專利名稱：攝像設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 涉及一種具有光電轉(zhuǎn)換元件的攝像設(shè)備及其控制方法，并且更具體地涉及一種使用CMOS圖像傳感器的攝像設(shè)備及其控制方法。
背景技術(shù)：
CXD圖像傳感器和CMOS圖像傳感器已經(jīng)廣泛地用作固態(tài)攝像元件。在CXD圖像傳感器中，通過布置在像素中的光電轉(zhuǎn)換元件將光轉(zhuǎn)換為信號電荷，并且同時從所有像素讀出信號電荷并且將其轉(zhuǎn)移到CCD。將轉(zhuǎn)移的信號電荷轉(zhuǎn)換成電信號然后輸出。另一方面，在CMOS圖像傳感器中，通過布置在像素中的光電轉(zhuǎn)換元件將光轉(zhuǎn)換為信號電荷，由每個像素將信號電荷放大并且轉(zhuǎn)換成電信號然后輸出。CMOS圖像傳感器具有能夠讀出攝像單元的一部分像素區(qū)(下文中稱為“部分讀出”)的獨特特征。每次讀出整個像素區(qū)的圖像信號的CXD圖像傳感器不具有該特征。圖25是示出利用作為CMOS圖像傳感器的特征的部分讀出的電子變焦(下文中稱為“電子變焦”)的示意圖。附圖標(biāo)記1301表示布置了 aXb個像素的CMOS圖像傳感器的有效像素區(qū)。在這種情況下，電子變焦放大率是I (XI)。附圖標(biāo)記1302表示以讀出(a/2) X (b/2)個像素的電子變焦放大率2(X2)來進行讀出的像素區(qū)。附圖標(biāo)記1303表示以讀出(a/3) X (b/3)個像素的電子變焦放大率3(X3)來進行讀出的像素區(qū)。如圖26中示出的，將從CMOS圖像傳感器輸出的并且由A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的圖像信號分割成根據(jù)拜爾排列(Bayer arrangement)進行排列的多個塊,其中每個塊由R、G、G和B的重復(fù)構(gòu)成。對于每個塊使用下面的等式(I)計算顏色評價值Cx、Cy和Y。等式(I)Cx = (R-B) /YCy = (R+B-2G) /YY = (R+G+B) /2將使用等式(I)計算出的每個塊的顏色評價值Cx和Cy與預(yù)設(shè)的白檢測區(qū)比較。圖27是示出白檢測區(qū)的圖。如下確定白檢測區(qū)101。首先，使用具有以給定色溫間隔從高到低的不同色溫的光源來拍攝白色基準(zhǔn)板等白色被攝體。然后，使用從攝像單元獲得的信號值根據(jù)等式(I)計算顏色評價值Cx和Cy。分別在水平軸和垂直軸上標(biāo)繪從光源獲得的顏色評價值Cx和Cy ( S卩，Cx在水平軸上并且Cy在垂直軸上)。通過直線連接標(biāo)繪的點，或者使用多個直線近似標(biāo)繪的點。從而，形成從高色溫向低色溫延伸的白檢測軸102。對于同樣的白色，可能存在略微的光譜差別，所以允許白檢測軸102具有沿Y軸方向的一定寬度。將該區(qū)域定義為白檢測區(qū)101。如果計算出的顏色評價值Cx和Cy落入白檢測區(qū)101內(nèi)，則假定該塊是白色。對于假定為白色的每個塊，計算塊的顏色像素的累加值(SumR、SumG和SumB)。使用計算出的累加值和下面給出的等式(2)，分別計算顏色R、G和B的白平衡增益(kWB_R、kWB_G和kWB_B)(見日本專利03513506和日本特開2003-244723)。等式(2)kffB_R = I. 0/SumRkffB_G = I. O/SumG
kffB_B = I. Ο/SumB然而，傳統(tǒng)的CMOS圖像傳感器的白平衡調(diào)整存在如下問題。例如，白色被攝體在日光下的顏色評價值如圖27中示出的區(qū)103所示分布。當(dāng)設(shè)置成運動圖像模式或EVF模式時，如果使用利用部分讀出的電子變焦在具有高色溫的光源(例如，日光)下近距離拍攝人臉，則人的膚色的顏色評價值如區(qū)105所示分布。區(qū)105幾乎與在具有低色溫的光源(例如，白色鎢光源)下拍攝的白色顏色評價值所分布的區(qū)104—致。由于這個原因，當(dāng)皮膚顏色占大的比例，如在近距離拍攝人臉的情況下，有時錯誤地將皮膚顏色判斷成在色溫低于實際色溫的光源下拍攝的顏色。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決當(dāng)通過部分讀出攝像單元的像素區(qū)來生成圖像時遇到的問題，做出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供即使在上述情況下也合適的白平衡處理。本發(fā)明的第一方面是一種攝像設(shè)備，包括攝像單元，其中在攝像面上布置有多個光電轉(zhuǎn)換元件；以及控制單元，其中，所述控制單元具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下，從布置在所述攝像面的第一區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，并且在所述第二模式下，從布置在所述攝像面的小于所述第一區(qū)的第二區(qū)中的第二光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，以及使用基于通過在所述第一模式下控制所述攝像單元從所述攝像單元輸出的圖像信號而獲得的校正值，對通過在所述第二模式下控制所述攝像單元從所述攝像單元輸出的圖像信號進行白平衡處理。本發(fā)明的第二方面是一種攝像設(shè)備，包括攝像單元，其中在攝像面上布置有多個光電轉(zhuǎn)換元件；以及控制單元，其中，所述控制單元具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下，從布置在所述攝像面的第一區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，所述圖像信號是針對由所述第一區(qū)分割得到的多個分割區(qū)中的每一個分別讀出的，并且在所述第二模式下，從布置在所述攝像面的小于所述第一區(qū)的第二區(qū)中的第二光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，在所述第二模式下的圖像信號的讀出和隨后的所述第二模式下的圖像信號的讀出之間，在所述第一模式下進行所述分割區(qū)的信號圖像的讀出，至少基于在所述第一模式下讀出的所述分割區(qū)的圖像信號來計算校正值，以及對在所述第二模式下讀出的圖像信號進行白平衡處理。本發(fā)明的第三方面是一種用于控制攝像設(shè)備的方法，所述攝像設(shè)備具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下，從布置在所述攝像面的第一區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，并且在所述第二模式下，從布置在所述攝像面的小于所述第一區(qū)的第二區(qū)中的第二光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，所述方法包括如下步驟使用基于通過在所述第一模式下控制所述攝像單元從所述攝像單元輸出的圖像信號而獲得的校正值，對通過在所述第二模式下控制所述攝像單元從所述攝像單元輸出的圖像信號進行白平衡處理，以及生成基于布置在所述第二區(qū)中的所述第二光電轉(zhuǎn)換元件組的圖像。本發(fā)明的第四方面是一種用于控制攝像設(shè)備的方法，所述攝像設(shè)備包括攝像單元，其中在攝像面上布置有多個光電轉(zhuǎn)換元件；以及控制單元，用于控制所述攝像單元，其中，所述控制單元具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下，從布置在所述攝像面的第一區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，所述圖像信號是針對由所述第一區(qū)分割得到的多個分割區(qū)中的每一個分別讀出的，并且在所述第二模式下，從布置在所述攝像面的小于所述第一區(qū)的第二區(qū)中的第二光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，在所述第二模式下的圖像信號的讀出和隨后的所述第二模式下的圖像信號的讀出之間，在所述第一模式下進行所述分割區(qū)的信號圖像的讀出，所述方法包括如下步驟至少基于在所述第一模式下讀出的圖像信號來計算校正值，以及基于所述校正值對在所述第二模式下讀出的圖像信號進行白平衡處理。通過以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其它的特征將變得顯而易見。


