CN106993110A - 摄像设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄像设备及其控制方法。摄像设备具有基于摄像面相位差方法的自动焦点调节的焦点调节机构。摄像元件具有多个微透镜和与该多个微透镜相对应的多个光电转换单元，并且获取光瞳分割后的图像信号。自动调焦(AF)信号处理单元和照相机控制单元针对从摄像元件所获取到的各光瞳分割的图像进行阴影校正。在将针对各光瞳分割的校正之前的图像信号记录在记录介质中的情况下，记录介质控制单元对将阴影校正时所要使用的校正值记录在记录介质中的操作进行控制。

Description

摄像设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及具有基于摄像面相位差方法的自动焦点调节的焦点调节功能的摄像设备。
背景技术
针对照相机所拍摄的图像，使用RAW图像数据来进行个人计算机(PC)等中的摄像之后的显像处理。RAW图像数据是摄像元件所输出的图像数据或者显像之前的图像数据，并且在不根据不可逆压缩来减小尺寸的情况下采用可逆压缩将RAW图像数据保存在存储器中。在日本特开2014-53701中公开了RAW图像的保存处理。
在摄像面相位差方法的自动焦点调节(以下简称为AF)中，对摄像元件的像素进行光瞳分割处理，并且根据分割图像的相关计算来进行焦点调节。进行了光瞳分割处理的分割图像可以用在除了焦点调节以外的应用领域中。此时，进行将分割后的图像数据作为RAW图像与正常拍摄图像数据分开地保存的处理。
针对光瞳分割图像，根据光束的入射角和摄像元件的光电二极管之间的位置关系，在各个分割图像中可能发生被称为阴影的光量下降。因而，进行阴影校正处理。由于阴影根据诸如图像的图像高度、透镜固有的出射光瞳距离或者F值等的因素而改变，因此难以进行摄像之后的估计。由于这个原因，如果没有充分地进行阴影校正处理，则在摄像之后使用光瞳分割图像时、存在图像质量可能劣化的可能性。
发明内容
在本发明中，摄像设备在摄像之后对各光瞳分割的图像进行阴影校正处理。
本发明在其第一方面提供如所附权利要求书中的第一方案至第十方案所限定的摄像设备。
本发明在其第二方面提供如所附权利要求书中的第十一方案至第十八方案所限定的摄像设备。
本发明在其第三方面提供如所附权利要求书中的第十九方案至第二十方案所限定的摄像设备的控制方法。
一种摄像设备，包括：摄像元件，其包括多个微透镜和与所述多个微透镜相对应的多个光电转换单元；生成单元，用于生成基于来自所述多个光电转换单元中的第一光电转换单元的信号的第一图像信号，以及生成基于来自所述多个光电转换单元中的所述第一光电转换单元和与所述第一光电转换单元不同的第二光电转换单元的信号的第二图像信号；以及记录控制单元，用于将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第二图像信号相关联地记录在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
一种摄像设备，包括：摄像元件，其具有用于接收穿过光学***的不同光瞳区域的光束的第一光电转换单元和第二光电转换单元；生成单元，用于生成基于来自所述第一光电转换单元的信号的第一图像信号和基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号；以及记录控制单元，用于将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第三图像信号相关联地记录在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
一种摄像设备的控制方法，其中所述摄像设备包括具有多个微透镜和与所述多个微透镜相对应的多个光电转换单元的摄像元件，所述控制方法包括以下步骤：利用生成单元，生成基于来自所述多个光电转换单元中的第一光电转换单元的信号的第一图像信号，以及生成基于来自所述多个光电转换单元中的所述第一光电转换单元和与所述第一光电转换单元不同的第二光电转换单元的信号的第二图像信号；以及将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第二图像信号相关联地存储在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
一种摄像设备的控制方法，其中所述摄像设备包括具有用于接收穿过光学***的不同光瞳区域的光束的第一光电转换单元和第二光电转换单元的摄像元件，所述控制方法包括以下步骤：利用生成单元，生成基于来自所述第一光电转换单元的信号的第一图像信号和来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号；以及将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第三图像信号相关联地记录在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
根据本发明，摄像设备可以在摄像之后对各光瞳分割的图像进行阴影校正处理。
根据以下(参考附图)对典型实施例的说明，本发明的其它特征变得明显。
附图说明
图1是示出本发明的实施例中的照相机***的结构示例的框图。
图2A～2C是示出本实施例的摄像面相位差方法的像素结构的图。
图3是示出本实施例中的摄像处理的流程图。
图4是示出本实施例中的静止图像拍摄图像的流程图。
图5是示出本实施例的实时取景状态下的静止图像拍摄图像的流程图。
图6是示出本实施例的视频图像拍摄处理的流程图。
图7是示出本实施例的焦点检测处理的流程图。
