与焦点的偏离量对应。基于由R、L摄像部而得到的图像信号之间的相位差，驱动用于调整焦点的镜头，由此能够实现自动对焦。

另外，图2A的例中示出：为了使读出电路在AF像素和普通像素上共用，不在像素中构成R、L摄像部的两方，而是由只具有R摄像部的像素（以下称为R像素）和只具有L摄像部的像素（以下称为L像素）来构成AF像素。

进而，图2B的例中示出：省略R像素，只使用L像素作为AF像素，并且根据多个普通像素（以下称为N像素）的像素值与L像素的像素值的差分来估计R像素（以下称为假想R像素），将通过多个假想R像素而得到的图像信号的相位与通过L摄像部而得到的图像信号的相位进行比较，由此求出焦点的偏离量。

进而，图2C的例中示出：省略R像素，只使用L像素作为AF像素，将通过N像素而得到的图像信号的相位与通过L摄像部而得到的图像信号的相位进行比较，由此求出焦点的偏离量。

另外，考虑利用最接近AF像素的绿色像素的至少1个作为用于焦点检测的N像素的方法。此外，也可以在输出摄像图像时，使用AF像素的接近绿色像素的像素值的平均值作为AF像素位置的像素值。进而，也可以通过包含周边像素的样式判别的像素插补处理来计算AF像素位置的像素值。

但是，在摄像图像中横线较多的情况下，认为即便焦点偏离，通过L、R摄像部分别得到的图像也一致。在该情况下，例如将出瞳上下分割，只要构成接受透过上侧瞳的光束的U摄像部和接受透过下侧瞳的光束的D摄像部即可。而且，将通过多个U摄像部而得到的图像信号的相位与通过多个D摄像部而得到的图像信号的相位进行比较，由此可以对焦点的偏离量进行检测，并进行对焦。

图3是示出这种AF像素的构造的剖面图。图3示出使摄像元件的像素的开口部相对于光电转换区域的中心偏心，从而分割出瞳的例子。图3示出摄像元件的1个像素的构造。

像素41从最上部开始依次配置有微透镜42、用于构成用于形成微透镜42的平面的平滑层43、用于防止彩色像素混色的遮光膜44、用于使放置滤色层的表面平整的平滑层45、以及光电转换区域49。进而，在像素41中，遮光膜44具有从光电转换区域49的中心47向外侧偏心的开口部48以及滤色器50。

由此，在图3所示的例中，使像素41的开口部48相对于光电转换区域49的中心偏心。光线L41只入射到光电转换区域49中的例如L摄像部，由此分割出瞳。

另外，在图3中示出了通过使像素的开口部偏心而使出瞳分割的例子，但可以采用各种方法作为分割出瞳的方法。例如，可以通过使片上透镜偏心来分割出瞳，也可以采用使用DML（数字微透镜）来分割出瞳的方法。

图4是示出摄像部22中的像素排列的一例的说明图。

在本实施方式中，对采用拜耳排列作为像素排列的例子进行说明。在图4中B示出配置了蓝色的滤光器的蓝色的像素，R示出配置了红色的滤光器的红色的像素，G示出配置了绿色的滤光器的绿色的像素，斜线部分示出AF像素。另外，图4只示出受光部的一部分的区域。

如图4所示，在拜耳排列中，以水平以及垂直2×2像素为单位，重复相同的排列。即，在2×2像素中斜对角配置蓝色和红色的像素，剩余的斜对角的2像素中配置绿色的像素。在斜线部分中示出的像素Ll～L8是L像素。由此，AF像素被配置到受光部内的适当的位置。

图5至图8是用于说明AF像素的像素位置与该位置中的受光区域的关系的说明图。

图5至图8用（x，y）示出对象像素在受光部上的位置（地址），将通过摄影镜头的光轴的像素（以下称为轴上的像素）的地址设为（0，0）。在图5至图8中，椭圆区域示出AF像素（L像素）在瞳面上的可受光区域，虚线圆示出对象像素为轴上的像素的情况下的摄影镜头的瞳，即轴上的N像素在瞳面的可受光区域51。此外，×记号示出摄影镜头的光轴的位置54。

另外，在图5至图8中，表示AF像素的可受光区域的椭圆区域内的图案示意地示出入射光在受光面的强度分布，示出越靠近椭圆区域的中央入射强度越高，越靠近椭圆的短轴方向周边入射强度越低，在同一线上入射强度相等。这种入射光的强度分布，因光的衍射等而产生，由光圈、焦点距离以及像素构造等光学构造而决定。

图5示出对象像素是轴上的像素的情况的例子。该情况下的可受光区域51（摄影镜头的瞳），是以由×记号所示的摄影镜头的光轴的位置54为中心的圆形状，与此相对，AF像素的可受光区域53是椭圆形。

如上所述，AF像素入射强度部分地下降，但N像素入射强度不变，能够接受通过摄影镜头的瞳的全部光束。另外，在轴上的AF像素中，摄影镜头的光轴的位置54与AF像素的片上透镜面顶在瞳上投影的位置一致。

图6至图8示出对象像素是从通过摄影镜头的光轴的位置偏离的像素（以下称为轴外的像素）的例子。图6示出对象像素是在y方向上偏离的地址为（0，1）的轴外的像素的例子。该情况下，由于暗角的影响等，与受光部上的位置对应的出瞳，即，轴外的N像素在瞳面上的可受光区域52y，与轴上的N像素在瞳面上的可受光区域51相比，产生在y方向上的遮光。

此外，如上所述，为了应对遮光，光轴的位置54以外的位置的像素的片上透镜的面顶从像素的中心轴偏心。其结果为，摄影镜头的光轴的位置54与AF像素的片上透镜面顶在瞳上投影的位置54y不一致，在y方向上发生偏离。其结果为，地址为（0，1）的AF像素的可受光区域53y，相比于AF像素存在于光轴上的位置54时的可受光区域53，在y方向上偏离。

图7示出对象像素是从通过摄影镜头的光轴的位置在x方向上偏离的地址（k，0）的情况的例子。该情况下，对象像素为N像素时的瞳面上的可受光区域52x，与轴上的N像素在瞳面上的可受光区域51相比，在x方向上产生遮光。

此外，摄影镜头的光轴的位置54与AF像素的片上透镜面顶在瞳上投影的位置54x不一致，在x方向上发生偏离。其结果为，地址为（k，0）的AF像素的可受光区域53x，相比于AF像素存在于光轴上的位置54时的可受光区域53，在x方向上偏离。

图8示出对象像素是从通过摄影镜头的光轴的位置在x、y方向上偏离的地址（k，1）的情况的例子。该情况下，对象像素是N像素的情况下的瞳面上的可受光区域52xy，与轴上的N像素在瞳面上的可受光区域51相比，在x、y方向产生遮光。

此外，摄影镜头的光轴的位置54与AF像素的片上透镜面顶在瞳上投影的位置54xy不一致，在x、y方向上发生偏离。其结果为，地址为（k，1）的AF像素的可受光区域53xy，相比于AF像素存在于光轴上的位置54时的可受光区域53，在x、y方向上偏离。

另外，上述图5至图8的椭圆示出AF像素为L像素的情况的例子。可知即便在将右侧瞳检测用像素（R像素）、上侧瞳检测用像素（U像素）、下侧瞳检测用像素（D像素）而非L像素作为AF像素的情况下，可受光区域也根据像素位置而偏移。