圖I是使用CMOS圖像傳感器的攝像單元的整體圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的攝像系統(tǒng)的示意圖。圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的信號讀出方法的圖。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的WB電路的示意結(jié)構(gòu)的框圖。圖5A和圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的白檢測區(qū)的圖。圖6A和圖6B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的攝像畫面的分割的圖。圖7是示出說明根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的白判斷處理的流程圖的圖。圖8是示出說明根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的在自動模式中判斷是否存在人的皮膚的處理的流程圖的圖。圖9A和圖9B是示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的攝像畫面的分割的圖。圖IOA和圖IOB是示出根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例的白檢測區(qū)的圖。圖11是示出檢測根據(jù)被攝體的亮度的顯示單元的攝像畫面上的白色區(qū)的檢測樣式的例子的圖。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的畫面的分割的圖。圖13A和圖13B是示出根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的白檢測區(qū)的圖。圖14A和圖14B是示出根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例的白檢測區(qū)的圖。圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的攝像設(shè)備的操作的概念圖。圖16是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的攝像設(shè)備的示意圖。圖17A和圖17B是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的攝像設(shè)備的示意圖。圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的攝像設(shè)備中使用的顏色濾波器的圖。圖19是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的攝像系統(tǒng)的示意圖。圖20是示出涉及根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的白平衡處理的部分的結(jié)構(gòu)的例子的框圖。圖21A和圖21B是示出根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的色溫檢測塊的例子的圖。圖22是示出白檢測范圍的例子的圖。圖23是示出根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例的攝像設(shè)備的有效像素區(qū)的例子的圖。圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例的攝像設(shè)備的操作的概念圖。圖25是電子變焦的概念圖。 圖26是示出表示在白判斷處理中使用的單位的攝像畫面的分割的例子的圖。圖27是示出白檢測區(qū)的圖。
具體實施例方式下面，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。圖I是使用CMOS圖像傳感器的攝像單元的整體圖。將像素Bll到Bmn(其中m和η是整數(shù)，以下相同)二維布置在攝像面上。每個像素至少包括光電轉(zhuǎn)換元件和針對每個像素將由光電轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換的信號電荷進行放大并輸出的晶體管。垂直移位寄存器220輸出用于從各水平輸出線VSELl到VSLEm的像素讀出電信號的控制脈沖。通過垂直讀出線VSIGl到VSIGn讀出由水平輸出線VSELl到VSELm選擇的像素的電信號，然后存儲在相加電路221中。通過水平移位寄存器222的掃描，順序讀出存儲在相加電路221中的電信號，然后以時間順序輸出。當(dāng)如上所述進行部分讀出時，垂直移位寄存器220向水平輸出線VSELl到VSELm中連接到要讀出的像素的水平輸出線輸出控制脈沖。水平移位寄存器222向垂直輸出線VSIGl到VSIGn中連接到要讀出的像素的垂直輸出線輸出控制脈沖。通過垂直輸出線的控制脈沖，將由水平輸出線的控制脈沖選擇的像素的電信號讀出到相加電路221，并且電信號通過相加電路221而不存儲在相加電路221中。例如，當(dāng)以電子變焦放大率2(Χ2)讀出像素時，不將兩個水平像素相加(并且當(dāng)相加電路布置在垂直移位寄存器中時也不將兩個垂直像素相加)。另一方面，當(dāng)讀出將在后面參照圖2描述的攝像單元200的整個有效像素區(qū)的像素(即，電子變焦放大率為I(Xl))時，將η個水平像素相加(并且當(dāng)相加電路布置在垂直移位寄存器中時將m個垂直像素相加)。圖2是使用如在圖I中示出的攝像單元的攝像系統(tǒng)的示意圖。附圖標(biāo)記501表示用作光學(xué)系統(tǒng)的透鏡單元(在圖2中簡稱為“透鏡”)，502表示透鏡驅(qū)動單元，503表示機械快門(簡稱為“快門”)，504表示機械快門驅(qū)動單元(在圖2中簡稱為“快門驅(qū)動單元”)，505表示A/D轉(zhuǎn)換器,并且200表示如圖I中所示配置的攝像單元200。附圖標(biāo)記506表示拍攝圖像信號處理電路，507表示定時生成單元,508表示存儲器單元,509表示控制單元，510表示記錄介質(zhì)控制接口單元(在圖2中簡稱為“記錄介質(zhì)控制I/F單元”)，并且511表示顯示單元。附圖標(biāo)記512表示記錄介質(zhì),513表示外部接口單元(在圖2中簡稱為“外部I/F單元”),514表示測光單元,并且515表示焦點調(diào)整單元。拍攝圖像信號處理電路506包括基于來自A/D轉(zhuǎn)換器505的信號進行白平衡處理的WB電路516。將在后面參照圖3詳細描述WB電路516中的處理。在攝像單元200附近形成通過透鏡501的被攝體圖像。在攝像單元200附近形成的被攝體圖像由攝像單元200以圖像信號的形式拍攝。