图8是示出本实施例的焦点检测框的位置的图。
图9A～9C是示出本实施例的焦点检测区域的图。
图10A～10D是示出本实施例的阴影校正的图。
图11A和11B是示出本实施例的校正值表的结构的图。
图12A～12C是示出本实施例的从焦点检测区域获得的图像信号的图。
图13A～13C是示出本实施例的相关量的图形的图。
图14是示出本实施例的静止图像的图像记录处理的流程图。
图15A～15D是示出本实施例的静止图像文件的记录结构的图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细说明用于实施本发明的最佳实施例。以下要说明的实施例是用于实现本发明所需的示例，并且可以基于本发明适用的装置结构和各种条件、根据需要来修改或改变，并且本发明不限于以下实施例。
图1是示出根据本发明的实施例的摄像设备的结构示例的框图。在本实施例中，示出了包括镜头装置10和照相机本体单元20的镜头可更换型照相机***的结构。镜头控制单元106通常对镜头装置整体的操作进行控制，并且照相机控制单元212通常对照相机整体的操作进行控制。镜头控制单元106和照相机控制单元212向彼此传送信息。
首先，将说明镜头装置10的结构。固定透镜101、光圈102和调焦透镜103是构成摄像光学***的光学构件。固定透镜101是第一透镜组。光圈102由光圈驱动单元104驱动，并且控制后述的摄像元件201的入射光量。调焦透镜103由调焦透镜驱动单元105驱动，以进行焦点调节。
镜头控制单元106对光圈驱动单元104进行控制以确定光圈102的开口量，并且对调焦透镜驱动单元105进行控制以确定调焦透镜103的位置。镜头控制单元106根据从照相机控制单元212接收到的控制命令和控制信息来对各驱动单元进行控制，并且将镜头控制信息发送至照相机控制单元212。镜头控制单元106根据来自镜头操作单元107的操作输入信号来对镜头装置10进行控制。
接着，将说明照相机本体单元20的结构。照相机本体单元20获取来自穿过镜头装置10的摄像光学***的光束的摄像信号。将穿过镜头装置10的摄像光学***的光束导向可调的快速返回镜(以下称为可移动镜)252。可移动镜252的中央部是半透半反镜，并且在可移动镜252向下移动时(可移动镜252位于图1的下部的下降状态)使一些光束透过。将所透过的光束导向相位差AF传感器(未示出)。相位差AF传感器是自动焦点调节部件，但是是与后述的摄像面相位差AF分开的部件。由于相位差AF传感器与本发明不相关，因此将省略其详细说明。
另一方面，被可移动镜252反射的光在无光泽屏幕250上形成图像，并且经由五陵镜251和目镜256而到达摄像者的眼睛。此外，在可移动镜252向上移动时(将可移动镜252上升至如箭头所指示的五陵镜251的状态)，来自镜头装置10的光束经由作为机械快门的焦平面快门258和滤波器259而在摄像元件201上形成图像。焦平面快门258具有前帘幕和后帘幕，并且对来自镜头装置10的光束的透过和遮挡进行控制。滤波器259具有将红外光或紫外光等截止并且仅将可见光导向摄像元件201的功能以及光学低通滤波器的功能。
穿过摄像光学***的光束在摄像元件201的光接收面上形成图像，并且通过摄像元件201的光电二极管而转换成与入射光量相对应的信号电荷。根据照相机控制单元212的命令，从摄像元件201顺次读取在各光电二极管中所累积的信号电荷。也说是说，基于从定时发生器215分配的驱动脉冲来获取与信号电荷相对应的电压信号。
将参考图2A～2C来说明摄像元件201的像素结构。图2A示出作为参考的不进行光瞳分割处理的像素结构。图2B示出针对进行光瞳分割处理的像素结构的二分割的结构示例。R、G和B与红色、绿色和蓝色的颜色滤波器相对应。如图2B所示，摄像元件201具有与一个像素相对应的两个光电二极管，以进行摄像面相位差AF。来自被摄体的光束被微透镜分离，并且在两个光电二极管上形成图像，使得可以提取出摄像信号和AF图像信号。这两个光电二极管的信号中的一个信号被指定为图像信号A，并且另一信号被指定为图像信号B。获取通过将图像信号A与图像信号B相加所获得的信号、即图像信号“A+B”作为摄像信号。获取来自分离的光电二极管的图像信号A和图像信号B作为AF图像信号。基于图像信号A和图像信号B，后述的AF信号处理单元204对这两个图像信号进行相关计算，并且计算图像偏移量和各种类型的可靠性信息。
图2C示出像素单元的截面构造。形成微透镜305以将入射光会聚在光接收面的上侧。形成两个光电转换单元301和302作为光电转换单元300，但是可以任意设置分割的数量。光电转换单元301和302与各焦点检测像素相对应。光电转换单元301和302具有在p型层和n型层之间夹持有本征层的pin结构光电二极管或者省去了本征层的pn结光电二极管的结构。颜色滤波器306形成在微透镜305和光电转换单元301或302之间。颜色滤波器的光谱透过率根据需要针对各子像素而改变，或者省去颜色滤波器。入射在像素单元上的光被微透镜305会聚，并且光电转换单元301和302接收利用颜色滤波器306进行分光之后的光。在光电转换单元301和302中，在根据所接收到的光量而产生成对的电子和空穴并且它们被耗尽层分离之后，将负电荷的电子累积在n型层(未示出)中。另一方面，空穴经由连接至恒定源(未示出)的p型层而排出至摄像元件的外部。累积在光电转换单元301和302的n型层中的电子经由传输门而传输至静电电容(FD)，并且被转换成电压信号，并且将电压信号作为像素信号输出。