关于N像素，透过N像素在瞳面上的可受光区域51、52y、52x、52xy的光束以规定的入射强度入射。因此，关于N像素，在各像素位置中得到与可受光区域的面积对应的受光量。

另一方面，关于AF像素，接受透过N像素在瞳面上的可受光区域和AF像素在瞳面上的可受光区域的光束。如上所述，该光束根据可受光区域内的位置的不同而入射强度不同。因此，关于AF像素，N像素在瞳面上的可受光区域与AF像素在瞳面上的可受光区域重叠的区域中，通过对与入射光的强度分布对应的光量进行积分来得到受光量。

在本实施方式中，使用基于受光量的变化的每个像素位置的校正系数来校正各种像素的像素值，其中，该受光量的变化与在图5至图8中说明的AF像素与N像素的像素位置对应。

即，在本实施方式中，分别将像素位置（x，y）中的L像素的受光量、N像素的受光量设为IL（x，y）、IN（x，y），基于各受光量的比来确定受光量校正系数α，将受光量校正系数α与AF像素或N像素的像素值相乘，由此来校正在瞳分割相位差法中使用的像素值。

另外，摄影镜头的出瞳还根据摄影镜头的F值而变化。此外，F值还根据变焦状态或对焦镜头的位置而变化。因此，可以根据F值、变焦状态、对焦镜头的位置来使受光量校正系数α变化。另外，F值对应于与受光素子上的位置对应的出瞳的面积，对受光量的影响最大。因此，例如可以按照每个F值来使受光量校正系数α变化。

图9是用于说明在受光量校正用存储器27中存储的表的说明图。

在本实施方式中，机身控制部24将通过计测而求得的受光量校正系数α提供给受光量校正用存储器27进行存储。即，对标准被摄体进行摄像，求出AF像素以及N像素的各像素位置的受光量。根据该计测结果，机身控制部24求出每个像素位置的受光量校正系数αを并作成表。

在受光量校正用存储器27中，按照每个F值存储着与像素位置（xy坐标）对应的受光量校正系数α的表。各表中存储着与校正的像素的像素位置的地址（x，y）对应的各受光量校正系数α（x，y）。在图9的例中示出存储着与x方向的n个像素位置以及y方向的m个像素位置的AF像素等对应的受光量校正系数α。

受光量校正系数α的表的值对于每个F值而不同，在图9中，只示出了关于1个F值的受光量校正系数α。此外，受光量校正系数α，可以在受光部的全部像素区域的整个区域，对应大致均等的像素位置而设定，也可以针对在受光部的全部像素区域中设定的每个AF区域，对应适当的间隔的像素位置而设置。此外，可以在受光部上的中央和周边，对应不同的像素间隔的像素位置而设定。

即，受光量校正系数α，可以对应焦点检测所需的全部像素位置而设定，也可以对每个AF区域设定1个受光量校正系数α。或者，也可对于周边的区域，对每个焦点检测所需的像素设定受光量校正系数α，对于中央的区域，区域中只设定1个受光量校正系数α。

可以使用AF像素与N像素的受光量的比作为受光量校正系数α。例如，在使用L像素作为AF像素的情况下，将地址（x，y）中的L像素的像素值设为L（x，y），将地址（x+1，y+1）中的N像素的像素值设为N（x+1，y+1），将地址（x，y）中的假想R像素的像素值设为R（x，y），α（x，y）=IL（x，y）/IN（x，y）。进而，可以设为R（x，y）R（x，y）=α（x，y）·N（x+1，y+1）。

图10是示出图1中的机身控制部24的具体的结构的框图。

来自摄像部驱动电路28的摄像信号经由信号处理部61被输入到像信号取得部62。像信号取得部62将摄像信号中基于普通像素的信号输出到显示图像构成部63。显示图像构成部63基于输入的信号生成显示用的图像，并输出到液晶显示部驱动电路25。通过液晶显示部驱动电路25在液晶显示部26的显示画面上显示摄像图像。此外，记录图像构成部64从像信号取得部62得到基于普通像素的信号，对AF像素进行插补，并生成记录图像。该记录图像被提供到存储卡29并被存储。

另一方面，像信号取得部62将用于焦点检测的AF像素以及N像素的信号输出到α计算部65。在摄像部22中，在对规定的标准被摄体进行摄像的情况下，α计算部65基于用于焦点检测的各AF像素以及N像素的信号的受光量和各像素位置的信息，按照每个像素位置计算受光量校正系数α，并输出到表生成部66。F值的信息也经由后述的控制部68被输入到表生成部66，表生成部66生成图9所示的受光量校正系数α的表。将该表提供到受光量校正用存储器27进行存储。

在实际使用时，控制部68从更换镜头12的镜头控制部30读出F值的信息并提供给运算部/相关运算部67。此外，从像信号取得部62将用于焦点检测的AF像素以及N像素的信号提供给运算部/相关运算部67。运算部/相关运算部67基于F值的信息，对在受光量校正用存储器27中存储的表进行选择，从选择的表读出与AF像素以及N像素的像素位置对应的受光量校正系数α，对AF像素或者N像素的像素值进行校正。

运算部/相关运算部67使用校正后的AF像素以及N像素的像素值，进行瞳分割相位差法的运算来计算离焦量。运算部/相关运算部67将基于求出的离焦量的AF信号输出到控制部68。控制部68将AF信号提供给镜头控制部30。

接着参照图11的流程图对这样构成的实施方式的动作进行说明。图11示出自动对焦控制。

在对摄像装置11接通电源或更换了更换镜头的情况下，机身控制部24在步骤S11中，从更换镜头12的镜头控制部30读出在受光量校正用存储器17中存储的镜头侧校正信息。

接着，机身控制部24判定是否指示了摄影模式。在还未指示摄影模式的情况下，机身控制部24判定是否进行了变焦操作（步骤S13）。当进行变焦操作时，镜头控制部30对镜头驱动部16进行变焦控制。此外，镜头控制部30将关于变焦的信息、关于F值的信息等作为镜头侧校正信息发送到机身控制部24（步骤S15）。由此，机身控制部24取得更新后的镜头侧校正信息（步骤S11）。

当指示摄影模式时，机身控制部24在步骤S21中，基于来自摄像部22的图像信号，在液晶显示部26中实时取景显示摄像图像（实时取景）。

在接下来的步骤S22中，机身控制部24从摄像部22读出用于焦点检测的AF像素、N像素的像素值。此外，机身控制部24，从受光量校正用存储器27中读出与各像素的像素位置对应的受光量校正系数α（步骤S23），使用受光量校正系数α对AF像素、N像素的像素值进行校正（步骤S24）。

机身控制部24使用校正后的AF像素、N像素，生成用于求出离焦量而进行对焦的AF信号（步骤S25）。将该AF信号提供给镜头控制部30，进行对焦。

由此在本实施方式中，使用与像素位置对应的受光量校正系数α，对用于焦点检测的N像素的像素值、AF像素的像素值的至少一方进行校正。根据受光部上的位置，出瞳的遮光、片上透镜的偏心、瞳面中的AF像素的入射光的强度分布等存在差异，因此AF像素以及N像素的受光量根据像素位置而变化。受光量校正系数α用于对该变化进行校正，通过使用存储受光量校正系数α的表，能够对AF像素以及N像素的像素值进行校正，进行高精度的对焦控制。