將從攝像單元200輸出的圖像信號放大并從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換)。在A/D轉(zhuǎn)換之后，拍攝圖像信號處理電路506獲得R、G、G、B信號，并且進行各種調(diào)整、圖像數(shù)據(jù)壓縮等。通過透鏡驅(qū)動單元502驅(qū)動并控制(變焦、調(diào)焦、光圈)透鏡501?？扉T503是只具有與單透鏡反光照相機中使用的焦平面快門的后簾幕相對應(yīng)的簾幕的快門機構(gòu)。通過快門驅(qū)動單元504驅(qū)動并控制快門503。定時生成單元507向攝像單元200和拍攝圖像信號處理電路506輸出各種定時信號。控制單元50 9進行整個攝像系統(tǒng)的控制和各種運算。存儲器單元508臨時存儲圖像數(shù)據(jù)。記錄介質(zhì)控制I/F單元510控制記錄介質(zhì)512,以記錄圖像數(shù)據(jù)或從記錄介質(zhì)512讀取圖像數(shù)據(jù)。在顯示單元511上示出圖像數(shù)據(jù)。記錄介質(zhì)512是半導(dǎo)體存儲器等可移動存儲介質(zhì)，并且記錄圖像數(shù)據(jù)。外部I/F單元513是與外部計算機等通信的接口。測光單元514檢測關(guān)于被攝體亮度的信息。焦點調(diào)整單元515檢測到被攝體的距離。附圖標(biāo)記516表示白平衡電路(WB電路)。由操作單元517設(shè)置攝像設(shè)備的操作模式(自動模式、拍攝人物的肖像模式、拍攝風(fēng)景的風(fēng)景模式、由用戶設(shè)置白平衡校正值的手動模式)。第一實施例圖3是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的攝像設(shè)備的利用部分讀出的電子變焦的方法的圖。外部像素區(qū)301是攝像單元200的有效像素區(qū)。內(nèi)部像素區(qū)302是通過電子變焦部分讀出的像素區(qū)。區(qū)A到區(qū)I是在當(dāng)設(shè)置了電子變焦時的記錄運動圖像或顯示所使用的幀的讀出之間的間隔中讀出的像素區(qū)，并且是通過將利用電子變焦部分讀出的像素區(qū)E以外的像素區(qū)分割成多個區(qū)而獲得的分割區(qū)。通過控制單元509進行根據(jù)本實施例的控制。為了提高圖2中示出的WB電路516中的白平衡處理的準(zhǔn)確度，需要增大用于獲取白平衡系數(shù)的像素區(qū)(視角)。由于這個原因，在每預(yù)定數(shù)量的記錄運動圖像或顯示所使用的幀(區(qū)域E)之間讀出用于獲取白平衡系數(shù)的像素區(qū)。例如，當(dāng)拍攝運動圖像時，按照如下從攝像單元200交替地讀出像素區(qū)E和每一個分割區(qū)E — A — E — B — E — C — E — D — E — F — E — G — E — H — E — I?？蛇x地，例如，每當(dāng)讀出像素區(qū)EM次(M是等于或大于2的整數(shù))時(下文中稱為“E(M次讀出)”)，讀出分割區(qū)。更具體地，可以按照如下進行讀取E(M次讀出)一A —E(M次讀出)一B —E(M次讀出)—C — E(M次讀出)—D — E(M次讀出)—F — E(M次讀出)—G — E(M次讀出)一H —E(M次讀出)一I。用于獲得白平衡系數(shù)的像素區(qū)可以包括或可以不包括像素區(qū)E。用于獲得白平衡系數(shù)的像素區(qū)(分割區(qū))的電信號臨時存儲在記錄介質(zhì)512中，直到積累了整個像素區(qū)301的電信號(即，單個圖像的電信號)。當(dāng)在記錄介質(zhì)512中積累了整個像素區(qū)301的電信號時，計算白平衡系數(shù)。盡管在圖3中將外部像素區(qū)301分成9個區(qū)，但是該數(shù)目不限于此。同樣，分割區(qū)的讀出順序不限于上述順序，并且可以以任何其它順序進行讀出。同樣，不需要直到像素區(qū)E的大小等于所讀出的分割區(qū)的整體大小才進行分割區(qū)的讀出，并且在所讀出的分割區(qū)的整體大小超過像素區(qū)E的大小之前收集電信號也足夠了。即使在這樣的情況下，也可以提高在設(shè)置了運動圖像模式或EVF模式時的白平衡的準(zhǔn)確度。還可以通過疏化來讀出在像素區(qū)之間的間隔中讀出的分割區(qū)。可以通過減少由水平移位寄存器222和垂直移位寄存器220選擇的像素Bll到Bmn的數(shù)量來進行疏化讀取。可以將從圖I的像素Bll到Bmn讀出的一些信號在相加電路221中相加。在這種情況下，同樣可以減少從水平移位寄存器222讀出的信號的數(shù)量。在該疏化中，與上面的類似，當(dāng)在記錄介質(zhì)512中積累了預(yù)定像素區(qū)(典型地，整個像素區(qū)301)的電信號時，計算用作校正值的白平衡系數(shù)。在下文中使用的“圖像”指以上述方式獲得的包括分割區(qū)的全視角的圖像。圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例的WB電路516的示意性結(jié)構(gòu)的框圖。附圖標(biāo)記30表示判斷由操作單元517設(shè)置的攝像設(shè)備的操作模式的模式判斷單元，并且31表示將來自攝像單元200的輸出信號分割成如圖26中示出的多個評價塊的評價塊分割單元。附圖標(biāo)記32表示存儲用作基準(zhǔn)的白檢測區(qū)(下文中稱為“基準(zhǔn)白調(diào)整區(qū)”)的白檢測區(qū)存儲單元，33表示使用限制值來適當(dāng)?shù)馗淖儼讬z測區(qū)的白檢測區(qū)改變單元，并且34表示樣式存儲單元，該樣式存儲單元按照模式的種類存儲攝像畫面上的位置和由白檢測區(qū)改變單元改變后的并用于該位置上的評價塊的白判斷的白檢測區(qū)的組合樣式。附圖標(biāo)記35表示判斷由評價塊分割單元31分割得到的評價塊中的每一個是否為白色的白判斷單元，并且36表示基于由白判斷單元35判斷為白色的評價塊的圖像信號來計算WB調(diào)整中使用的白平衡(WB)系數(shù)的WB系數(shù)計算單元。附圖標(biāo)記37表示存儲由WB系數(shù)計算單元36計算出的WB系數(shù)的WB系數(shù)存儲單元。附圖標(biāo)記38表示使用存儲在WB系數(shù)存儲單元37中的WB系數(shù)對來自攝像單元200的輸出信號進行白平衡調(diào)整的WB調(diào)整單元?？梢杂蓡蝹€存儲器或任何數(shù)量的存儲器構(gòu)成白檢測區(qū)存儲單元32、樣式存儲單元34和WB系數(shù)存儲單元37?，F(xiàn)在給出存儲在白檢測區(qū)存儲單元32中的基準(zhǔn)白檢測區(qū)的描述。作為例子，描述將原色濾波器用作攝像單元200的情況。在圖5A中，示出了第一白檢測區(qū)201和白檢測軸202。如前面描述的，首先通過使用具有以給定色溫間隔從高到低的不同色溫的光源拍攝白色基準(zhǔn)板(未示出)等白色被攝體，并且使用從攝像單元200獲得的信號值根據(jù)先前給出的等式(I)計算顏色評價值，來獲得顏色評價值Cx和Cy。然后，分別在水平軸和垂直軸上標(biāo)繪從各種光源獲得的顏色評價值Cx和Cy (即，Cx在水平軸上并且Cy在垂直軸上)。通過直線連接標(biāo)繪的點，或者使用多個直線近似標(biāo)繪的點。從而，獲得了從高色溫向低色溫延伸的白檢測軸202。水平軸代表光源的色溫，并且垂直軸代表在綠方向(即，輝度的色溫方向和熒光燈的色溫方向)上的調(diào)整量。對于相同的白色，可能存在略微的光譜差別，因此允許白檢測軸202具有沿Y軸方向的一定的寬度。將該區(qū)定義為第一白檢測區(qū)201。例如，在制造WB電路516時或在裝運WB電路516之前，將這樣定義的白檢測區(qū)201的數(shù)據(jù)存儲在白檢測區(qū)存儲單元32中。在圖5A中，通過在第一白檢測區(qū)201中設(shè)置白檢測限制值Lll和Lhl，以將Cx的范圍限制在Lll和Lhl之間的范圍，來形成第二白檢測區(qū)203。在圖5B中，通過在第一白檢測區(qū)201中設(shè)置白檢測限制值L12和Lh2，以從白檢測區(qū)203移除低色溫區(qū)，從而將Cx的范圍限制在LI2和Lh2之間的范圍，來形成第三白檢測區(qū)204。將限制值Lh2和Lhl設(shè)置成相同的值。白判斷單元35對每一個評價塊進行白判斷處理。WB系數(shù)計算單元36根據(jù)由白判 斷單元35判斷為白色的評價塊的像素值的累加值來計算WB系數(shù)(白平衡增益)，然后，將WB系數(shù)存儲在WB系數(shù)存儲單元37中。WB調(diào)整單元38使用存儲在WB系數(shù)存儲單元37中的WB系數(shù)，進行對輸入圖像的WB調(diào)整。