在图1中，将从摄像元件201读取的摄像信号和AF图像信号输入至CDS/AGC/AD转换器202。CDS/AGC/AD转换器202是用于去除复位噪声的相关双采样、增益调节和信号数字化的信号处理单元。CDS/AGC/AD转换器202将处理后的信号输出至图像输入控制器203。图像输入控制器203将从CDS/AGC/AD转换器202输出的信号存储在同步动态随机存储器(SDRAM)209中。此外，图像输入控制器203将AF图像信号输出至AF信号处理单元204。
将从SDRAM 209读取的图像信号经由总线21而发送至显示控制单元205。显示控制单元205进行用于将图像显示在显示单元206上的控制。此外，在记录摄像信号的模式中，记录介质控制单元207进行用于将图像信号记录在记录介质208中的处理。显示控制单元205和记录介质控制单元207连接至总线21。
只读存储器(ROM)210连接至总线21，并且在其中存储由照相机控制单元212执行的控制程序、以及控制所需的各种类型的数据等。闪速ROM 211连接至总线211，并且在其中存储与诸如用户设置信息等的照相机本体单元20的操作有关的各种类型的设置信息。
AF信号处理单元204获取AF图像信号，以进行像素相加和相关计算并计算图像偏移量或可靠性信息。可靠性信息是两个图像的一致度、两个图像的锐度、对比度信息、饱和度信息和缺陷信息等。AF信号处理单元204将所计算出的图像偏移量或可靠性信息输出至照相机控制单元212。基于所获取到的图像偏移量或可靠性信息，照相机控制单元212向AF信号处理单元204通知用于计算图像偏移量或可靠性信息的设置的改变。例如，在图像偏移量大的情况下，照相机控制单元212进行用于设置进行相关计算的宽的区域的处理、以及根据对比度信息来进行用于改变带通滤波器的特性的处理等。以下将使用图7、图9A～9C和图13A～13C来说明相关计算的详情。
在本实施例中，从摄像元件201提取摄像信号和两个AF图像信号(图像信号A和图像信号B)、即总共三个信号，但是本发明不限于该方法。考虑到摄像元件201的负荷，例如存在用于提取摄像信号和一个AF图像信号并在图像输入控制器203内获取摄像信号和AF图像信号之间的差的方法。例如，可以获取图像信号“A+B”和图像信号A，从图像信号“A+B”减去图像信号A，并且获取图像信号B。
照相机控制单元212不仅根据从照相机操作单元214输入的用户操作来执行各种类型的照相机功能的操作，而且还执行照相机本体单元20内的处理。例如，执行诸如接通/断开电源、改变设置、开始静止图像/视频记录、开始AF控制和记录视频的确认等的处理。此外，照相机控制单元212相对于镜头装置10的镜头控制单元106发送和接收信息。照相机控制单元212将可移动镜头的控制信令或控制信息发送至镜头控制单元106，并且从镜头控制单元106获取镜头装置10的信息。
照相机操作单元214包括由用户操作的各种类型的开关或按钮。例如，释放开关是根据按压量而使第一开关SW1和第二开关SW2顺次进入ON(接通)状态的二级开关。在将释放开关按压至大约中途时接通SW1，并且在将释放开关完全按下时接通SW2。
接着，将说明图1的照相机本体单元20的基本操作。图3是示出照相机本体单元20的摄像处理的过程的流程图。在S301中执行照相机本体单元20的初始化处理，并且处理进入S302。在S302中，照相机控制单元212判断摄像模式。摄像模式的示例包括静止图像拍摄模式、实时取景静止图像拍摄模式和视频图像拍摄模式。如果判断结果为静止图像拍摄模式，则处理进入S303，如果判断结果为实时取景静止图像拍摄模式，则处理进入S304，并且如果判断结果为视频图像拍摄模式，则处理进入S305。
在步骤S303中进行静止图像拍摄处理，在步骤S304中进行实时取景状态下的静止图像拍摄处理，并且在S305中进行视频图像拍摄处理。以下将详细说明S303、S304和S305的处理的详情。在S303、S304或S305的处理之后，处理进入S306。
在S306中，照相机控制单元312判断摄像处理是否结束。在摄像处理尚未结束的情况下，处理进入S307。在摄像处理已经结束的情况下，摄像处理结束。在摄像处理已经结束的情况下，可以在切断照相机的电源时进行诸如照相机的用户设置处理或用于确认所拍摄静止图像或视频图像的再现处理等的除摄像以外的操作。
在S307中，照相机控制单元212判断摄像模式是否改变。如果摄像模式已改变，则处理返回至S301，并且在初始化处理之后执行被改变成的摄像模式的处理。此外，如果摄像模式未改变，则处理返回至S302，并且继续当前摄像模式的处理。
将参考图4来说明图3的S303的静止图像拍摄处理。在S401中，照相机控制单元212判断是否接通了照相机操作单元214的释放开关的第一开关SW1。如果接通了SW1，则处理进入S402。重复S401的处理，直到SW1被接通为止，并且继续待机处理。
在S402中，照相机控制单元212打开并控制焦平面快门258。在S403中，进行测光处理。在来自被摄体的光束穿过镜头装置10并且被可移动镜252反射之后，光束穿过五棱镜251并到达测光电路(未示出)，并且进行测光处理。可选地，可以提供用于测量穿过镜头装置10、透过可移动镜252并到达摄像元件201的光的方法。
在S404中，进行焦点检测处理。照相机控制单元212和AF信号处理单元204使用图1的摄像元件201的焦点检测像素来进行焦点检测处理。以下将使用图7说明根据摄像面相位差检测来获取散焦信息的处理的详情。
在S405中，基于S404的焦点检测结果，照相机控制单元212将透镜驱动量的信号发送至镜头控制单元106。镜头控制单元106基于所发送的透镜驱动量的信号来控制调焦透镜驱动单元105。调焦透镜驱动单元105将调焦透镜移动至聚焦位置。
在S406中，照相机控制单元212判断是否接通了照相机操作单元214的释放开关的第二开关SW2。如果接通了SW2，则处理进入S407。重复S406的处理直到SW2接通为止，并且继续待机处理。
