摄像装置和摄像方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及摄像装置和摄像方法等。
【背景技术】
[0002] 在近年来的摄像装置中广泛使用具有原色RGB的滤色器的摄像元件。滤色器的 频带越宽，透射光量越增加，为了得到摄像感光度，在一般的摄像元件中，使用有意叠加RGB 的滤色器的透射率特性的方法。
[0003] 并且，例如在相位差AF等中，使用两个光瞳的视差进行相位差检测。例如，在专利 文献1中公开了如下方法：右光瞳透射R和G，左光瞳透射G和B，检测进行摄像而得到的 RGB图像中的具有视差的R图像（右光瞳图像）和B图像（左光瞳图像）的相位差。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特开2001-174696号公报
【发明内容】
[0007] 发明要解决的课题
[0008] 但是，当叠加滤色器的透射率特性时，两个光瞳图像的分离性降低，存在相位差检 测的精度降低的课题。
[0009] 例如，在上述专利文献1的方法中，由于在摄像元件的B和G的滤色器的透射率特 性中存在叠加，所以，透射R和G的右光瞳的透射光混入到B图像（左光瞳图像）中。由此， 左右光瞳的分离性降低，存在相位差检测的精度降低的课题。
[0010] 根据本发明的若干个方式，能够提供能够根据滤色器的透射率特性叠加后的摄像 图像进行高精度的相位差检测的摄像装置和摄像方法等。
[0011] 用于解决课题的手段
[0012] 本发明的一个方式涉及一种摄像装置，该摄像装置包括：光学系统，其具有透射第 1波段的光的第1光瞳和透射与所述第1波段不同的第2波段的光的第2光瞳；摄像元件， 其包含具有第1透射率特性的第1滤色器、具有第2透射率特性的第2滤色器、具有第3透 射率特性的第3滤色器，取得第1颜色~第3颜色的像素值；校正处理部，其根据所述第1 透射率特性与所述第3透射率特性的重复部分的成分值对所述第1颜色和所述第3颜色的 像素值进行校正；以及相位差检测部，其检测由所述校正后的所述第1颜色的像素值构成 的图像与由所述校正后的所述第3颜色的像素值构成的图像之间的相位差。
[0013] 并且，本发明的另一个方式涉及一种摄像方法，该摄像方法进行以下处理：通过光 学系统进行成像，该光学系统具有透射第1波段的光的第1光瞳和透射与所述第1波段不 同的第2波段的光的第2光瞳，通过摄像元件对所述成像进行摄像，所述摄像元件包含具有 第1透射率特性的第1滤色器、具有第2透射率特性的第2滤色器、具有第3透射率特性的 第3滤色器，根据所述第1透射率特性与所述第3透射率特性的重复部分的成分值对通过 所述摄像而取得的第1颜色~第3颜色的像素值中的所述第1颜色和所述第3颜色的像素 值进行校正，检测由所述校正后的所述第1颜色的像素值构成的图像与由所述校正后的所 述第3颜色的像素值构成的图像之间的相位差。
[0014] 根据本发明的一个方式和另一个方式，根据第1透射率特性与第3透射率特性的 重复部分的成分值对第1颜色和第3颜色的像素值进行校正，检测由该校正后的第1颜色 的像素值构成的图像与由校正后的第3颜色的像素值构成的图像之间的相位差。由此，能 够根据滤色器的透射率特性叠加后的摄像图像进行高精度的相位差检测。
【附图说明】
[0015] 图1是摄像装置的基本结构例。
[0016] 图2是与求出高颜色再现图像的方法有关的说明图。
[0017] 图3是与求出高颜色再现图像的方法有关的说明图。
[0018] 图4是与求出系数α的方法有关的说明图。
[0019] 图5是与求出系数β的方法有关的说明图。
[0020] 图6是第1实施方式中的摄像装置的结构例。
[0021] 图7是与第2实施方式中的求出高颜色再现图像的方法有关的说明图。
[0022] 图8是第3实施方式中的摄像装置的基本结构例。
[0023] 图9是与对右光瞳图像和左光瞳图像进行分离的方法有关的说明图。
[0024] 图10是与右光瞳图像和左光瞳图像的轮廓有关的说明图。
[0025] 图11是第3实施方式中的摄像装置的结构例。
[0026] 图12是仿真结果的例子。
[0027] 图13是仿真结果的例子。
[0028] 图14是与测距方法有关的说明图。
【具体实施方式】
[0029] 下面，对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的本实施方式并非 不当地限定权利要求书所记载的本发明的内容，本实施方式中说明的全部结构不一定必须 作为本发明的解决手段。
[0030] 1.本实施方式的概要