現(xiàn)在參照圖5A、圖5B、圖6A、圖6B和圖7給出白判斷處理的描述。圖6A示出當(dāng)設(shè)置自動模式時圖4的樣式存儲單元34中存儲的樣式設(shè)置的例子。圖6B示出當(dāng)設(shè)置肖像模式時樣式設(shè)置的例子。外部矩形區(qū)401是攝像單元200的最大視角。內(nèi)部矩形區(qū)402是通過電子變焦讀出的像素區(qū)(視角)。區(qū)(I)是通過從矩形區(qū)401排除圓形區(qū)403a或403b獲得的區(qū)。由斜線表示的區(qū)(2)對應(yīng)于圓形區(qū)403a或403b。區(qū)
(2)的尺寸 可以根據(jù)拍攝模式而固定，或者響應(yīng)于通過電子變焦的視角的大小的改變而增大或減小。包括區(qū)(I)和區(qū)(2)的樣式表示各評價塊的位置與在該位置上的評價塊的白判斷中使用的改變后的白檢測區(qū)的大小的組合。可以在制造WB電路516時或在裝運WB電路516之前將這些樣式預(yù)存儲在樣式存儲單元34中，或者用戶可以改變區(qū)設(shè)置。在圖7中，示出了示出白判斷處理的序列的流程圖。在步驟Sll中，模式判斷單元30判斷設(shè)置了自動模式和肖像模式中的哪一個。當(dāng)設(shè)置了自動模式時，處理進入到步驟S12。當(dāng)設(shè)置了肖像模式時，處理進入到步驟S13。在步驟S12中，白判斷單元35從樣式存儲單元34獲得如圖6A中示出的樣式的區(qū)數(shù)據(jù)。在步驟S13中，白判斷單元35從樣式存儲單元34獲得如圖6B中示出的樣式的區(qū)數(shù)據(jù)。在步驟S14中，白判斷單元35針對每一個評價塊判斷它是位于區(qū)(I)還是區(qū)(2)。當(dāng)評價塊位于區(qū)(I)時(步驟S14中為“是”)，處理進入到步驟S15。當(dāng)評價塊位于區(qū)(2)時(步驟S14中為“否”)，處理進入到步驟S16。在步驟S15中，白判斷單元35將評價塊的顏色評價值和如圖5A中示出的、由白檢測區(qū)改變單元33限制的第二白檢測區(qū)203進行比較。在步驟S16中，白判斷單元35將評價塊的顏色評價值和如圖5B中示出的、由白檢測區(qū)改變單元33限制的第三白檢測區(qū)204進行比較。人臉包含在攝像畫面的中央的可能性很高。由于這個原因，對于攝像畫面的中央，將在低色溫側(cè)的限制設(shè)置成高于圍繞攝像畫面的中央的周邊區(qū)的限制。換而言之，使用白檢測區(qū)204來避免將人的皮膚錯誤地判斷為白色的可能性。在步驟S15和S16中，當(dāng)白判斷單元35判斷為評價塊的顏色評價值落入第二白檢測區(qū)203或第三白檢測區(qū)204內(nèi)時，處理進入到步驟S17。當(dāng)評價塊的顏色評價值沒有落入第二白檢測區(qū)203或第三白檢測區(qū)204內(nèi)時，白判斷單元35進入到步驟S18。在步驟S17中，白判斷單元35將如下的評價塊判斷為白色在步驟S15或步驟S16中已經(jīng)判斷為這些評價塊的顏色評價值落入第二白檢測區(qū)203或第三白檢測區(qū)204內(nèi)。在步驟S18中，白判斷單元35將如下的評價塊判斷為不是白色在步驟S15或步驟S16中已經(jīng)判斷為這些評價塊的顏色評價值沒有落入第二白檢測區(qū)203或第三白檢測區(qū)204 內(nèi)。對于通過參照比以上述方式通過電子變焦讀出的信號的視角更寬的視角的信號而判斷為白色的評價塊，按照前面所述，將像素值累加以獲得白平衡增益(WB系數(shù))。在步驟S19中，白判斷單元35判斷是否對所有評價塊進行了白判斷處理，并且重復(fù)步驟S14到S18直到對所有評價塊進行了白判斷處理。根據(jù)實驗，當(dāng)將在低色溫側(cè)的白檢測限制值L12固定為大約5000K時獲得了良好的結(jié)果。然而，應(yīng)當(dāng)理解，檢測限制值L12不限于5000K，并且可以適當(dāng)?shù)馗淖?。根?jù)第一實施例，讀出比通過電子變焦讀出的像素區(qū)更寬的像素區(qū)(視角)的信號，并且依賴于攝像畫面上的位置使用不同的白檢測區(qū)，從而可以降低錯誤的白判斷的可能性。結(jié)果，可以實現(xiàn)更好的白平衡調(diào)整。當(dāng)將照相機的拍攝模式設(shè)置為肖像模式時，通過擴大如圖6B中示出的中央?yún)^(qū)(2)的面積，可以進一步降低對人的皮膚的錯誤的白判斷的可能性。然而，當(dāng)設(shè)置為肖像模式時，在肖像模式下人的皮膚出現(xiàn)在攝像畫面的中央的可能性很高，但是當(dāng)設(shè)置為自動模式時，在許多情況下，人的皮膚不出現(xiàn)在攝像畫面的中央。當(dāng)人的皮膚不出現(xiàn)在攝像畫面的中央時，產(chǎn)生將在光源下拍攝的圖像的色溫判斷成高于該光源的實際色溫的問題。這是因為，根據(jù)上述的攝像畫面設(shè)置和白限制設(shè)置，檢測的攝像畫面的中央的色溫沒有落在低色溫側(cè)的白檢測限制值L12(例如，5000K)之下。 為了解決該問題，在進行圖7的步驟S12之前，檢查是否存在人的皮膚。當(dāng)判斷為存在人的皮膚時，處理進入到步驟S12及隨后的步驟。因此，可以實現(xiàn)更精確的白平衡調(diào)整。下面將參照圖8的流程圖描述該操作。在步驟S21中，白判斷單元35檢測針對所有評價塊使用一個白檢測區(qū)進行判斷的、判斷為白色的評價塊(下文中稱為“白評價塊”)，其中所有評價塊包括攝像畫面的中央(圖6A的區(qū)(2))和周邊區(qū)(圖6A的區(qū)(I))的評價塊。如在這里所使用的，“一個白檢測區(qū)”指受白檢測限制值限制或不受白檢測限制值限制的、包含人的皮膚的色溫區(qū)的區(qū)。具體地，該一個白檢測區(qū)可以是第一白檢測區(qū)201和第二白檢測區(qū)203中的任意一個。在步驟S22中，基于通過對攝像畫面的周邊區(qū)中的白評價塊的圖像數(shù)據(jù)進行累加和平均化而獲得的數(shù)據(jù)來計算光源色溫CtAround。在步驟S23中，基于通過對攝像畫面的中央的白塊的圖像數(shù)據(jù)進行累加和平均化而獲得的數(shù)據(jù)來計算光源色溫CtCenter。還可以顛倒步驟S22和步驟S23的順序，或者同時進行步驟S22和步驟S23。在步驟S24中，對CtAround和CtCenter進行比較。如果攝像畫面的中央的色溫CtCenter低于攝像畫面的周邊區(qū)的色溫CtAround,則在步驟S25中，判斷為攝像畫面的中央存在人的皮膚的可能性高。換而言之，如果滿足CtCenter < CtAround,則判斷為攝像畫 面的中央存在人的皮膚，并且進行圖7的步驟S12(自動模式)中示出的白判斷并計算光源色溫(步驟S26)。相反地，如果攝像畫面的中央的色溫CtCenter幾乎等于或高于攝像畫面的周邊區(qū)的色溫CtAround，則判斷為在攝像畫面的中央不存在人的皮膚的可能性高(步驟S27)。換而言之，如果滿足CtCenter彡CtAround，則判斷為攝像畫面的中央不存在人的皮膚，并且將所有評價塊與一個白檢測區(qū)進行比較以檢測白塊，并使用獲得的光源色溫(步驟S28)。通過添加上面的處理，可以降低錯誤的白判斷的可能性，并且可以實現(xiàn)更好的白