在S407中，照相机控制单元212对可移动镜252进行控制，使得可移动镜252进入镜上升状态。在S408中，照相机控制单元212将基于S403中的测光结果的光圈值信息发送至镜头控制单元106。镜头控制单元106对光圈驱动单元104进行控制，以使得进行缩小直到达到所设置的光圈值为止。在S409中，照相机控制单元212再次打开并控制焦平面快门258。由于焦平面快门258已经处于打开状态，因此，在开始摄像元件201的累积之后暂时关闭焦平面快门258，然后将焦平面快门258操作成再次打开状态。可选地，可以通过采用与在S410中关闭的预定后帘幕的速度定时曲线相同的速度定时曲线控制焦平面快门258、解除摄像元件201的各线的重置并且开始累积来以电子方式进行用于打开快门的控制。这是众所周知的所谓的电子前帘幕快门的技术。
在S410中，照相机控制单元212关闭焦平面快门258，并且进行焦平面快门258的充电操作作为针对下次操作的预备。在经过了预定时间的情况下，在S411中，针对图像输入控制器203，照相机控制单元212读取来自摄像元件201的图像信号，并且获取静止图像。在S412中，照相机控制单元212进行诸如缺陷校正、显像处理、白平衡调节和图像压缩等的各种类型的图像处理。
在S413中，照相机控制单元212指示镜头控制单元106打开光圈。镜头控制单元106对光圈驱动单元104进行控制以打开光圈。在S414中，照相机控制单元212对可移动镜252的驱动进行控制，并且设置镜下降状态。在S415中，记录介质控制单元207进行用于将所读取的图像信号记录在记录介质208中的处理。以下将使用图14来说明记录处理的详情。
将参考图5来说明图3的S304的实时取景状态下的静止图像拍摄处理。图5的S1402和S1404～S1406的处理与图4的S402～S405的处理相同，并且图5的S1408～S1415的处理与图4的S408～S415相同。因此，以下将主要说明不同点。
在S1401中，照相机控制单元212对可移动镜252的驱动进行控制，并且使可移动镜252向上移动至五棱镜251。在S1402中打开焦平面快门258，并且处理进入S1403。在S1403中，照相机控制单元212进行对从摄像元件201上所形成的光学图像经由光电转换所获得的图像信号的图像处理。显示控制单元205将该图像显示在显示单元206上，从而进行实时取景显示。
根据S1404中的测光结果，使用光圈值、快门速度和摄像元件的传感器增益来进行适当的曝光控制。以下将使用图7来说明S1405的焦点检测处理的详情。基于S1406中的透镜驱动量来对调焦透镜的驱动进行控制，并且处理进入S1407。在S1407中，照相机控制单元212判断是否接通了镜头开关的第二开关SW2。如果接通了SW2，则处理进入S1408。此外，如果尚未接通SW2，则处理进入S1403，并且继续实时取景显示。
在S1408中，照相机控制单元212将基于焦点检测结果的光圈值信息发送至镜头控制单元106。镜头控制单元106对光圈驱动单元104进行控制并进行缩小直到达到所设置的光圈值为止。因此，执行S1409～S1415的处理。以下将使用图14来说明S1415的记录处理的详情。
接着，将参考图6来说明图3的S305的视频图像拍摄处理。在S501中，照相机控制单元212对可移动镜252的驱动进行控制，并且使可移动镜252向上移动至五棱镜251。在S502中，照相机控制单元212打开焦平面快门258。因而，穿过镜头装置10的光束可以到达摄像元件201。
在S503中，照相机控制单元212判断照相机操作单元214的视频图像记录开关的操作状态。如果接通了视频图像记录开关，则处理进入S504。如果尚未接通视频图像记录开关，则利用实时取景显示来重复S503的处理，并且继续待机处理。
在S504中，进行用于记录视频图像信息的处理。在S505中，照相机控制单元212进行焦点检测处理。以下将使用图7来说明详情。在S506中执行AF处理，并且基于S505中所检测到的散焦量来驱动调焦透镜103。在S507中，照相机控制单元212判断视频图像记录开关的操作状态。如果断开了视频图像记录开关，则处理进入S508。如果尚未断开视频图像记录开关，则处理返回至S504，并且继续视频图像记录。在S508中，照相机控制单元212结束视频图像记录并关闭焦平面快门258。在S509中，照相机控制单元212对可移动镜252的驱动进行控制，并且使可移动镜252进入镜下降状态。
将参考图7和8来详细说明使用摄像面相位差AF功能的焦点检测。图7是示出照相机控制单元212和AF信号处理单元204的焦点检测处理的流程图。图8示出摄像元件201中的能够进行焦点检测的测量位置(测距点)的配置示例。在图8中，在能够通过摄像元件201来进行摄像的像素部710中示出多个框711。各框711表示使得能够使用摄像面相位差AF功能来进行焦点检测的焦点检测位置。在本实施例中，考虑到用户的便利性，示出31个框的示例。根据摄像元件201所拍摄的图像，在视频图像拍摄模式下，在显示单元206的显示画面上显示视频图像。此时，如果显示焦点检测位置，则根据显示单元206的显示画面来显示多个框711。
在图7的S601中，进行用于从摄像者所任意设置的焦点检测范围获取图像信号的处理。在S602中，进行所获取到的图像信号的相加处理。以下将使用图9A～9C来说明S601和S602的详情。在S603中，进行在S602中所相加的图像信号的阴影校正处理。以下将使用图10A～10D来说明阴影校正处理。
在S604中，根据图像信号来计算相关量。以下将使用图12A～12C来说明计算处理的详情。在S605中，根据S604中所计算出的相关量来计算相关改变量。在S606中，根据S605中所计算出的相关改变量来计算焦点偏移量。以下将使用图13A～13C来说明S605和S606的计算处理的详情。根据焦点检测区域的数量来进行这些处理。在S607中针对各焦点检测区域进行了用于将焦点偏移量转换成散焦量的处理之后，焦点检测处理结束。