另外，在上述实施方式中，对F值等可变的例子进行了说明，但是在采用F值等固定的固定镜头的情况下，也可以省略受光量校正用存储器17。

此外，在上述实施方式中，说明了基于通过标准被摄体的摄像而计测的受光量来计算受光量校正系数，并使其存储在受光量校正用存储器中的例子，在根据已知的照相机的构造已经求出受光量校正系数α的情况下，不需要受光量校正系数α的计算部，而只具备存储已知的受光量校正系数α的受光量校正用存储器即可。

（第2实施方式）

图12是示出在第2实施方式中所采用的机身控制部的具体结构的一例的框图。在图12中，对与图10相同结构要素标注相同的标号并省略说明。此外，图13和图14是分别用于说明受光量校正用存储器17、27中存储的信息的说明图。

在第1实施方式中示出了在机身控制部24中使用测定值来求出受光量校正系数α，由此作成表并在受光量校正用存储器27中存储的例子。与此相对，本实施方式采用了通过运算处理来求出受光量校正系数α的机身控制部71，这点与第1实施方式不同。

在本实施方式中，在更换镜头12的受光量校正用存储器17中，作为镜头侧校正信息β（x，y），存储着与图5至图8的标号51、52y、52x、52xy对应的出瞳的信息，即遮光的信息。如图13所示，按照每个F值，对应像素位置来设置镜头侧校正信息β（x，y）。另外，示出了按照每个F值设置镜头侧校正信息β的例子，但也可以根据变焦状态或对焦状态来设置镜头侧校正信息β。

另一方面，在照相机机身13的受光量校正用存储器27中，存储着基于关于AF像素的入射光的强度分布的信息以及片上的偏心的AF像素的可受光区域的信息而生成的主体侧校正信息。如图14所示，按照每个F值，对应像素位置而设置主体侧校正信息γ（x，y）。另外，也可以根据镜头侧校正信息β，按照每个变焦状态或对焦状态来设定主体侧校正信息γ。

机身控制部71例如基于F值来选择受光量校正用存储器17的表，经由镜头控制部30来读入选择的表的镜头侧校正信息β。此外，机身控制部71基于F值来选择受光量校正用存储器27的表，并读入选择的表的主体侧校正信息γ。

机身控制部71具有α计算部72a。α计算部72a根据镜头侧校正信息β和主体侧校正信息γ的运算来求出受光量校正系数α。例如，将基于非对称性的校正系数设定为主体侧校正信息γ的情况下，α计算部72a将对应于像素位置的镜头侧校正信息β与基于非对称性的校正系数相乘，由此能够求出受光量校正系数α。

另外，在关于AF像素的入射光的强度分布的信息以及基于片上的偏心的AF像素的可受光区域的信息作为主体侧校正信息γ而被存储的情况下，α计算部72a可以通过使用了这些信息和关于出瞳的形状的信息的积分处理来求出受光量校正系数α。

机身控制部71使用α计算部72a计算出的受光量校正系数α，对各像素位置的AF像素、N像素的像素值进行校正，使用校正后的像素值进行焦点检测。

接着，参照图15的流程图对这样构成的实施方式的动作进行说明。在图15中对与图11相同的步骤标注相同的标号并省略说明。

图15的流程中，代替图11的步骤S23的α读出处理而设置了步骤S31的主体侧校正信息读出处理以及步骤S32的α计算处理，这点与图11的流程不同。

机身控制部71，在步骤S11的镜头信息取得处理中读出镜头侧校正信息。此外，机身控制部71在步骤S31中读出主体侧校正信息。机身控制部71的α计算部71a在步骤S32中，使用镜头侧校正信息和主体侧校正信息，计算受光量校正系数α。

其他的作用与第1实施方式相同。

由此，在本实施方式中，能够得到与第1实施方式相同的效果。此外，在本实施方式中，分别在镜头侧设置的受光量校正用存储器和主体侧设置的受光量校正用存储器中存储镜头侧校正信息以及主体侧校正信息，基于这些信息来求出受光量校正系数α，具有不必预先求出受光量校正系数α这样的优点。

另外，在上述实施方式中，对根据像素位置来求出受光量校正系数α的例子进行了说明，但即便是轴上的像素，受光量也根据例如F值的变化而变化，因此可以按照每个F值来设定受光量校正系数α，使用该受光量校正系数α的表，来校正轴上的像素的像素值。

该情况下的表也在主体侧的受光量校正用存储器中存储。此外，例如，能够根据以各F值对白色的均等扩散面进行摄影时的L像素的像素值和N像素的像素值，来计算受光量校正系数α的值。此外，该情况下，受光量校正系数α还可以根据镜头数据和摄像元件的数据来计算。此外，不仅限于F值，也可以设定与变焦状态或对焦镜头的位置对应的受光量校正系数α。

另外，在上述各实施方式中，也适用于只使用AF像素进行焦点检测的情况，根据像素位置，通过上述方法来校正AF像素的像素值，可以进行高精度的对焦控制。

（第3实施方式）

图16是示出本发明的第3实施方式的摄像装置的框图。

首先，参照图17至图26，对本实施方式中采用的摄像元件以及像信号的校正方法进行说明。图17是示出构成摄像元件的各像素中摄影镜头的光轴附近的像素的结构的说明图。

摄像装置的摄影镜头使从被摄体经由各光路入射到摄像装置的光学像在摄像元件的受光面成像。如上所述，通过采用瞳分割相位差法，能够实现自动对焦。

在图17中示出像素151、152分别是R像素、L像素的例子。包含像素151、152的各像素从最上部开始依次配置有微透镜153、滤色器154、用于防止彩色像素混色的遮光膜155、用于使放置滤色层的表面平整的平滑层156、以及光电转换区域（以下称为受光区域）。像素151是R像素，受光区域157R构成R摄像部。像素152是L像素，受光区域157L构成L摄像部。

图17的虚线示出各微透镜153的光轴。如图17所示，构成R摄像部、L摄像部的受光区域157R、157L的一端的位置与微透镜153的光轴一致。

像素151、152是摄影镜头的光轴附近的像素，因此，像素151、152的微透镜153的光轴与未图示的摄影镜头的光轴大致平行，微透镜153的光轴与摄影镜头的光轴大致一致。因此，被左右均等分割的通过出瞳的光束中右侧的光束入射到受光区域157R，被左右均等分割的通过出瞳的光束中左侧的光束入射到受光区域157L。即，通过出瞳的光束被左右均等地分割而入射到受光区域157R、157L。

然而，在像素配置在从摄影镜头的光轴附近偏离的位置的情况下，主光线与微透镜153的光轴不平行。该情况下，为了使通过出瞳的光束均等地分割并入射到L摄像部或R摄像部，需要将构成L、R摄像部的受光区域的一端位于通过微透镜153的面顶和出瞳的中心的轴上。

图18是示出受光区域、微透镜以及出瞳相互的位置关系的说明图。此外，图19A～图19C是示出焦点距离与出瞳的位置的关系的说明图。

图18示出构成摄影镜头光轴附近的像素以外的像素中的1个像素的微透镜161以及作为R摄像部的受光区域162R。在图18中示出与摄影镜头的位置的变化对应的3个位置的出瞳163T、163S、163W（以下，作为代表称为出瞳163）。图19A～图19C是对来自被摄体的光束通过摄影镜头而形成像面的状态进行说明的图，图19A示出摄影镜头位于望远侧（被摄体侧）的例子，图19B示出摄影镜头位于基准位置的例子，图19C示出摄影镜头位于广角侧（像侧）的例子。如图19A～图19C所示，通常，焦点距离越长，从像面到出瞳位置的距离就越大。