平衡調(diào)整。在圖7的步驟Sll中，如果判斷為模式是手動模式，則以與在判斷為不存在人的皮膚時相同的方式檢測白塊，即，將所有評價塊與同一白檢測區(qū)進行比較以檢測白塊。另外，可以使用從白塊的圖像數(shù)據(jù)獲得的光源色溫。
在以上描述中，在通過結(jié)合分割區(qū)來產(chǎn)生圖像之后，判斷白平衡，其中通過分割攝像單元200的有效像素區(qū)來形成分割區(qū)。然而，還可以對每一個分割區(qū)判斷白平衡并且使用所有區(qū)的平均值進行白平衡調(diào)整。第二實施例圖9A和圖9B是示出降低將藍色天空錯誤地判斷為白色的可能性的樣式設(shè)置的例子的圖。圖9A示出當(dāng)設(shè)置了自動模式時的樣式的例子。圖9B示出當(dāng)設(shè)置了風(fēng)景模式時的樣式的例子。外部矩形區(qū)701是攝像單元200的最大視角。內(nèi)部矩形區(qū)702是通過電子變焦讀出的像素區(qū)(視角)。區(qū)(I)是通過從矩形區(qū)701排除由斜線表示的區(qū)(2)獲得的區(qū)。與第一實施例類似，將評價塊與由針對區(qū)(I)和區(qū)(2)不同的白檢測限制值限制的白檢測區(qū)進行比較以判斷評價塊是否為白色。 當(dāng)拍攝略微多云的天空或接近地平線的天空時圖像區(qū)的評價塊的顏色評價值具有與前面描述的陰影中的白點的顏色評價值基本相同的分布。因此，可能將圖像的天空部分的評價塊錯誤地判斷為白色。換而言之，由于視角變得更寬并且因此天空的比例增加，可能錯誤地將天空判斷為具有高色溫的白色。為了解決該問題，如圖9A中示出的，針對攝像畫面的上部分(區(qū)(2))和下部分(區(qū)(I))使用不同的白檢測區(qū)來進行白判斷。通過由白檢測區(qū)改變單元33在高色溫側(cè)應(yīng)用不同的白檢測限制值來限制上部分和下部分。如圖IOA和圖IOB中示出的，將高色溫側(cè)的白檢測限制值Lh4設(shè)置在高色溫側(cè)的白檢測限制值Lh3的低色溫側(cè)，其中，Lh4限制用于對攝像畫面的上部分中的評價塊進行判斷的白檢測區(qū)，Lh3限制對攝像畫面的下部分中的評價塊進行判斷的白檢測區(qū)。這確保不將淺藍色錯誤地判斷為白色。將限制值L113和L114設(shè)置成與Lll相同的值。根據(jù)實驗，在將白檢測限制值Lh4設(shè)置成大約5500K時獲得了良好的結(jié)果。然而，檢測限制值Lh4不限于5500K，并且可以適當(dāng)?shù)馗淖?。根?jù)上述的第二實施例，依賴于攝像畫面的位置使用不同的白檢測區(qū)，并且因此視角變得更寬。即使在天空的比例增加時，也可以降低錯誤的白判斷的可能性。結(jié)果，可以實現(xiàn)更好的白平衡調(diào)整。當(dāng)將照相機的拍攝模式設(shè)置成風(fēng)景模式時，通過進一步增加如圖9B中示出的上部區(qū)(2)的面積，可以進一步降低將藍色天空部分錯誤地判斷為白色的可能性。在第二實施例中，還可以從拍攝的圖像數(shù)據(jù)中檢測被攝體的亮度Bv，并且依賴于亮度，將用于白檢測的檢測樣式改變成如圖9Α和圖9Β中示出的檢測樣式。例如，如圖11中示出的，如果亮度Bv大于預(yù)設(shè)值Βν2，則圖像很有可能是在戶外拍攝的(即，天空的面積占據(jù)大的比例)，因而白檢測范圍由圖14A中示出的白檢測區(qū)209限制的攝像畫面的上部分中的評價塊的比例增加。相反地，如果亮度Bv小于預(yù)設(shè)值Bvl ( < Bv2)，則圖像很有可能是在室內(nèi)拍攝的，因而攝像畫面的上部分中的評價塊的比例減少。如果亮度Bv落入預(yù)設(shè)值Bvl和Bv2之間，則通過如圖11的圖中示出的利用Bv的線性計算，來確定白檢測范圍由白檢測區(qū)209限制的攝像畫面的上部分中的評價塊的比例。該處理使得能夠進行更合適的白平衡調(diào)整。在以上描述中，在通過結(jié)合分割區(qū)來產(chǎn)生一個圖像之后，判斷白平衡，其中通過分割攝像單元200的有效像素區(qū)來形成分割區(qū)。然而，還可以對每一個分割區(qū)判斷白平衡并且使用所有區(qū)的平均值進行白平衡調(diào)整。第三實施例圖12是示出當(dāng)拍攝人的皮膚和天空兩者時減少錯誤的白判斷的樣式設(shè)置的例子的圖。外部矩形區(qū)901是攝像單元200的最大視角。內(nèi)部矩形區(qū)902是通過電子變焦部分讀出的像素區(qū)(視角)。通過邊界線905將矩形區(qū)901和矩形區(qū)902分割成上部區(qū)和下部區(qū)。同樣地，也通過邊界線905將中央圓形區(qū)分割成半圓區(qū)903和半圓區(qū)904。區(qū)(3)對應(yīng)于半圓區(qū)903并且區(qū)(4)對應(yīng)于半圓區(qū)904。區(qū)(I)是通過從矩形區(qū)901排除區(qū)(2)到區(qū)⑷而獲得的區(qū)。區(qū)⑵是通過從矩形區(qū)901排除區(qū)⑴、區(qū)(3)和區(qū)(4)而獲得的區(qū)。區(qū)⑶和區(qū)⑷的尺寸可以根據(jù)拍攝模式而固定，或者響應(yīng)于通過電子變焦的視角的大小的改變而增大或減小。在本實施例中，作為例子，當(dāng)將如下設(shè)置用于圖12的區(qū)(I)、區(qū)(2)、區(qū)(3)和區(qū)(4)中的評價塊的白判斷時，可以獲得良好的結(jié)果。對于區(qū)(I) 高色溫側(cè)的白檢測限制值Lh5 :5500K低色溫側(cè)的白檢測限制值LI 5 :可變亮度(圖13A)對于區(qū)(2)高色溫側(cè)的白檢測限制值Lh6 :可變亮度低色溫側(cè)的白檢測限制值L16 :可變亮度(圖13B)對于區(qū)(3)高色溫側(cè)的白檢測限制值Lh7 :5500K低色溫側(cè)的白檢測限制值L17 5000K(圖14Α)對于區(qū)(4)高色溫側(cè)的白檢測限制值LhS :可變亮度低色溫側(cè)的白檢測限制值L18 5000Κ(圖14Β)應(yīng)當(dāng)理解，白檢測限制值Lh5、Lh7、L17和L18的值僅是例子，并且本發(fā)明不限于此并可以適當(dāng)?shù)馗淖冞@些值。如上所述，根據(jù)第三實施例，使用將攝像畫面分割成更小的區(qū)的樣式并且使用依賴于攝像畫面的位置而不同的白檢測區(qū)來進行白判斷。因此，即使當(dāng)拍攝人的皮膚和天空兩者時也可以降低錯誤的白判斷的可能性。結(jié)果，可以實現(xiàn)更精確的白平衡調(diào)整。與第一實施例類似，可以根據(jù)拍攝模式來改變樣式。在以上描述中，在通過結(jié)合分割區(qū)來產(chǎn)生圖像之后，判斷白平衡，其中通過分割攝像單元200的有效像素區(qū)來形成分割區(qū)。然而，還可以對每一個分割區(qū)判斷白平衡并且使用所有區(qū)的平均值進行白平衡調(diào)整。第四實施例在第一到第三實施例中，基于從分割區(qū)讀出的電信號來計算白平衡系數(shù)，其中通過將攝像單元200的有效像素區(qū)分割成多個區(qū)來形成分割區(qū)。然而，還可以針對如圖26中示出的多個分割塊中的每一個，基于前面給出的等式