图9A～9C是示出焦点检测处理中所要应对的焦点检测范围、即获取图像信号的区域的示例。将左/右方向定义为x轴方向并且将上/下方向定义为y轴方向。图9A示出摄像元件201的像素阵列的焦点检测范围。在像素阵列1501中，示出焦点检测范围1502的示例。还示出相关计算所需的偏移区域1503。区域1504是包括焦点检测范围1502所表示的区域和偏移区域1503的区域，并且是进行相关计算所需的区域。在图9A～9C中，通过p、q、s和t来表示x轴方向上的坐标。坐标p～q的范围表示区域1504，并且坐标s～t的范围表示焦点检测范围1502。为了便于对说明的理解，将各区域在y轴方向上的高度指定为一条直线。如果在如区域1511所表示的多条线的区域上进行焦点检测，则预先进行将像素信号在纵向方向上的相加的处理(S602：图7)。以下将说明相关量的相加处理。
图9B是示出将焦点检测范围1502分割成5个的情况的图。将说明本实施例中的使用分割后的焦点检测区域作为单位来计算焦点偏移量并进行焦点检测的示例。将在焦点检测范围1502被分割成5个的情况下的焦点检测区域表示为区域1505～1509。从多个焦点检测区域中选择具有最高可靠性的区域中的焦点检测结果，并且使用所选择的区域中所计算出的焦点偏移量。通过分割，可以向图8的各焦点检测区域分配焦点检测范围，并且能够通过以需要的长度连接分割区域来调节视野的长度。
图9C是示出在连接图9B的焦点检测区域1505～1509的情况下的临时焦点检测区域1510的图。也就是说，焦点检测区域1510是通过连接焦点检测区域1505～1509所获得的区域，并且使用根据连接多个焦点检测区域的区域所计算出的焦点偏移量。
根据图8所示的焦点检测框来执行焦点检测处理。例如，图9C所示的区域1511与图8的左上所示的最初的焦点检测框711相对应。此外，焦点检测区域的配置方法和区域的大小等不限于本实施例的示例，并且可以在不偏离本发明的主题事项的范围内进行改变。
将参考图10A～10D来说明对从图9A～9C中设置的焦点检测区域所获取到的图像信号的阴影校正处理。图10A示出图像示例，并且图像信号假定是从线901提取出的。将左/右方向定义为X轴方向并且将上/下方向定义为Y轴方向。图10B示出与线901上的X坐标相对应的亮度分布902。横轴表示X坐标并且纵轴表示亮度。将图像信号A和图像信号B相加的结果表示为亮度分布902的图形。
图10C示出图像信号A和图像信号B的亮度分布。横轴表示X坐标并且纵轴表示亮度。如参考图2A～2C所述那样对与微透镜相对应的像素进行分割，并且入射光量根据左/右图像高度而改变。图像信号A由亮度分布903A的图形来表示，并且图像信号B由亮度分布903B的图形来表示。如果阴影产生并且对亮度分布有影响，则后述的相关计算的精度有可能降低。因此，进行阴影校正。此外，即使在获取到图像信号A和图像信号B之后在诸如PC等的外部装置中使用图像信号A和图像信号B的情况下，由于进行以***影校正而导致图像信号A和图像信号B的使用变得容易。
图11A和11B是示出照相机控制单元212中的阴影校正值的记录方法的图。图11A示出将图像高度分割成9个(＝3×3个)的示例。由于阴影校正值根据图像高度而改变，因此需要与图像高度相对应的数据量。也就是说，在本示例中，针对图像高度1～9，将与摄像元件201相对应的校正值分开保存。在这种情况下，需要连接相邻的图像高度间的阴影校正值。
图11B示出校正值表的结构示例。校正值A与图像信号A相对应，并且校正值B与图像信号B相对应。也就是说，由于阴影校正值在图像信号A和图像信号B之间有所不同，因此需要使用分别的阴影校正值。此外，由于校正值根据图11A所示的图像高度而改变，因此将与图像高度1～9相对应的校正值分开保存。此外，由于通过光圈102的F值(光圈值)或镜头装置10的出射光瞳距离PO值来改变阴影校正值，因此需要存储全部改变量。在镜头可更换型照相机***中，根据安装至照相机本体单元20的镜头装置10来选择阴影校正值。
具体地，阴影校正值由以下公式来表示。
C0：0阶的校正常数
Cn：n阶的校正系数(n:自然数)
Z：实际图像的校正值
X：图像上的X坐标
Z＝C0+C1*X (1)
公式(1)表示采用1阶公式的校正值，但这是示例。校正值可以由以下2阶公式来表示。
Z＝C0+C1*X+C2*X^2 (2)
可选地，校正值可以由更高阶的公式来表示。可以平滑地进行图像高度间的连接。
关于图11B所示的校正值表，分辨率是有限的，并且应当注意，保存的校正信息越详细时，数据量越大。因此，进行插值处理等。关于图像高度，仅需要平滑地进行连接，但是关于F值和PO值，能够通过对中间的F值和PO值进行插值计算来获得系数。
F：实际的F值
Fa：表中所保存的与打开侧邻接的F值
Fc：表中所保存的与关闭侧邻接的F值
PO：实际的PO值
POa：表中所保存的与小侧邻接的PO值
POb：表中所保存的与大侧邻接的PO值
C0a：Fa和POa的校正值(表值)
C0b：Fa和POb的校正值(表值)
C0c：Fc和POa的校正值(表值)
C0d：Fc和POb的校正值(表值)
在这些系数如以上那样设置的情况下，
Fr＝(Fc-F)/(Fc-Fa)(3)
POr＝(POb–PO)/(POb-POa)(4)
在这种情况下，用于获得0阶的校正常数C0的公式如下。
C0＝C0a+Fr*(C0c-C0a)+POr*(C0b-C0a)+Fr*POr*(C0a-C0b-C0c+C0d)
(5)
可以类似地计算1阶的校正系数C1。