如图18所示，受光区域162R构成为，受光区域162R的一端位于主光线165与受光面相交的位置，其中，该主光线165通过基准位置的出瞳163S的中心和微透镜161的面顶。即，受光区域162R相对于微透镜161的光轴，偏心与主光线165的倾斜对应的规定的偏心量。该偏心量根据像素位置而变化，像高越大该偏心量越大。

在通过出瞳163S的来自被摄体的光束中，出瞳163S的右侧一半的光束164S入射到构成R摄像部的受光区域162R。即，使构成L摄像部以及R摄像部的各受光区域，偏心到主光线165与受光面相交的位置，其中，该主光线165通过出瞳163S的中心和微透镜161的面顶，由此，能够将通过出瞳的光束左右均等地分割并入射到L摄像部以及R摄像部。

然而，如图18所示，关于摄影镜头向广角侧（像侧）移动了的情况下的出瞳163W，通过出瞳163W的光束的大于一半的光束164W入射到构成R摄像部的受光区域162R。此外，关于摄影镜头向望远侧（被摄体侧）移动了的情况下的出瞳163T，通过出瞳163T的光束的小于一半的光束164T入射到受光区域162R。

即，在根据通过出瞳163S的中心的主光线165确定了受光区域162R的位置的情况下，在出瞳163位于出瞳163S的位置以外的情况下，入射到L摄像部以及R摄像部的光束不再均等。于是，在出瞳163位于基准位置以外的情况下，AF精度显著劣化。

因此，在本实施方式中，根据出瞳位置来设定AF像素的受光区域的偏心量。即，即便是通过基准的出瞳位置中的出瞳的中心和微透镜的面顶的主光线的倾斜大致相同的多个AF像素，也分别设定与根据出瞳位置而变化的主光线的倾斜对应的多种偏心量。

例如，在假定了望远侧的位置、基准位置以及广角侧的位置的3个出瞳位置的情况下，在摄像元件上构成以下3种像素：以与出瞳位置位于望远侧时主光线的倾斜对应的偏心量构成受光区域的像素、以与出瞳位置位于基准位置时主光线的倾斜对应的偏心量构成受光区域的像素、以及以与出瞳位置位于广角侧时主光线的倾斜对应的偏心量构成受光区域的像素。

图20至图22是用于说明与出瞳位置对应的偏心量的说明图。图20至图22所示的像素示出连接基准位置的出瞳173S的中心与各微透镜170M～173M的面顶的主光线的倾斜大致相同的3个像素、即摄像元件上水平方向的位置大致相同的3个像素。

图20示出以与出瞳位置位于望远侧时主光线175T的倾斜对应的偏心量构成受光区域的像素170。像素170具有构成微透镜170M以及R摄像部的受光区域170RT。以受光区域170RT的端部位于主光线175T与受光面相交的位置的方式形成受光区域170RT，其中，该主光线175T连接出瞳173T的中心与微透镜170M的面顶。微透镜170M的光轴与受光区域170RT的端部之间的偏心量为εt。

关于像素170，在出瞳位置处于出瞳173T的位置的情况下，通过出瞳173T的光束的右侧一半的光束174T，入射到受光区域170RT。即，像素170是在出瞳位置处于望远侧的出瞳173T的位置的情况下，能够得到足够的AF精度的像素。

图21示出以与出瞳位置位于基准位置时主光线175S的倾斜对应的偏心量构成受光区域的像素171。像素171具有构成微透镜171M以及R摄像部的受光区域171RS。以受光区域171RS的端部位于主光线175S与受光面相交的位置的方式形成受光区域171RS，其中，该主光线175S连接出瞳173S的中心与微透镜171M的面顶。微透镜171M的光轴与受光区域171RS的端部之间的偏心量为εs。

关于像素171，在出瞳位置处于出瞳173S的位置的情况下，通过出瞳173S的光束的右侧一半的光束174S入射到受光区域171RS。即，像素171是在出瞳位置处于基准位置的出瞳173S的位置的情况下，能够得到足够的AF精度的像素。

图22示出以与出瞳位置位于广角侧时主光线175W的倾斜对应的偏心量构成受光区域的像素172。像素172具有构成微透镜172M以及R摄像部的受光区域172RW。以受光区域172RW的端部位于主光线175W与受光面相交的位置的方式形成受光区域172RW，其中，该主光线175W连接出瞳173W的中心与微透镜172M的面顶。微透镜172M的光轴与受光区域172RW的端部之间的偏心量为εw。

关于像素172，在出瞳位置处于出瞳173W的位置的情况下，通过出瞳173W的光束的右侧一半的光束174W入射到受光区域172RW。即，像素172是在出瞳位置处于广角侧的出瞳173W的位置的情况下能够得到足够的AF精度的像素。

图23是以横轴为像高、以纵轴为偏心量ε，示出与像高以及出瞳位置对应的偏心量的变化的曲线图。如图23所示，像高越大则偏心量越大。进而，在本实施方式中，偏心量根据出瞳位置而不同，即使是相同的像高，也构成具有3种偏心量的像素。另外，在图20至图23中，对3种出瞳位置的例子进行了说明，但也可以假定2种或4种以上的出瞳位置，构成按照每个出瞳位置改变偏心量的像素。

此外，在使用将出瞳位置固定为多种摄影镜头的情况下，形成以与各出瞳位置对应的偏心量构成受光区域的像素，由此，可以得到足够的AF精度。但是，在没有固定出瞳位置的情况下，认为实际的出瞳位置与为了确定偏心量而假定的出瞳位置（以下称为设计瞳位置）不同。因此，在本实施方式中，在实际的出瞳位置与设计瞳位置偏离的情况下，根据该偏离量对从AF像素得到的像信号进行校正。

图24至图26是用于说明这种像信号的校正方法的说明图。如上所述，像高越大，各AF像素的微透镜的光轴到L或R摄像部的端部的距离（偏心量ε）就越大。在图24至图26中，以从摄影镜头的光轴开始的距离作为像高h进行说明。

图24示出实际的出瞳位置相对于设计瞳位置位于广角侧的情况下的例子。通过构成微透镜181以及R摄像部的受光区域182而构成的像素，从摄影镜头的光轴到微透镜181的光轴的距离为h。基于连接设计瞳位置中的出瞳的中心与微透镜181的面顶的主光线185，设定受光区域182的端部的位置。

与此相对，在实际的摄影中的出瞳位置位于广角侧的情况下，如图24所示，与出瞳位置中的左侧的光束184L相比，右侧的光束184R的尺寸较大。该情况下，光束没有被左右均等地分割，较大的光束184R入射到受光区域182，因此，如果直接使用由受光区域182得到的像信号进行相关运算，则AF精度就会降低。

因此，为了对被分割为左右非对称的出瞳的面积差引起的L、R摄像部的受光量进行校正，使用出瞳位置EPZtemp以及瞳径EXP进行运算。由图24可知，将设计瞳位置设为EPZAF1，从实际的出瞳位置的中心到左右的瞳分割位置的距离d1-temp通过下面公式（1）给出：

d1-temp=h·（EPZAF1-EPZtemp）/EPZAF1…（1）

左右的瞳分割比率EXPtemp1-l：EXPtemp1-r为：

EXPtemp1-l：EXPtemp1-r=（EXP/2）+d1-temp：（EXP/2）-dl-temp

…（2）

使用上述公式（2）的瞳分割比率，能够对左右的瞳分割的不均匀性进行校正。将校正前的像信号设为RawAFsignal，将校正后的像信号设为CorAFsignal，下面公式（3）示出求出校正后的像信号的函数。

