[发明专利]摄像设备、摄像系统和信号处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括摄像元件的摄像设备，尤其涉及包括针对每个像素具有多个子像素的摄像元件的摄像设备。

背景技术

近来的包括诸如CMOS传感器等的摄像元件的摄像设备具有多功能性，并且不仅生成诸如静止图像或运动图像等的所拍摄图像，而且还基于摄像元件所获得的被摄体信息来进行摄像设备的诸如调焦等的控制。

日本特开2001-124984公开了能够使用从摄像元件获得的信号来进行利用光瞳分割方法的焦点检测的结构。日本特开2001-124984公开了如下结构：针对摄像元件的各像素设置一个微透镜和两个光电二极管，其中这些光电二极管被配置为接收穿过摄像镜头的不同光瞳区域的光。这种结构使得能够通过比较来自两个光电二极管的输出信号来进行焦点检测，并且通过对来自这两个光电二极管的输出信号进行相加来生成所拍摄图像。

诸如CMOS传感器等的摄像元件需要针对各像素(或针对各像素列、或针对各像素行)的诸如偏移校正和增益校正等的校正，以去除摄像元件的信号读出所引起的固定模式噪声。

然而，在如日本特开2001-124984所公开的针对各像素设置有多个光电二极管的情况下，针对各光电二极管进行校正导致校正数据量增大，从而需要较大的存储器容量。

发明内容

本发明提供能够利用小的校正数据量、从摄像元件以高精度生成摄像信号和焦点检测信号这两者的摄像设备、摄像系统和信号处理方法。

作为本发明的一个方面的摄像设备，包括：摄像部件，其包括与多个微透镜分别相对应的多个像素，所述摄像部件还包括第一光电转换部和第二光电转换部，所述第一光电转换部和所述第二光电转换部包含在所述多个像素中的各像素内以共用所述多个微透镜中的相应微透镜；以及信号处理部件，用于校正来自所述多个像素中的各像素内所包含的所述第一光电转换部和所述第二光电转换部的输出的相加信号、以及根据与所述多个微透镜相对应的多个所述第一光电转换部的多个信号所生成的第一信号，其特征在于，所述信号处理部件针对所述多个像素中的各像素校正所述相加信号，并且针对所述第一光电转换部校正所述第一信号。

作为本发明的另一方面的摄像系统包括：上述摄像设备；以及镜头设备，其能够拆卸地安装在所述摄像设备上。

作为本发明的另一方面的信号处理方法，用于对从包括与多个微透镜分别相对应的多个像素的摄像部件所获得的信号进行处理，所述摄像部件包括第一光电转换部和第二光电转换部，所述第一光电转换部和所述第二光电转换部包含在所述多个像素中的各像素内以共用所述多个微透镜中的相应微透镜，所述信号处理方法包括以下步骤：获取来自所述多个像素中的各像素内所包括的所述第一光电转换部和所述第二光电转换部的输出的相加信号；获取与所述多个微透镜相对应的所述第一光电转换部的多个信号；生成根据所述多个信号所生成的第一信号；以及针对所述多个像素中的各像素校正所述相加信号，并且针对所述第一光电转换部校正所述第一信号。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征和方面将变得明显。

附图说明

图1是各实施例中的摄像设备的框图。

图2是各实施例中的摄像元件的像素阵列图。

图3是示出各实施例中的像素和从摄像镜头的出射光瞳发出的光束之间的关系的示意图。

图4A和4B是示出各实施例中的从摄像元件的子像素所获得的图像信号波形的示意图。

图5是各实施例中的摄像元件的整体结构图。

图6是各实施例中的摄像元件的单位像素(一个像素)的电路结构图。

图7是各实施例中的摄像元件的列共通读出电路的结构图。

图8是示出各实施例中的摄像元件的各行的读出操作的时序图。

图9是第一实施例的摄像设备中的数字信号处理器(DSP)的框图和信号处理的说明图。

图10是第一实施例的变形例的摄像设备中的数字前端(DFE)和DSP的框图以及信号处理的说明图。

图11是第二实施例的摄像设备中的DSP的框图和信号处理的说明图。

图12是第三实施例的摄像设备中的DSP的框图和信号处理的说明图。

图13是第四实施例的摄像设备中的DFE和DSP的框图以及信号处理的说明图。

图14是第四实施例的摄像设备中的从DSP向着DFE的校正值的传送定时的说明图。

图15是第五实施例的摄像设备中的DFE和DSP的框图以及信号处理的说明图。