(I)計算顏色評價值Cx、Cy和Y。將通過上面的等式(I)計算出的各個塊的顏色評價值Cx和Cy與將在后面描述的預(yù)設(shè)白檢測區(qū)進行比較。當(dāng)顏色評價值落入白檢測區(qū)內(nèi)時，假定該塊為白色。然后，計算假定為白色的塊的顏色像素的累加值(SumR、SumG, SumB)。根據(jù)累加值，使用下面的等式，用前面給出的等式(2)計算R、G和B的白平衡增益(kWB_R、kffB_G 和 kWB_B)。在WB電路516中，可以使用這樣獲得的白平衡增益進行白平衡調(diào)整。第五實施例在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例。根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備包括在攝像面上布置了光電轉(zhuǎn)換元件的攝像單元和控制攝像單元的控制單元。圖16是示出使用X-Y地址掃描方法的攝像設(shè)備(見圖19)的攝像單元1200的結(jié)構(gòu)的圖。在攝像單元1200中，布置了多個單位像素1201。在每一個單位像素1201中，布置了光電二極管等的光電轉(zhuǎn)換元件1202、轉(zhuǎn)移開關(guān)1203、浮動擴散(下文中稱為“FD”)1204、放大晶體管1205、選擇開關(guān)1206和復(fù)位開關(guān)1207。附圖標(biāo)記1208表不信號輸出線，并且附圖標(biāo)記1209表示用作放大晶體管1205的負(fù)載的恒流源。附圖標(biāo)記1210表示選擇開關(guān)，附圖標(biāo)記1211表不輸出放大器，附圖標(biāo)記1212表不垂直掃描電路，附圖標(biāo)記1213表不讀出電路，并且附圖標(biāo)記1214表示水平掃描電路。在圖16中示出的攝像單元1200中，為了簡化附圖，以4行乘以4列(4X4)的矩陣布置單位像素1201，但是本發(fā)明不限于此并且可以布置任何數(shù)量的單位像素1201。在光電轉(zhuǎn)換元件1202中將進入攝像設(shè)備的光轉(zhuǎn)換成電荷。響應(yīng)于轉(zhuǎn)移脈沖CpTX，通過轉(zhuǎn)移開關(guān)1203將在光電轉(zhuǎn)換元件1202中產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移到FD 1204，在FD1204中暫時存儲電荷。FD 1204、放大晶體管1205和恒流源1209組成浮動擴散放大器。將
響應(yīng)于選擇脈沖CpSEL而由選擇開關(guān)1206選擇的像素的信號電荷轉(zhuǎn)換成電壓，然后，將該電壓通過信號輸出線1208輸出到讀出電路1213。另外，通過以可選擇的方式電連接由水平掃描電路1214驅(qū)動的選擇開關(guān)1210來選擇輸出信號，然后，將輸出信號經(jīng)由輸出放大器1211輸出到攝像設(shè)備的外部。響應(yīng)于復(fù)位脈沖CpRES，由復(fù)位開關(guān)1207清除存儲在FD1204中的電荷。垂直掃描電路1212在轉(zhuǎn)移開關(guān)1203、選擇開關(guān)1206和復(fù)位開關(guān)1207之間進行選擇。分別用φΤΧη、CpRESn和CpSELn表示施加到第η(η為自然數(shù))個掃描行并由垂直掃描電路1212選擇的脈沖信號φΤΧ、cpRES和CpSEL。圖17Α和圖17Β是示出根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備的操作的圖。圖17Α示出在第一模式下的操作，并且圖17Β示出在第二模式下的操作。如圖17Α中示出的，在第一模式下，圖19的控制單元1509控制攝像單元1200，以從布置在攝像面上的第一區(qū)1301中的光電轉(zhuǎn)換元件1202的組中讀出圖像信號。使用第一模式，以基于讀出的圖像信號計算白平衡處理中使用的校正值。另一方面，如圖17Β中示出的，在第二模式下，控制單元1509控制攝像單元1200，以從布置在攝像面上的第二區(qū)1302中的光電轉(zhuǎn)換元件1202的組中讀出圖像信號。使用第 二模式，以記錄或顯示圖像。只要第一區(qū)1301大于第二區(qū)1302,第一區(qū)1301就可以具有任意的大小。優(yōu)選地，第一區(qū)1301包括第二區(qū)1302。更優(yōu)選地，第一區(qū)1301包括布置在攝像面上的所有光電轉(zhuǎn)換元件。在根據(jù)本實施例的攝像設(shè)備中，優(yōu)選地，讀出電路1213包括用于將在第一模式下從第一光電轉(zhuǎn)換元件組中讀出的多個信號中的一些信號相加的相加單元(未示出)。在這種情況下，優(yōu)選地，控制單元1509設(shè)置要在相加單元中相加的信號的數(shù)量，以使得在第一和第二模式下使用的幀頻相同(即，在第一和第二模式下，從攝像單元1200讀出相同數(shù)量的信號)。通過將從第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出的多個信號中的一些信號相加并輸出這些信號，可以減少從水平掃描電路1214讀出的信號的數(shù)量。在第一模式下，控制單元1509可以在進行疏化的同時讀出第一光電轉(zhuǎn)換元件組。在這種情況下，優(yōu)選地，控制單元1509設(shè)置疏化率以使得在第一和第二模式下使用的幀頻相同(即，在第一和第二模式下，從攝像單元1200讀出相同數(shù)量的信號)。根據(jù)上面的結(jié)構(gòu)，即使在使用可能具有減少的白色比例的高電子變焦時，也可以 使用從可能包括白色的第一區(qū)1301的圖像中計算出的WB系數(shù)。因此，可以進行適當(dāng)?shù)腤B處理。例如，即使在彩色的比例高于白色的比例時，如在使用變焦近距離拍攝人物的情況下，可以通過使用根據(jù)可能包括白色的第一區(qū)1301的圖像指定的色溫來進行適當(dāng)?shù)腤B處理。圖18是示出圖16的攝像設(shè)備中使用的顏色濾波器陣列的一部分的圖。圖18圖示第一顏色濾波器的顏色是紅色(R)、第二顏色濾波器的顏色是綠色(G)、第三顏色濾波器的顏色是綠色(G)并且第四顏色濾波器的顏色是藍色(B)的情況。在原色的顏色濾波器排列中，將該顏色濾波器陣列的排列特別地稱為“拜爾排列”。該顏色濾波器排列具有高分辨率和良好的顏色再現(xiàn)性。圖19是示出使用圖16的攝像設(shè)備的攝像系統(tǒng)的概況的圖。附圖標(biāo)記1501表示用作光學(xué)系統(tǒng)的透鏡單元(在圖19中簡稱為“透鏡”)，附圖標(biāo)記1502表示透鏡驅(qū)動單元，附圖標(biāo)記1503表示機械快門(簡稱為“快門”)，附圖標(biāo)記1504表示機械快門驅(qū)動單元(在圖19中簡稱為“快門驅(qū)動單元”)，附圖標(biāo)記1505表示A/D轉(zhuǎn)換器，并且附圖標(biāo)記1200表示如圖16所示配置的攝像單元。附圖標(biāo)記1506表示拍攝圖像信號處理電路，附圖標(biāo)記1507表示定時生成單元，附圖標(biāo)記1508表示存儲器單元，附圖標(biāo)記1509表示控制單元，附圖標(biāo)記1510表示記錄介質(zhì)控制接口單元(在圖19中簡稱為“記錄介質(zhì)控制I/F單元”),附圖標(biāo)記1511表示顯示單元，附圖標(biāo)記1512表示記錄介質(zhì)，附圖標(biāo)記1513表示外部接口單元(在圖19中簡稱為“外部I/F單元”)，附圖標(biāo)記1514表示測光單元,并且附圖標(biāo)記1515表示焦點調(diào)整單元。在攝像單元1200上形成通過透鏡1501的被攝體圖像。以圖像信號的形式輸入在攝像單元1200上形成的被攝體圖像。由拍攝圖像信號處理電路1506將圖像信號放大并從模擬信號形式轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號形式(A/D轉(zhuǎn)換)。在A/D轉(zhuǎn)換之后，拍攝圖像信號處理電路1506獲得如圖2認(rèn)中示出的1 、61、62、8信號，并進行各種調(diào)整、圖像數(shù)據(jù)壓縮等。