CorAFsignal=RwaAFsignal·g（EXP，EXPtemp1-l，EXPtemp1-r）…（3）

例如，具体而言，根据下面公式（4）求出由R摄像部得到的像信号的校正后的值CorAFsignalr和由L摄像部得到的像信号的校正后的值CorAFsignall。

CorAFsignalr=RwaAFsignalr·（EXPtemp1-l/EXP）

CorAFsignall=RwaAFsignall·（EXPtemp1-r/EXP）…（4）

能够通过该公式（4）对伴随实际的出瞳位置与设计瞳位置的偏离的左右的瞳分割的不均匀性进行校正，通过使用校正后的像信号的相关运算，能够实现足够精度的对焦。

图25示出实际的出瞳位置相对于设计瞳位置位于望远侧的情况的例子。通过构成微透镜186以及R摄像部的受光区域187而构成的像素，从摄影镜头的光轴到微透镜186的光轴的距离为h。基于连接设计瞳位置中的出瞳的中心与微透镜186的面顶的主光线189来设定受光区域187的端部的位置。

与此相对，在实际的摄影中的出瞳位置处于望远侧的情况下，如图25所示，与出瞳位置中的左侧的光束184L相比，右侧的光束184R的尺寸较小。该情况下，光束没有被左右均等地分割，较小的光束184R入射到受光区域187，因此，如果直接使用由受光区域187得到的像信号进行相关运算，则AF精度就会降低。

因此，为了对被分割为左右非对称的出瞳的面积差引起的L、R摄像部的受光量进行校正，使用出瞳位置EPZtemp以及瞳径EXP进行运算。由图25可知，将设计瞳位置设为EPZAF2，从实际的出瞳位置的中心到左右的瞳分割位置的距离d2-temp通过下面公式（5）给出：

d2-temp=h·（EPZtemp-EPZAF2）/EPZAF2…（5）

左右的瞳分割比率EXPtemp2-l：EXPtemp2-r为：

EXPtemp2-l：EXPtemp2-r=（EXP/2）+d2-temp：（EXP/2）-d2-temp

…（6）

下面（7）公式示出使用上述公式（6）的瞳分割比率来求出校正后的像信号的函数。

CorAFsignal=RwaAFsignal·g（EXP，EXPtemp2-l，EXPtemp2-r）…（7）

例如，具体而言，根据下面公式（8）求出由R摄像部得到的像信号的校正后的值CorAFsignalr和由L摄像部得到的像信号的校正后的值CorAFsignall。

CorAFsignalr=RwaAFsignalr·（EXPtemp2-l/EXP）

CorAFsignall=RwaAFsignall·（EXPtemp2-r/EXP）…（8）

能够通过该公式（8）对伴随实际的出瞳位置与设计瞳位置的偏离的左右瞳分割的不均匀性进行校正，通过使用校正后的像信号的相关运算，能够实现足够精度的对焦。

另外，上述各公式示出使用实际出瞳位置中的瞳分割产生的左右光束的直径比来校正像信号的运算，但也可以基于瞳分割产生的左右光束的面积比，来校正像信号。该情况下，具有能够进一步提高AF精度这样的优点。

由此，通过上述公式（4）或公式（8），对由对应于设计瞳位置而设定的1个AF像素得到的像信号进行校正，由此，能够得到与在实际的出瞳位置中进行均等的左右瞳分割时相同的像信号。进而，也可以使用由与邻接的多个设计瞳位置分别对应而设定的多个AF像素得到的像信号，得到校正后的1个像信号。

图26是用于说明该情况的校正信号的生成方法的图。在互相比较接近地配置的未图示的2个AF像素中，一方的像素是假定出瞳191的位置为设计瞳位置而形成的，另一方的像素是假定出瞳192的位置为设计瞳位置而形成的。此时，设实际的出瞳位置为出瞳193的位置。

为了便于观察附图，将出瞳193的左右瞳分割产生的左右光束从出瞳193的位置偏离，来示出图26的光束194L、194R、195L、195R。设计瞳位置是出瞳191的位置的AF像素为R像素的情况下，光束194R入射到该受光区域，该AF像素为L像素的情况下，光束194L入射到该受光区域。此外，设计瞳位置是出瞳192的位置的AF像素为R像素的情况下，该光束195R入射到受光区域，在该AF像素为L像素的情况下，光束195L入射到该受光区域。

如图24、图25以及上述各公式所说明的那样，只要知道与出瞳193的出瞳位置、出瞳191、192的设计瞳位置、以及与该设计瞳位置对应的上述2个AF像素的微透镜的光轴与摄影镜头的光轴的距离（h），就能够通过上述公式（4）以及公式（8）来对由这2个AF像素得到的像信号进行校正。

将对来自设计瞳位置是出瞳191的位置的AF像素的像信号通过上述公式（4）的运算而得到的校正像信号设为CorAFsignal-1，将对来自设计瞳位置是出瞳92的位置的AF像素的像信号通过上述公式（8）的运算而得到的校正像信号设为CorAFsignal-2。在图26的例中，对这2个校正像信号进行基于设计瞳位置和实际的出瞳位置的距离a、b的加权求和，由此得到1个校正像信号。例如，通过下面公式（9）得到基于这种加权求和的校正像信号CorAFsignalAVE。

CorsignalAVE={wa（a，b）·CorAFsignal-1+wb（a，b）·CorAFsignal-2}/{wa（a，b）+wb（a，b）}…（9）

但是，wa（a，b）、wb（a，b）是权重系数，例如，wa（a，b）=b/（a+b），wb（a，b）=a/（a+b）。

例如，在实际的出瞳位置不在设计瞳位置附近等情况下，对与实际的出瞳位置附近的2个设计瞳位置对应的2个AF像素的校正像信号进行加权求和，由此能够得到可靠性较高的像信号。由此，即便在实际的出瞳位置从设计瞳位置偏离较大的情况下，也能够确保足够的AF精度。

另外，在上述说明中，对使用L像素或R像素作为AF像素的例子进行了说明。但是，在摄像图像中横线较多的情况下，认为即便焦点偏离，通过L、R摄像部分别得到的图像也一致。该情况下，例如将出瞳上下分割，只要构成接受来自上方向的光的U摄像部和接收来自下方向的光的D摄像部即可。而且，将通过多个U摄像部而得到的图像信号的相位与通过多个D摄像部而得到的图像信号的相位进行比较，由此可以对焦点的偏离量进行检测，并进行对焦。

即便在该情况下，也可以进行图24至图26所示的校正，只要将与摄影镜头的光轴的距离设为像高h即可。

（电路结构）

如图16所示，在摄像装置101的未图示的主体壳体内设置有主体电路部110，在以可以自由装卸的方式安装在主体壳体内的更换镜头部120中设置有更换镜头电路部121。在主体电路部110中设置有通信部112，在更换镜头电路部121中设置有通信部123。在主体电路部110的通信部112与更换镜头电路部121的通信部123之间，能够互相发送/接收信息。

更换镜头120具有摄影镜头126。摄影镜头126具有可以通过驱动部125来驱动从而进行合焦的自动对焦功能。此外，摄影镜头126由驱动部125驱动，具有变焦功能。另外，也可以采用定焦摄影镜头作为更换镜头120。