在阴影校正处理中，设置针对图10C所示的特性、通过逆变换所获得的参数。以下，关于图像中的X坐标，针对图像信号A的校正值由Za表示，并且针对图像信号B的校正值由Zb表示。这些校正值通过以下公式来表示。
Za＝C0a+C1a*X (6)
Zb＝C0b+C1b*X (7)
C0a和C0b是分别针对图像信号A和图像信号B的0阶的校正常数。C1a和C1b是分别针对图像信号A和图像信号B的1阶的校正系数。
图10D示出图形线。横轴表示X坐标以及纵轴表示校正值。图形线904A表示校正值Za并且校正值随着X坐标值的增大而增大。图形线904B表示校正值Zb并且校正值随着X坐标值的增大而减小。进行用于将校正值Za与图10C所示的亮度分布903A相乘并且将校正值Zb与图10C所示的亮度分布903B相乘的处理。由此，图像信号A和图像信号B这两者被校正成与图10B所示的亮度分布902接近的图像信号。根据摄像元件201的光电传感器的特性，将图10D的图形线904A和904B所示的校正值的数据设置为图11B的校正值表。可以将作为工厂中的各单元的调整值的校正值表数据保存在照相机本体单元20的存储单元中。
将参考图12A～12C来说明使用阴影校正之后的图像信号的相关量的计算处理。图12A～12C示出在获取图9A～9C中所设置的焦点检测区域之后、进行参考图10A～10D所述的阴影校正之后的图像信号。横向方向表示X坐标以及纵向方向表示图像信号的水平。如图9A～9C所示，焦点检测范围由坐标s～t来表示。由坐标p～q所示的范围是基于偏移量的焦点检测计算所需的范围。此外，由坐标x～y所示的范围表示一个分割焦点检测区域。如在图9A～9C中那样，示出五个分割焦点检测区域1505～1509。
图12A是示出偏移处理之前的图像信号的波形图。实线1601表示图像信号A以及虚线1602表示图像信号B。图12B是图12A所示的图像信号波形向正方向偏移的情况的图。此外，图12C是图12A所示的图像信号波形向负方向偏移的情况的图。在计算相关量时，进行用于使图像信号波形(参见1601和1602)各自向箭头方向偏移1位的处理，并且随后计算相关量(由COR表示)。
首先，使图像信号A和图像信号B各自偏移1位。此时，计算图像信号A和B之间的差的绝对值的和。偏移数由整数变量i来表示，图像信号A由使用X轴方向的位置变量k的A[k]来表示，并且图像信号B由B[k]来表示。最小偏移数是图12A～12C的“p-s”，并且最大偏移数是图12A～12C的“q-t”。此外，x是焦点检测区域的起始坐标集，并且y是焦点检测区域的结束坐标集。可以通过以下公式(8)来计算采用偏移量i的相关量COR[i]。
这里，i是(p-s)<i<(q-t)。
此外，可以在纵向方向上进行相加计算。已经参考图9A～9C说明了将像素信号在纵向方向上相加的示例。这里，作为另一示例，针对图9C的区域1510，假定计算相关量COR[i]的情况。如果期望实际检测到焦点的区域是区域1511，则进行针对各线计算相关量COR[i]并且将相关量COR[i]相加的处理。使用相加处理之后的相关量来进行以下处理。
将参考图13A～13C来说明相关改变量和焦点偏移量的计算处理。图13A是示出相关量的波形。在横向方向上示出偏移数i，并且在纵向方向上示出相关量。图形线1701表示相关量波形，并且范围1702和1703表示极值周边。在相关量越小时，图像A和B的一致度越高。具体地，范围1702的图像A和B的一致度比范围1703的高。随后，将说明相关改变量(由ΔCOR表示)的计算方法。
首先，从图13A的相关量波形，根据针对每隔一个偏移间隔的相关量的差来计算相关改变量ΔCOR。使用偏移数i、最小偏移数“p-s”以及最大偏移数“q-t”通过以下公式(9)，来计算相关改变量ΔCOR[i]。
ΔCOR[i]＝COR[i-1]-COR[i+1] (9)
这里，i是(p-s+1)<i<(q-t-1)。
图13B示出改变量ΔCOR的波形图。在横向方向上示出偏移数i以及在纵向方向上示出相关改变量ΔCOR。图形线1801表示相关改变量波形，并且在范围1802和1803内，相关改变量ΔCOR从正值向负值改变。将相关改变量ΔCOR变成0的位置称为零交叉点。在范围1802内的零交叉点处，图像A和B的一致度最高。此时，偏移量变成焦点偏移量。与零交叉点相对应的偏移量是实数值。
图13C是示出图13B的范围1802放大图，并且图形线1901是表示相关改变量ΔCOR的图形线1801的一部分。使用图13C，将说明焦点偏移量(由PRD表示)的计算方法。
将焦点偏移量PRD分割成整数部分β和小数部分α。横轴(i轴)上k-1处的相关改变量由点A表示，并且k处的相关改变量由点E来表示。点B表示从点A到横轴的垂线的垂足。点C是线段AE和横轴之间的交点，并且其在横轴上的坐标是k-1+α。点D表示从点E到穿过点A和点B的直线的垂线的垂足，并且其在横轴上的坐标是k-1。可以根据图13C中的三角形ABC和三角形ADE之间的相似关系、使用以下公式(10)来计算小数部分α。
AB：AD＝BC:DE
ΔCOR[k-1]:ΔCOR[k-1]-ΔCOR[k]＝α：k-(k-1)
可以通过以下公式(11)、根据图13C的点C来计算整数部分β。
β＝k-1 (11)
根据以上所述，根据α与β的和来计算焦点偏移量PRD。在根据PRD来计算透镜偏移量的情况下，需要通过与系数相乘来获得散焦量。该系数依赖于照相机***或镜头的转换系数，并且是根据众所周知的方法来确定的。
接着，将参考图14来说明图4的S415所示的静止图像的图像记录处理。在S801中，照相机控制单元212确定当前的图像记录模式。将说明作为图像记录模式的两种类型的模式的示例。第一记录模式是被正常压缩的图像信号的记录模式。在这种情况下，处理进入S802。在S802中，将各像素的图像信号A和图像信号B相加并处理为图2A～2C所示的拜尔阵列的图像信号，进行显像处理和JPEG类型等的压缩处理，并且执行在文件中的记录处理。JPEG是“联合图像专家小组”的缩写。