通過透鏡驅(qū)動單元1502驅(qū)動并控制透鏡1501的變焦、調(diào)焦和光圈。機械快門1503是只具有與單透鏡反光照相機中使用的焦平面快門的后簾幕相對應(yīng)的簾幕的快門機構(gòu)。通過快門驅(qū)動單元1504驅(qū)動并控制機械快門1503。定時生成單元1507向攝像單元1200和拍攝圖像信號處理電路1506輸出定時信號?？刂茊卧?509進行整個攝像系統(tǒng)的控制和各種計算。存儲器單元1508暫時存儲圖像數(shù)據(jù)。記錄介質(zhì)控制I/F單元1510將圖像數(shù)據(jù)記錄在記錄介質(zhì)1512上或從記錄介質(zhì)1512讀出圖像數(shù)據(jù)。顯示單元1511顯示圖像數(shù)據(jù)。記錄介質(zhì)1512是半導(dǎo)體存儲器等可移動存儲介質(zhì)，并且記錄圖像數(shù)據(jù)。外部I/F單元1513是與外部計算機等通信的接口。測光單元1514檢測關(guān)于被攝體的亮度的信息。焦點調(diào)整單元1515檢測到被攝體的距離。圖20是示出包括在圖19的拍攝圖像信號處理電路1506中的基于來自A/D轉(zhuǎn)換器1505的信號R、GU G2和B來進行處理的WB處理電路601和信號處理控制單元605的WB電路控制的結(jié)構(gòu)的例子的框圖。附圖標(biāo)記601表示W(wǎng)B處理電路(在圖20中簡稱為“WB”)，附圖標(biāo)記602表示顏色信號生成電路，附圖標(biāo)記603表示輝度信號生成電路，附圖標(biāo)記604表示用作調(diào)整單元的APC(Automatic Power Control,自動功率控制)電路,并且附圖標(biāo)記605表示信號處理控制單元。附圖標(biāo)記606表示CPU，附圖標(biāo)記607表示R0M，并且附圖標(biāo)記608表示RAM。ROM607包括WB控制程序607a、WB系數(shù)計算程序607b和白檢測范圍表607c。RAM 608包括圖像數(shù)據(jù)存儲區(qū)608a、顏色評價值存儲區(qū)608b和算出WB系數(shù)存儲區(qū)608c。將圖21A中示出的數(shù)字圖像信號R、G1、G2和B以圖21B中示出的塊為單位輸入到WB處理電路601和信號處理控制單元605。信號處理控制單元605將基于輸入的數(shù)字圖像信號R、GU G2和B確定的WB系數(shù)提供給WB處理電路601，在WB處理電路601中進行WB處理。信號處理控制單元605包括用于計算控制的CPU 606、用于存儲固定程序和數(shù)據(jù)的ROM 607和用于臨時存儲的RAM 608。根據(jù)本實施例，在假定ROM 607已經(jīng)存儲了處理程序和表的情況下進行WB處理。然而，還可以將它們存儲在可重寫的非易失性RAM中以使得能夠?qū)λ鼈冞M行改變。ROM 607具有程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)。在本實施例中，程序存儲區(qū)具有包含用于WB處理的過程的WB控制程序607a和用于如背景技術(shù)部分中所述確定WB系數(shù)的WB系數(shù)計算程序607b。數(shù)據(jù)存儲區(qū)具有如圖22中示出的白檢測范圍表607c。RAM 608具有用于存儲輸入的圖像數(shù)據(jù)中進行WB處理所需要的量的數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)存儲區(qū)608a、用于存儲顏色評價值的顏色評價值存儲區(qū)608b和用于存儲基于實際時間計算出的WB系數(shù)的算出WB系數(shù)存儲區(qū)608c。在本實施例中，根據(jù)包含在ROM 607中的程序來使用數(shù)據(jù)?；谟蒀PU 606輸入的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)R、G1、G2和B，通過使用RAM 608的區(qū)，計算、選擇并確定WB系數(shù)。將確定的WB系數(shù)傳送到WB 601，在WB 601中進行適當(dāng)?shù)腤B處理。在WB 601中進行了 WB處理之后，在顏色信號生成電路602中，生成色差信號U和V。同時，通過用于生成輝度信號的輝度生成電路603和用于放大輝度信號的高頻分量的APC電路604來生成輝度信號Y。根據(jù)色差信號U、V和輝度信號Y，獲得顏色圖像。處理生成的色差信號U、V和輝度信號Y的方法依賴于攝像設(shè)備的使用/應(yīng)用而改變。然而，可以將任何處理方法應(yīng)用到本實施例。圖15是示出根據(jù)本實施例的操作的概念圖。作為本實施例的例子，示出了電子變焦放大率為4(X4)時運動圖像模式下攝像設(shè)備的典型操作。圖15示出以時間順序布置的連續(xù)幀M-3到N+1 (其中N > M，并且M和N是整數(shù)) 中的運動圖像的輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)以m幀/秒(m是等于或大于2的整數(shù))的速率讀出圖像信號時，在第一模式下讀出m幀中的η幀(η是等于或大于I并且小于m的整數(shù))，并且在第二模式下讀出m幀中的m-n幀。幀M-3是設(shè)置電子變焦前電子變焦關(guān)閉的幀。在第一模式下驅(qū)動攝像單元時讀出該幀。幀M-2和隨后的幀是電子變焦開啟的幀。在第一或第二模式下驅(qū)動攝像單元時讀出這些幀。在第一模式下，在攝像單元1200中，通過例如在垂直方向上每隔兩行進行讀取，讀出對應(yīng)于有效像素區(qū)的圖23的矩形區(qū)901。在第二模式下，在攝像單元1200中讀出圖23的矩形區(qū)902。矩形區(qū)901對應(yīng)于圖25的第一區(qū)1301。矩形區(qū)902對應(yīng)于圖25的第二區(qū)1302。矩形區(qū)902是例如從矩形區(qū)901的中心延伸到矩形區(qū)901的對角方向的一半的區(qū)。當(dāng)將電子變焦放大率4(X4)應(yīng)用到矩形區(qū)901時獲得矩形區(qū)902。優(yōu)選地，將在第一模式下驅(qū)動攝像單元1200的情況下的幀頻和在第二模式下操作攝像單元1200的情況下的幀頻設(shè)置成相同的幀頻。在幀M-3之前，在第一模式下驅(qū)動攝像單元1200。在幀M_2之后，在第一模式或第二模式下驅(qū)動攝像單元1200。如通過幀M和幀N示出的，在第一模式下驅(qū)動攝像單元1200，以在每預(yù)定數(shù)量的幀之間處理一個幀。例如，當(dāng)每隔10秒鐘處理一個幀并且將幀頻設(shè)置為30幀/秒，則執(zhí)行第一模式以在每300幀之間處理一個幀。然后，基于在第一模式下讀出的幀M、N，計算用于WB處理的校正值，并且將該校正值反映到幀M+1、N+1和隨后的幀。對于在 第一模式下驅(qū)動攝像單元時讀出的幀M、N，切割出小于讀出幀的視角的區(qū)，并且調(diào)整切割出的圖像的大小以獲得輸出圖像。優(yōu)選地，在拍攝圖像信號處理電路1506中，切割出具有與在第二模式下讀出的幀的視角相等的視角的區(qū)，并且調(diào)整圖像的大小以獲得輸出圖像。如上所述，通過使用在第一模式下讀出的圖像作為輸出圖像，可以將幀頻保持在預(yù)定水平。在這種情況下，由于通過調(diào)整在第一模式下讀出的圖像的大小而獲得的圖像具有比在第二模式下讀出的圖像低的分辨率，優(yōu)選地，在用作調(diào)整單元的APC電路604中進行調(diào)整以減少分辨率差。更具體地，進行APC處理以增加高頻輝度信號的放大因數(shù)。使用上述的方法，即使在如使用電子變焦拍攝運動圖像的情況下降低時，也可以進行適當(dāng)?shù)腤B處理。