更换镜头120的镜头控制部122根据来自主体电路部110的信号或者根据来自基于用户操作的操作部124的信号，来控制驱动部125，驱动摄影镜头126，能够对摄影镜头126中的光圈、焦点、变焦等进行控制。

镜头控制部122的通信部123经由规定的传送路，在其与主体电路部110的通信部112之间进行信息的发送/接收。在建立镜头控制部122与主体电路部110的通信部112之间的通信后，镜头控制部122能够通过通信部123将在镜头存储器127中存储的关于镜头的信息发送到主体电路部110。

在本实施方式中，在镜头存储器27中存储例如关于光圈位置、光圈径、出瞳位置、出瞳径、对焦镜头位置、与像高和方向对应的遮光等的信息，作为关于镜头的信息。由此，主体电路部110能够识别更换镜头120的变焦倍率、焦点距离、亮度值等，并且，能够取得进行AF像素的像信号的校正所需的信息。

主体电路部110具有由CMOS传感器等摄像元件构成的摄像部114。摄像部114具有对来自更换镜头120的被摄体的光进行受光的受光部114a。来自更换镜头120的被摄体的光学像在受光部114a成像。

图27是示出图16中的受光部114a的像素排列的一例的说明图。在本实施方式中，对采用拜耳排列作为像素排列的例子进行说明。图27中用1个框表示1个像素，框内的稀疏的阴影线表示配置了红色的滤光器的红色的像素，密集的阴影线表示配置了蓝色的滤光器的蓝色的像素，空白表示配置了绿色的滤光器的绿色的像素。此外，框内的文字表示是AF像素，文字W表示设计瞳位置被设定在广角侧的像素，文字S表示设计瞳位置被设定在基准位置侧的像素，文字T表示设计瞳位置被设定在望远侧的像素。

此外，表示AF像素的文字的下标中包含L的像素表示L像素，表示AF像素的文字的下标中包含R的像素表示R像素。此外，表示AF像素的文字的下标中包含的数字，对应于各AF像素的微透镜的光轴与摄影镜头的光轴的水平方向的距离h，相同的数字表示相同的距离h。

此外，在采用图26的校正方法的情况下，认为与多种设计瞳位置中互相接近的设计瞳位置对应的2个像素彼此配置为接近的位置时，校正精度较高。根据该理由，最好与设定的多个设计瞳位置对应来配置AF像素。例如，在设定广角侧、基准位置以及望远侧3种设计瞳位置的情况下，将与这些设计瞳位置对应的AF像素按照广角侧、基准位置以及望远侧顺序或者望远侧、基准位置以及广角侧的顺序排列。

图27所示的受光部114a具有设定在3个设计瞳位置的3种像素作为AF像素。即，设计瞳位置被设定在广角侧的AF像素W1L、W2L、…、W1R、W2R、…，设计瞳位置被设定在基准位置的AF像素S1L、S2L、…、S1R、S2R、…，以及设计瞳位置被设定在望远侧的AF像素T1L、T2L、…、T1R、T2R、…这3个种类。

通过信号处理控制部111来驱动控制摄像部114。摄像部114的受光部114a对来自被摄体的光学像进行光电转换，并输出像信号。在信号处理控制部111中设置有信号提取部111a，信号提取部111a取得来自摄像部114的像信号。信号提取部111a将取得的像信号输出到图像处理部111b，并且，将AF像素的像信号输出到校正部111c。

将瞳位置判定部11ld的判定结果提供给校正部111c。校正部111c根据在AF像素中设定的设计瞳位置与实际的出瞳位置的不同，对由左右的瞳分割不均衡，L、R摄像部的入射光束的尺寸彼此不同而导致的像信号的误差进行校正。校正部111c使用瞳位置判定部111d的判定结果，以便进行像信号的校正处理。

经由通信部112，将关于镜头的信息提供给瞳位置判定部111d，并且，从主体存储器119取得AF像素的信息。在主体存储器119中存储着关于各AF像素的信息，例如，各AF像素的微透镜的光轴与摄影镜头光轴的距离h的信息。

瞳位置判定部111d从镜头存储器127取得关于实际的出瞳位置的信息，从主体存储器119取得对各AF像素设定的关于设计瞳位置的信息，确定用于AF运算的AF像素以及像信号的校正方法。即，在存在与实际的出瞳位置一致的设计瞳位置的情况下，瞳位置判定部111d直接使用与该设计瞳位置对应的AF像素，输出AF运算的判定结果。此外，在实际的出瞳位置与设计瞳位置不一致的情况下，瞳位置判定部111d输出用于选择与接近出瞳位置的设计瞳位置对应的AF像素的判定结果，并且，判定采用上述图24至图26的哪个校正方法，将判定结果输出到校正部111c。

校正部111c经由通信部112，从镜头存储器127取得关于实际的出瞳位置以及出瞳径的信息，从主体存储器119取得关于各AF像素的距离h以及设计瞳位置的信息，根据瞳位置判定部111d的判定结果，不对像信号进行校正而输出到AF信号计算部111e，或者，采用图24至图26的任意一种校正方法对AF像素的像信号进行校正，并将校正像信号输出到AF信号计算部111e。

将AF像素的校正像信号提供给AF信号计算部111e，求出校正像信号的关联，计算基于瞳分割相位差法的AF信号。信号处理控制部111将通过AF信号计算部11le计算出的AF信号经由通信部112、123提供给驱动部125，由此进行对焦。

信号处理控制部111的图像处理部111b对来自信号提取部111a的像信号进行例如颜色信号生成处理、矩阵变换处理、其他各种数字处理等规定的信号处理。在记录图像信号以及音声信号等时，信号处理控制部111能够实施编码处理，并将压缩的图像信息以及音声信息等进行输出。

此外，主体电路部110中还配置有时钟部115、操作判定部116。时钟部115产生信号处理控制部111使用的时间信息。操作判定部116产生基于用户操作的操作信号，并输出到信号处理控制部111，该用户操作针对摄像装置101中设置的摄像开始结束按钮或摄影模式设定等未图示的各种开关进行。信号处理控制部111基于操作信号来控制各部。

此外，主体电路部110中设置有记录再现部117以及显示部118。记录再现部117能够将来自信号处理及控制部111的图像信息以及音声信息在未图示的记录介质中记录。另外，能够采用例如卡接口作为记录再现部117，记录再现部117可以将图像信息以及音声信息等记录到存储卡等。此外，记录再现部117能够读出在记录介质中记录的图像信息以及音声信息，并提供给信号处理控制部111。信号处理控制部111能够对来自记录再现部117的图像信息以及音声信息进行解码来得到图像信号以及音声信号。

能够从信号处理控制部111将来自摄像部114的摄像图像或来自记录再现部117的再现图像提供给显示部118，来显示这些图像。此外，显示部118由信号处理控制部111控制，还能够显示用于进行摄影设备1的操作的菜单等。

在将生成的视频信号提供给记录再现部117而记录的情况下，信号处理控制部111基于用户操作，将记录的视频信号文件化。另外，通过文件化，可以对在记录再现部117中记录并文件化的视频信号（以下称为视频文件）进行基于用户操作的例如再现处理的各种处理。