另一方面，第二记录模式是对图像处理之前的RAW数据进行记录的RAW记录模式。在这种情况下，处理进入S811。在S811中，记录介质控制单元207进行图像信号A的记录处理，并且在S812中，进行图像信号B的记录处理。在不进行显像处理或不可逆压缩等的情况下，将图像信号A和图像信号B输出为针对记录介质208的文件。将参考图15A～15D来说明具体示例。
图15A～15D示出在文件中所保存的图像信号的结构。该文件是通过记录介质控制单元207而被写入至记录介质208的文件。图15A示出将图像信号A、图像信号B、以及阴影校正的校正值A和校正值B整合并保存在一个文件中的示例。此外，图15B示出将图像信号A和图像信号B保存在第一文件中并且将阴影校正的校正值A和校正值B保存在第二文件中的示例。
在图15B的情况下，如果两个文件之间的关系未知，则在文件保存后PC等中的图像处理时存在问题。因此，存在以下示例。
·示例1
提供如下说明的用于将两个文件名称的主部分设置成相同并且使用扩展来对文件名称进行区分的方法。
DSC0001.RAW：包括图像信号A和图像信号B的信息的文件
DSC0001.SHD：包括校正值A和校正值B的信息的文件
·示例2
提供用于将记录有校正值A和校正值B的第二文件的文件名称存储在记录有图像信号A和图像信号B的第一文件中的方法。可选地，可以提供用于将记录有图像信号A和图像信号B的第一文件的文件名称存储在记录有校正值A和校正值B的第二文件中的方法。
·示例3
提供分开记录用于保存记录有图像信号A和图像信号B的第一文件的文件名称和记录有校正值A和校正值B的第二文件的文件名称这两者的索引文件的方法。索引文件是包括例如DSC0001.RAW和DSC0001.SHD的文件名称的第三文件。
此外，图15D示出将图像信号“A+B”和一个图像信号A记录在一个文件中的示例。例如，将图像信号“A+B”记录在文件中，然后将图像信号A记录在该文件中。可以在用户需要时，在后处理之后通过从图像信号“A+B”减去图像信号A来生成图像信号B。可以将阴影校正值保存在单个文件或者分开的文件中。
在图14的S813中，记录介质控制单元207进行所指定的图像高度的校正值A的记录处理，并且在S814中，进行所指定的图像高度的校正值B的记录处理。图15C示出写入至图15A的文件结构1或图15B的文件结构2的校正值A和校正值B的结构。由于图15C是示出参考图11A和11B所述的校正值表的示意结构的图，因此将省略其详细说明。S815是用于判断是否已经记录了全部图像高度的校正值的处理。根据图11A的结构，如果在文件中记录了全部9个图像高度的校正值，则处理进入S816。如果存在未记录的校正值，则通过进入S813而继续处理。
在S816中，在记录多个文件时执行用于指定文件关系的记录处理。如果如图15B那样将图像信号的文件和校正值的文件记录为分开的文件，则执行该处理。也就是说，在执行记录用于将两个文件相关联的信息并且记录文件的处理之后，静止图像的图像记录处理结束。
在本实施例中，进行摄像面相位差AF处理的摄像设备可以通过将阴影校正值与如参考图14和图15A～15D所述的图像信号相加来获取仅在摄像期间能够被获知的校正值。使用摄像之后的阴影校正值，能够针对各光瞳分割的图像进行阴影校正。由于图11B所示的校正值表仅包括所需校正值，因此能够减小文件大小。此外，进行用于将与各光瞳分割图像相对应的阴影校正值保存在文件中的处理。如在图10C中所示的示例那样，在图像信号A或图像信号B中，一侧变暗并且在用作单个图像时质量降低。根据使用针对各图像信号的校正值的阴影校正，能够充分地使用图像信号中的仅阴影校正后的图像。可以在立体摄像、再聚焦处理和重影去除处理等中使用该图像。
根据本实施例，可以获取并记录仅在摄像期间能够被获知的基于镜头的光圈的设置、焦点检测位置或出射光瞳距离等的校正值，并且在摄像之后针对各光瞳分割的图像进行阴影校正。
尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。
本申请要求2016年1月19日提交的日本专利申请2016-008188的优先权，这里通过引用将其全部内容包含于此。

Claims (20)

1.一种摄像设备，包括：
摄像元件，其包括多个微透镜和与所述多个微透镜相对应的多个光电转换单元，
其特征在于，所述摄像设备还包括：
生成单元，用于生成基于来自所述多个光电转换单元中的第一光电转换单元的信号的第一图像信号，以及生成基于来自所述多个光电转换单元中的所述第一光电转换单元和与所述第一光电转换单元不同的第二光电转换单元的信号的第二图像信号；以及
记录控制单元，用于将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第二图像信号相关联地记录在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述记录控制单元生成包括所述第一图像信号和所述第二图像信号以及所述第一校正参数和所述第二校正参数的一个文件，并且将所生成的文件记录在所述存储器中。
3.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述第三图像信号没有包括在所述记录控制单元所生成的文件中。
4.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述记录控制单元记录在所述存储器中的所述第一校正参数和所述第二校正参数被记录成与基于所述第一图像信号和所述第三图像信号的图像内的多个区域相对应的参数。
