[发明专利]成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种成像装置，并且尤其涉及一种使用相位差检测方案进行自动焦点调整的技术。

背景技术

PTL 1公开了一种成像装置，该成像装置以相位差检测方案来进行焦点检测，在低亮度的情况下进行四个相邻的右、左、上和下像素的像素合并，以输出它们，并且使用这一输出信号进行聚焦。

PTL 2公开了一种成像装置，该成像装置在低亮度的情况下通过进行较大像素数的调整来进行像素合并，并且根据像素合并之后的光接收信号执行对比度AF。

{引文列表}

{专利文献}

{PTL 1}日本专利申请公开第2002-258142号

{PTL 2}日本专利申请公开第2006-324760号

发明内容

{技术问题}

不过，在PTL 1中公开的发明中，在低亮度的情况下对向右方向和向左方向上的像素进行像素合并，并且因此存在AF处理的精度降低的问题。而且，在高亮度的情况下不对各个像素的信号进行处理，因此存在无法降低噪声的问题。

而且，在PTL 2中公开的发明中，由于对比度AF方案，因此存在在相位检测方案中进行AF处理花费很长时间的问题。

本发明是鉴于上述问题而做出的，并且其目的在于提供一种能够缩短AF处理所需时间并且能够低成本而又节省空间地进行精确焦点调整的成像装置。

{问题的解决方案}

本发明的第一个方面的成像装置包括：成像光学系统；成像元件，在该成像元件中，第一像素和第二像素以二维方式排列，第一像素在朝向预定方向偏离通过成像光学系统的出射光瞳的光束的光轴的一部分区域上接收光，并且第二像素被排布成与第一像素相邻并且在朝向与所述预定方向相反的方向偏离通过所述成像光学系统的出射光瞳的光束的光轴的一部分区域上接收光；成像元件驱动单元，被构成为用来将从第一像素和第二像素输出的信号电荷读取为电压信号，该成像元件驱动单元被构成为用来读取和合并第一数量的针对第一像素和第二像素的相邻像素的信号电荷；算术平均计算单元，被构成为用来计算第二数量的针对由成像元件驱动单元合并和读取的第一像素和第二像素的电压信号的相邻电压信号的算术平均；和自动焦点调整单元，被构成为用来检测在算术平均计算单元中进行了算术平均的第一像素的电压信号与第二像素的电压信号之间的相位差，并且用来基于该相位差自动进行成像光学系统的焦距调整。

根据第一方面的成像装置，在将从在朝向预定方向偏离通过成像光学系统的出射光瞳的光束的光轴的一部分区域上接收光的第一像素和被排布成与第一像素相邻且在朝向与所述预定方向相反的方向偏离通过成像光学系统的出射光瞳的光束的光轴的一部分区域上接收光的第二像素输出的信号电荷读取为电压信号时，合并和读取针对第一像素和第二像素而言相邻的第一数量的像素的信号电荷。针对所读取和合并的第一像素和第二像素的电压信号，计算相邻的第二数量的电压信号的算术平均。随后，检测进行了算术平均的第一像素的电压信号与第二像素的电压信号之间的相位差，并且基于这一相位差自动进行成像光学系统的焦距调整。用这种方法，通过使用像素合并和算术平均二者，不管拍摄对象亮度如何，都可以降低噪声和改善信噪比。因此，可以进行精确的自动焦点调整。

此外，由于使用了其中排布有由第一像素和第二像素形成的相位差像素的成像元件来进行自动焦点调整（AF），因此可以缩短AF处理所需时间。由于这一成像元件类似于用于传统相位差AF的成像元件并且实现本发明并不需要新的硬件，因此可以低成本且节省空间地进行精确的焦距调整。

本发明的第二方面的成像装置被构成为这样：在第一个方面，算术平均计算单元确定所述第一数量和第二数量，使得第一数量和第二数量的乘积为固定值。

根据第二方面的成像装置，将第一数量和第二数量确定为使得第一数量和第二数量的乘积为定值，因此不管拍摄对象亮度如何，都可以将计算相位差和散焦量的区域的大小保持不变。因此，稳定的自动焦点调整成为可能。

本发明的第三个方面的成像装置被配置成这样：在第一或第二个方面，成像元件驱动单元对垂直方向上相邻的第一数量的信号电荷进行合并，并且算术平均计算单元计算垂直方向上相邻的第二数量的电压信号的算术平均。