接着，参照图28和图29，对这样构成的实施方式的作用进行说明。图28是用于说明第3实施方式中的照相机控制的流程图，图29是具体示出图28中的AF处理的流程图。

当摄像装置1接通电源时，信号处理控制部111在图28的步骤S121中，判定是否指示了摄影模式。在未指示摄影模式的情况下，信号处理控制部111在步骤S122中，判定是否指示了再现模式。当指示再现模式时，信号处理控制部111在步骤S123中进行缩略图的一览显示。当用户参照缩略图一览选择了图像时，将处理从步骤S124转移到步骤S125，信号处理控制部111进行选择图像的再现。在未进行文件选择的情况下，在步骤S126中判定再现模式的结束。

另一方面，当指示摄影模式时，信号处理控制部111在步骤S131中，基于来自摄像部114的图像信号，在显示部118中将摄像图像（实时取景）进行实时取景显示。另外，该情况下，信号处理控制部111根据显示部118的显示像素数量对来自摄像部114的摄像图像进行像素跳过处理后，提供给显示部118。

在接下来的步骤S132中，通过AF处理进行对焦。即，信号处理控制部111在图29的步骤S151中，经由通信部112、123取得在镜头存储器127中存储的镜头信息。此外，信号处理控制部111在步骤S152中，取得在主体存储器119中存储的关于AF像素的信息。

接着，信号处理控制部111的瞳位置判定部111d在步骤S153中，判定实际的出瞳位置与设计瞳位置是否一致，并将判定结果输出到校正部111c。瞳位置判定部111d从主体存储器119中取得对各AF像素设定的设计瞳位置的信息，使用镜头信息中包含的实际的出瞳位置的信息，来进行出瞳位置与设计瞳位置的一致判定。例如，在采用了焦点距离固定的定焦镜头等情况下，有时出瞳位置与设计瞳位置一致。

该情况下，校正部111c读出与和实际的出瞳位置一致的设计瞳位置对应的AF像素的像信号，直接输出到AF信号计算部111e（步骤S154）。AF信号计算部111e通过使用了读出的像信号的相关运算来生成AF信号。经由通信部112、123将该AF信号提供给驱动部125，进行对焦（步骤S160）。

在实际的出瞳位置与设计瞳位置不一致的情况下，瞳位置判定部111d将处理转移到步骤S155，判定出瞳位置与设计瞳位置的差是否在规定的阈值以内，并将判定结果输出到校正部111c。在出瞳位置与设计瞳位置的差在规定的阈值以内的情况下，校正部111c采用图24或图25所示的校正方法来校正像信号（步骤S156）。即，校正部111c使用关于出瞳的信息、关于设计瞳位置的信息以及关于AF像素的距离h的信息，通过例如上述公式（4）或公式（8）的运算，来校正像信号。接着，在步骤S160中生成AF信号，进行对焦。

在瞳位置判定部111d给出表示出瞳位置与设计瞳位置的差超过了规定阈值的判定结果时，校正部111c采用图26所示的校正方法来校正像信号。即，校正部111c首先读出分别与实际出瞳位置附近的多个设计瞳位置对应的多个像素的像信号（步骤S157）。接着，校正部111c通过上述公式（4）或公式（8）的运算对各像信号进行校正（步骤S158）。接着，校正部111c对校正像信号进行基于出瞳位置与设计瞳位置的距离的加权求和并求出平均值。由此，由多个AF像素生成1个像信号。接着，在步骤S160中生成AF信号，进行对焦。

通过步骤S161、162，持续进行对焦控制直到合焦。

接着，在图28的步骤S133中，当通过快门释放操作而指示摄影时，信号处理控制部111对来自摄像部114的像信号实施规定的信号处理，生成记录用的图像。信号处理控制部111将生成的摄像图像在未图示的存储器中记录（步骤S134）。信号处理控制部111针对所记录的摄像图像中的AF像素，通过使用了该AF像素的周围像素的校正处理，求出由摄像用像素构成该AF像素情况下的像信号，作为AF像素位置的像信号（步骤S136）。

信号处理控制部111将AF像素的像信号被校正后的摄像图像提供给记录再现部117进行文件化（步骤S136）。此外，信号处理控制部111将记录的摄像图像提供给显示部118，进行实时取景显示（步骤S137）。

信号处理控制部111在步骤S141中，判定是否进行了电源切断操作。在未进行电源切断操作的情况下，信号处理控制部111在接受摄影/再现模式的变更操作后（步骤S142），将处理返回到步骤S121。在进行了电源切断操作的情况下，信号处理控制部111切断电源（步骤S143）。

另外，在图29的AF处理中，对在出瞳位置与设计瞳位置一致的情况下只使用与一致的设计瞳位置对应的AF像素进行相关运算的例子进行了说明，但针对与不一致的设计瞳位置对应的AF像素，也可以通过图24至图26的校正方法进行校正并用用相关运算。此外，也可以无关出瞳位置与设计瞳位置的差是否在规定的阈值内，而采用图24或图25所示的校正方法、或者图26所示的校正方法。

由此，在本实施方式中，摄像元件中形成对应多个设计瞳位置而分别设定受光区域的多种AF像素。由此，即便在出瞳位置变化的情况下，也能均等地进行左右的瞳分割，能够防止AF精度劣化。此外，使用与比较接近出瞳位置的位置处的设计瞳位置对应的AF像素的像信号进行校正，由此，能够提高AF信号的校正精度，可以得到足够的AF精度。

（第4实施方式）

图30和图31是用于说明本发明的第4实施方式的说明图。本实施方式中的硬件结构与第3实施方式相同，只是摄像元件的结构有些不同。

在第3实施方式中，使用与多个设计瞳位置对应而分别设定受光区域的多种AF像素。将该情况下的受光区域作为可以将该整个区域用作光电转换区域的区域进行了说明。与此相对，本实施方式示出使用如下AF像素的例子，该AF像素通过遮光部对受光区域中可以入射光并有效受光的部分（以下称为有效受光区域）进行限制。

图30是示出构成摄像元件的各像素中摄影镜头的光轴附近的像素的结构的说明图，图31是示出构成摄像元件的各像素中摄影镜头的光轴周边部的像素的结构的说明图。

在图30和图31中，示出像素251（251’）、252（252’）分别是R像素、L像素的例子。包含像素251（251’）、252（252’）的各像素从最上部开始依次配置有微透镜253（253’）、滤色器254（254’）、用于防止彩色像素混色的遮光膜255（255’）、用于使放置滤色层的表面平整的平滑层256（256’）、以及受光区域。受光区域被遮光部258（258R、258L）（斜线部）遮光。受光区域257R、257R’通过遮光部258、258R的遮光而构成R摄像部，像素251、251’成为R像素。此外，受光区域257L、257L’通过遮光部258、258L的遮光而构成L摄像部，像素252、252’成为L像素。

图30的虚线示出各微透镜253的光轴。构成R摄像部、L摄像部的受光区域257R、257L被遮光部258遮光，如图30所示，有效地接受光的有效受光区域的一端的位置与微透镜253的光轴一致。

像素251、252是摄影镜头的光轴附近的像素，因此，像素251、252的微透镜253的光轴与未图示的摄影镜头的光轴大致平行，微透镜253的光轴与摄影镜头的光轴大致一致。因此，被左右均等地分割的通过出瞳的光束中右侧的光束入射到受光区域257R的有效受光区域，被左右均等地分割的通过出瞳的光束中左侧的光束入射到受光区域257L的有效受光区域。即，通过出瞳的光束被左右均等地分割而入射到受光区域257R、257L。