[0031] 首先，对本实施方式的概要进行说明。下面，以使用RGB拜耳排列的摄像元件的情 况为例进行说明，但是，本实施方式不限于此，只要是具有波段叠加的滤色器的摄像元件即 可。并且，下面，设第1光瞳为右光瞳、设第2光瞳为左光瞳进行说明，但是，在本实施方式 中不限于此。
[0032] 图8示出摄像装置的基本结构例。在摄像装置的光学系统10中设置有光瞳分割 用的光学滤镜12,在光学滤镜12中设置有与右光瞳对应的光学滤镜FL1和与左光瞳对应 的光学滤镜FL2。图9示意地示出光学滤镜12的透射率特性和摄像元件的滤色器的透射 率特性。光学滤镜12的右光瞳、左光瞳具有透射率特性fR、户，RGB的滤色器具有透射率特 性FB、Fp FR。该情况下，例如通过利用红色像素值r = I · 成右光瞳图像、利用蓝色像 素值b = I ·匕构成左光瞳图像，得到相位差图像。这里，I是针对摄像元件的像素的入射 光量。
[0033] 但是，由于滤色器的透射率特性FB、_rtp?J+f_R的范围内叠加，所以，红色和 蓝色的颜色纯度降低。由于该颜色纯度的降低，左右光瞳图像具有相互混入的成分。即，右 光瞳图像表不为
，其中，ι·φ〇Β是通过左光瞳的成分。并且，左光瞳 图像表示为
其中，是通过右光瞳的成分。由于该成分而使 左右光瞳图像的分离性降低，成为相位差检测的精度降低的因素。
[0034] 因此，如图1所示，本实施方式的摄像装置包括光学系统10、摄像元件20、校正处 理部120、相位差检测部185。光学系统10具有透射第1波段#的光的第1光瞳11和透 射与第1波段不同的第2波段户的光的第2光瞳13。摄像元件20包含具有第1透射率特 性FB的第1颜色（蓝色）滤镜、具有第2透射率特性F e的第2颜色（绿色）滤镜、具有第 3透射率特性FR的第3颜色（红色）滤镜，取得第1颜色~第3颜色的像素值b、g、r。校 正处理部120根据第1透射率特性FB与第3透射率特性F R的重复部分（pRB=q>GB+q>GR的成 分值对第1颜色和第3颜色的像素值b、r进行校正。而且，相位差检测部185检测由该校 正后的第1颜色的像素值构成的图像（左光瞳图像）与由校正后的第3颜色的像 素值仰构成的图像（右光瞳图像）之间的相位差。
[0035] 这样，能够通过校正来降低（或消除）第1颜色和第3颜色的像素值b、r中相互 重复的成分〇，仙）。由此，能够根据滤色器的透射率特性FB、Fp FR叠加后的摄像图像得到 降低（或消除）了相互的成分混入的右光瞳图像（t"=丨·((^)、左光瞳图像α'=Ι·φΒ)。由此，能 够实现高精度的相位差检测。
[0036] 以后述实施方式为例更加具体地进行说明。在一般的摄像元件中，由于透射率特 性匕、匕的重复部分cpRB与绿色（第2颜色）的透射率特性相似，所以，根据绿色的像素 值g来估计重复部分Ψκβ的成分值Ι·φκΒ。通过从像素值b、r中减去该成分值1·φκΒ，得到校 正后的蓝色和红色的像素值!b'，r'丨.=丨丨·φΒ，
[0037] 这样，根据重复部分的成分值Ι·φΚΒ对第1颜色和第3颜色的像素值b、r进行校 正，求出校正后的像素值作'，ι*'}={Ι·φΒ，Ι·φκ!。该校正后的像素值Ι·φΒ、Ι·φ κ由于去除了 滤色器的透射率特性FB、FR的叠加部分而成为颜色纯度较高的像素值。通过使用该颜色纯 度较高的像素值，能够提高相位差检测中的相关运算的精度。
[0038] 2.第1实施方式
[0039] 2. 1.高纯度分光分离方法
[0040] 接着，对本实施方式的详细情况进行说明。另外，下面，适当将摄像元件20称 为摄像传感器。并且，透射率特性（分光特性）{FB，Fp FR，Fw FJ、透射率特性的区 域或部分{物，懈，戦0)_是波长λ的函数，但是，为了简化而将FB ( λ )等表记 为FB等。并且，在{φΒ，φο，φκ，<Prb}中乘以光量1(按波长λ进行积分）而得到的 {Ι·φΒ.，.?.·.φ〇：:?. I-tpRS :Ι·φΚΒ}是像素值或成分值〇
[0041] 首先，对根据未进行光瞳分割的RGB摄像图像取得高颜色再现图像的方法进行 说明。如图2、图3所示，将摄像传感器的滤色器的透射率特性FB、Fp FR分成四个区域 tj>RS、Φβ、_进行考虑。_0SFjPFR重合的部分。fa是从FR中去除了重复部分ΦΚΒ 后的部分。_是从FB中去除了重复部分tpRB后的部分。φ:Θ是从以包含FB、Fj^方式对F。 进行增益放大后的特性FS2*去除了物、9rb、Φβ后的部分。
[0042] 当将(PR、φ〇、φΒ理解为通过高纯度的原色RGB的分光特性滤镜的光量成分时，如 果能够预先求出攸、φ〇、Φβ的特性，则能够得到高颜色再现的图像。
[0043] 使用图2对提取红色和蓝色的高纯度像素值忭'· 1Π=_!Ι_φκ，1_φΒ丨的方法进行说 明。另外，下面，在一般广泛使用的彩色摄像传感器中，可知重复部分中~的分光特性FR(；与 绿色的滤色器的