5.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述第一校正参数是用于校正所述摄像元件固有的在所述第一图像信号中发生的光量下降的参数，并且所述第二校正参数是用于校正所述摄像元件固有的在所述第三图像信号中发生的光量下降的参数。
6.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述第一校正参数和所述第二校正参数是用于校正在所述第一图像信号和所述第三图像信号中产生的阴影的参数。
7.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述第一校正参数和所述第二校正参数是根据所述摄像元件以及用于将来自被摄体的光束引导至所述摄像元件的光学***的出射光瞳距离和F值来确定的。
8.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，所述记录控制单元具有生成包括所述第二图像信号而不包括所述第一图像信号、所述第一校正参数和所述第二校正参数的图像文件并且将所述图像文件记录在所述存储器中的模式。
9.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，还包括：
校正单元，用于使用所述第一校正参数和所述第二校正参数来校正所述第一图像信号和所述第二图像信号。
10.根据权利要求9所述的摄像设备，其中，还包括：
控制单元，用于通过使用由所述校正单元利用所述第一校正参数和所述第二校正参数进行了校正的所述第一图像信号和所述第二图像信号的相关计算来进行焦点检测，并且基于检测结果来进行焦点调节。
11.一种摄像设备，包括：
摄像元件，其具有用于接收穿过光学***的不同光瞳区域的光束的第一光电转换单元和第二光电转换单元，
其特征在于，所述摄像设备还包括：
生成单元，用于生成基于来自所述第一光电转换单元的信号的第一图像信号和基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号；以及
记录控制单元，用于将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第三图像信号相关联地记录在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
12.根据权利要求11所述的摄像设备，其中，所述记录控制单元生成包括所述第一图像信号和所述第三图像信号以及所述第一校正参数和所述第二校正参数的一个文件，并且将所生成的文件记录在所述存储器中。
13.根据权利要求11所述的摄像设备，其中，通过所述记录控制单元记录在所述存储器中的所述第一校正参数和所述第二校正参数被记录成与基于所述第一图像信号和所述第三图像信号的图像内的多个区域相对应的参数。
14.根据权利要求11所述的摄像设备，其中，所述第一校正参数是用于校正所述摄像元件固有的在所述第一图像信号中发生的光量下降的参数，并且所述第二校正参数是用于校正所述摄像元件固有的在所述第三图像信号中发生的光量下降的参数。
15.根据权利要求11所述的摄像设备，其中，所述第一校正参数和所述第二校正参数是用于校正在所述第一图像信号和所述第三图像信号中产生的阴影的参数。
16.根据权利要求11所述的摄像设备，其中，所述第一校正参数和所述第二校正参数是根据所述摄像元件以及用于将来自被摄体的光束引导至所述摄像元件的光学***的出射光瞳距离和F值来确定的。
17.根据权利要求11所述的摄像设备，其中，还包括：
校正单元，用于使用所述第一校正参数和所述第二校正参数来校正所述第一图像信号和所述第三图像信号。
18.根据权利要求17所述的摄像设备，其中，还包括：
控制单元，用于通过使用由所述校正单元利用所述第一校正参数和所述第二校正参数进行了校正的所述第一图像信号和所述第三图像信号的相关计算来进行焦点检测，并且基于检测结果来进行焦点调节。
19.一种摄像设备的控制方法，其中所述摄像设备包括具有多个微透镜和与所述多个微透镜相对应的多个光电转换单元的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
利用生成单元，生成基于来自所述多个光电转换单元中的第一光电转换单元的信号的第一图像信号，以及生成基于来自所述多个光电转换单元中的所述第一光电转换单元和与所述第一光电转换单元不同的第二光电转换单元的信号的第二图像信号；以及
将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第二图像信号相关联地存储在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
20.一种摄像设备的控制方法，其中所述摄像设备包括具有用于接收穿过光学***的不同光瞳区域的光束的第一光电转换单元和第二光电转换单元的摄像元件，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：
利用生成单元，生成基于来自所述第一光电转换单元的信号的第一图像信号和来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号；以及
将第一校正参数和第二校正参数与所述生成单元所生成的所述第一图像信号和所述第三图像信号相关联地记录在存储器中，其中所述第一校正参数是所述摄像元件固有的用于校正所述第一图像信号的参数，以及所述第二校正参数是所述摄像元件固有的用于校正基于来自所述第二光电转换单元的信号的第三图像信号的参数。
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