另一方面，在画面周边部中，利用遮光对策设计成有效受光区域相对于微透镜253’的光轴（点划线）偏离δ。如果简单表示，则在画面周边部是如图31那样的结构。

此外，在将像素配置在从摄影镜头的光轴附近偏离的位置的情况下，主光线与微透镜253的光轴不平行。该情况下，为了使通过出瞳的光束均等地分割并入射到L摄像部或R摄像部，需要使构成L、R摄像部的有效受光区域的一端位于通过微透镜253的面顶和出瞳的中心的轴上。

因此，如图31所示，在受光区域257R、257L上分别设置遮光部258R、258L，使这些遮光部258R、258L产生的遮光区域分别从光轴偏离εR、εL。由此，能够使与微透镜253的光轴平行的光线入射到一对AF用像素251、252时的R、L的输出平衡、和与微透镜253’的光轴不平行的光线入射到一对AF用像素251’、252’时的R、L的输出平衡均等。

通过与上述第3实施方式相同的方法，将有效受光区域的一端的位置与多个设计瞳位置对应来设定这种设计的AF像素。即，在第3实施方式中，将受光区域换称为由遮光部和受光区域确定的有效受光区域，并且，在画面周边部中考虑遮光对策将有效受光区域从光轴偏离δ，由此能够构成本实施方式。

由此，在本实施方式中，摄像元件中形成对应多个设计瞳位置而分别设定有效受光区域的多种AF像素。由此，即便在出瞳位置变化的情况下，也能均等地进行左右的瞳分割，能够防止AF精度劣化。此外，使用与比较接近出瞳位置的位置处的设计瞳位置对应的AF像素的像信号进行校正，由此，能够提高AF信号的校正精度，可以得到足够的AF精度。进而，考虑遮光对策，画面周边部的有效受光区域从光轴偏离，能够在画面整个区域中得到高精度的AF信号。

Claims (18)

1.一种摄像装置，该摄像装置具备：

摄像元件，其包含用于焦点检测的像素，像素被排列为矩阵状；

校正用存储器，其存储校正信息，该校正信息与上述用于焦点检测的像素的像素位置对应并用于校正受光量的差；

校正部，其读出上述校正信息，对上述用于焦点检测的像素的像素值进行校正；以及

焦点检测部，其使用由上述校正部校正后的像素值来进行焦点检测；

其中，

上述校正信息是用于校正上述受光量的差的信息，该受光量的差基于与上述像素位置对应的出瞳的形状、与上述像素位置对应的用于焦点检测的像素的可受光区域的形状以及上述可受光区域的入射光强度分布而产生。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

上述校正信息是与上述像素位置对应的受光量的比的信息。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

上述校正信息是对应于关于镜头的信息来设定的，该镜头用于在上述摄像元件上形成被摄体像。

4.根据权利要求3所述的摄像装置，其中，

该摄像装置具备将关于上述镜头的信息发送到上述校正部的镜头部。

5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，

上述校正用存储器保持校正信息，该校正信息基于与上述像素位置对应的用于焦点检测的像素的可受光区域的形状、以及上述可受光区域的入射光强度分布而生成，

上述校正部基于从上述镜头部取得的关于上述镜头的信息、和在上述校正用存储器中存储的上述校正信息，对上述用于焦点检测的像素的像素值进行校正。

6.一种摄像装置，该摄像装置具备：摄像元件、瞳位置决定部和焦点检测部，其中，所述摄像元件具有摄像用的像素以及焦点检测用的像素，多个像素被排列为矩阵状，

上述焦点检测用的像素具备：

来自摄影镜头的光入射的受光区域；以及

将上述来自摄影镜头的光导入到上述受光区域的微透镜，

对应于假定的多个设计瞳位置而构成多种上述焦点检测用的像素，上述焦点检测用的像素的受光区域的一端的位置是对应于上述设计瞳位置与上述微透镜的位置关系来规定的；

其中，所述设计瞳位置是假定的出瞳位置；

所述瞳位置决定部判定出瞳位置与上述多个设计瞳位置中的哪个一致，并基于判定结果来决定用于焦点检测的焦点检测用的像素；以及

所述焦点检测部使用上述用于焦点检测的焦点检测用的像素，进行焦点检测。

7.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，

所述瞳位置决定部具有校正部，所述校正部在判定出上述出瞳位置与上述设计瞳位置不同的情况下，基于关于出瞳的信息、上述设计瞳位置的信息、以及上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的信息，对来自上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的像信号进行校正，而得到校正像信号；以及

所述焦点检测部使用由上述校正部校正后的校正像信号进行焦点检测。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，

上述校正部根据基于上述出瞳位置与上述设计瞳位置的差的不均等的左右瞳分割比率，对来自上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的像信号进行校正。

9.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，

上述校正部对针对多个像信号的多个校正像信号进行加权求和，由此得到新的校正像信号，所述多个像信号来自与多个设计瞳位置对应的多个焦点检测用的像素。

10.根据权利要求8所述的摄像装置，其中，

上述校正部对针对多个像信号的多个校正像信号进行加权求和，由此得到新的校正像信号，所述多个像信号来自与多个设计瞳位置对应的多个焦点检测用的像素。

11.根据权利要求6所述的摄像装置，其中，所述摄像装置具备：

通信部，其取得上述出瞳位置的信息以及上述设计瞳位置的信息；以及

存储器，其对上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的信息进行存储。

12.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，所述摄像装置具备：

通信部，其取得上述出瞳位置的信息以及上述设计瞳位置的信息；以及

存储器，其对上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的信息进行存储。

13.一种摄像元件，其具有摄像用的像素以及瞳分割相位差法的焦点检测用的像素，多个像素被排列为矩阵状，

上述焦点检测用的像素具备：

光电转换区域中来自摄影镜头的光由遮光部限制而入射的有效受光区域；以及

将来自上述摄影镜头的光导入到上述有效受光区域的微透镜，

上述焦点检测用的像素的有效受光区域的相位偏离方向上的一端的位置是对应于假定的设计瞳位置与上述微透镜的位置关系来规定的，上述假定的设计瞳位置是假定的出瞳的位置。

14.一种摄像装置，该摄像装置具备：

权利要求13所述的摄像元件；

瞳位置决定部，其判定出瞳位置与多个上述设计瞳位置中的哪个一致，并基于判定结果来决定用于焦点检测的焦点检测用的像素；以及

焦点检测部，其使用上述用于焦点检测的焦点检测用的像素，进行焦点检测。

15.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，所述摄像装置具备：

通信部，其取得上述出瞳位置的信息以及上述设计瞳位置的信息；以及

存储器，其对上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的信息进行存储。

16.一种摄像装置，该摄像装置具备：

权利要求13所述的摄像元件；

瞳位置决定部，其通过对出瞳位置与多个上述设计瞳位置进行比较，来决定用于焦点检测的焦点检测用的像素；

校正部，其在上述出瞳位置与上述设计瞳位置不同的情况下，基于关于出瞳的信息、上述设计瞳位置的信息、以及上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的信息，对来自上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的像信号进行校正，而得到校正像信号；以及

焦点检测部，其使用由上述校正部校正后的校正像信号进行焦点检测。

17.根据权利要求16所述的摄像装置，其中，

上述校正部根据基于上述出瞳位置与上述设计瞳位置的差的不均等的左右瞳分割比率，对来自上述用于焦点检测的焦点检测用的像素的像信号进行校正。

18.根据权利要求16所述的摄像装置，其中，

上述校正部对针对多个像信号的多个校正像信号进行加权求和，由此得到新的校正像信号，所述多个像信号来自与多个设计瞳位置对应的多个焦点检测用的像素。