同樣，通過將兩種不同模式的幀頻設(shè)置為相同，可以實現(xiàn)平滑的運動圖像。在上述方法中，將在第一模式下讀出的幀用作輸出圖像。然而，當(dāng)調(diào)整在第一模式下讀出的幀的大小以具有與在第二模式下讀出的圖像的視角相等的視角時，在第一模式下讀出的幀將具有比在第二模式下讀出的圖像更少的信息量和更低的分辨率，導(dǎo)致了低劣的圖像質(zhì)量。為了解決該問題，僅以預(yù)定幀間隔讀出在第二模式下讀出的幀，并且在第二模式下驅(qū)動攝像單元時讀出的幀之間的間隔中讀出在第一模式下驅(qū)動攝像單元時讀出以進行WB處理的幀。還可以只使用在第二模式下讀出的幀來獲得輸出圖像。在這種情況下，由于不使用在第一模式下讀出的幀的圖像數(shù)據(jù)，不會發(fā)生使用在第一模式下讀出的幀可能導(dǎo)致的圖像質(zhì)量的劣化。此外，由于以恒定的幀間隔讀出在第二模式下讀出的幀，可以實現(xiàn)平滑的運動圖像。第六實施例圖24是示出根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例的操作的概念圖。作為本實施例的例子，示出了當(dāng)用于以設(shè)置成4(X4)的電子變焦放大率拍攝靜止圖像時攝像設(shè)備的典型操作。圖24示出從攝像設(shè)備讀出的、以時間順序從左到右布置的連續(xù)幀，在SW2之前的那些幀是在拍攝靜止圖像之前獲取的，并且最后一幀代表靜止圖像。針對幀P-3到P-1，在第一模式下驅(qū)動攝像單元。在SW2，將模式切換成第二模式，并且讀出幀P。在第一模式下，在攝像單元1200中，通過在垂直方向上每隔兩行進行讀取，來讀出圖23的矩形區(qū)901。在第二模式下，在攝像單元1200中讀出圖23的矩形區(qū)902。矩形區(qū)902是從矩形區(qū)901的中心延伸到矩形區(qū)901的對角方向的一半的區(qū)。當(dāng)將電子變焦放大率4(X4)應(yīng)用到矩形區(qū)901時獲得矩形區(qū)902。通過在拍攝圖像信號處理電路1506中切割出預(yù)定的區(qū)域，來調(diào)整幀P-3到幀P-I的圖像數(shù)據(jù)的大小，以具有與幀P的視角相等的視角。利用顯示單元1511顯示產(chǎn)生的圖像。同時，基于幀P-I的圖像數(shù)據(jù)，利用拍攝圖像信號處理電路1506進行WB處理?；谶@樣獲得的WB系數(shù)和幀P的圖像數(shù)據(jù)，產(chǎn)生靜止圖像。在這種情況下，優(yōu)選進行APC處理，以使得從幀P-3到P-I獲得的APC電路604中的高頻輝度信號的放大因數(shù)大于從幀P (P為整數(shù))獲得的放大因數(shù)。如上所述，通過使用上述方法，即使在如使用電子變焦拍攝靜止圖像的情況下白色的比例可能降低時，也可以進行適當(dāng)?shù)腤B處理。在上面給出的實施例中，描述了將本發(fā)明應(yīng)用到數(shù)字照相機的情況，但是應(yīng)當(dāng)理 解，本發(fā)明的應(yīng)用不限于數(shù)字照相機，并且還可以應(yīng)用到數(shù)字?jǐn)z像機、裝備有數(shù)字照相機的移動電話、掃描儀等。本發(fā)明可以應(yīng)用到響應(yīng)于從以有線或無線方式與照相機連接的個人計算機發(fā)送的釋放命令，通過遠程操作拍攝圖像的照相機。另外，本發(fā)明的范圍包括將實現(xiàn)上述實施例的功能的軟件的程序代碼提供給連接到各種裝置的元件或系統(tǒng)中的計算機的情況。本發(fā)明的范圍還包括根據(jù)存儲在系統(tǒng)或裝置的計算機(CPU或MPU)中的程序操作各種裝置的情況。在這種情況下，軟件的程序代碼實現(xiàn)上述實施例的功能。換而言之，程序代碼和如存儲程序代碼的記錄介質(zhì)等用于將程序代碼提供給計算機的單元可以構(gòu)成本發(fā)明。存儲程序代碼的記錄介質(zhì)可以是例如軟盤、硬盤、光盤、磁光盤、CD-ROM、磁帶、非易失性存儲器卡、匪等。本發(fā)明的范圍不僅包括通過執(zhí)行提供給計算機的程序代碼來實現(xiàn)上述實施例的功能的情況，還包括運行程序代碼的計算機的OS(操作系統(tǒng))。同樣，當(dāng)通過與其它應(yīng)用軟件聯(lián)合工作的程序代碼實現(xiàn)上述實施例的功能時，這樣的程序代碼也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，本發(fā)明的范圍包括計算機的功能擴展板或連接到計算機的功能擴展單元中包括的CPU，該CPU基于存儲在設(shè)置在功能擴展板或功能擴展單元中的存儲器中的所提供的程序代碼的指示來實現(xiàn)上述實施例的功能。本發(fā)明的范圍還包括CPU進行部分或全部實際處理并且通過該處理實現(xiàn)上述實施例的功能的情況。第七實施例根據(jù)上面給出的第一到第六實施例的軟件結(jié)構(gòu)和硬件結(jié)構(gòu)可以互換。在本發(fā)明中，可以根據(jù)需要結(jié)合上面給出的實施例或它們的技術(shù)特征。同樣，在本發(fā)明中，可以使用權(quán)利要求中的任何一個以及實施例的結(jié)構(gòu)的全部或部分來形成單個裝置。本發(fā)明可以與攝像設(shè)備(例如，數(shù)字照相機或攝像機)或處理從攝像設(shè)備獲得的信號的信號處理裝置等其它裝置結(jié)合?？蛇x地，本發(fā)明可以是組成裝置的元件。盡管已經(jīng)參考典型實施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的典型實施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
本申請要求2006年4月25日提交的日本專利申請2006-121271和2006年6月13日提交的日本專利申請2006-164067的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此通過引用被整體包括。
權(quán)利要求
1.一種攝像設(shè)備，包括 攝像單元，其中在攝像面上布置有多個光電轉(zhuǎn)換元件；以及 控制單元， 其中，所述控制單元具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下，從布置在所述攝像面的第一區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，所述圖像信號是針對由所述第一區(qū)分割得到的多個分割區(qū)中的每一個分別讀出的，并且在所述第二模式下，從布置在所述攝像面的小于所述第一區(qū)的第二區(qū)中的第二光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號， 在所述第二模式下的圖像信號的讀出和隨后的所述第二模式下的圖像信號的讀出之間，在所述第一模式下進行所述分割區(qū)的圖像信號的讀出， 至少基于在所述第一模式下讀出的所述分割區(qū)的圖像信號來計算校正值，以及 對在所述第二模式下讀出的圖像信號進行白平衡處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 所述控制單元進行控制，以使得交替地進行所述第一模式下的讀出和所述第二模式下的讀出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 所述控制單元進行控制，以使得每當(dāng)進行M次所述第二模式下的讀出時，進行一次所述第一模式下的讀出，其中，M是大于或等于2的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 每次進行所述第一模式下的讀出時，所述控制單元改變在所述第一模式下讀出的所述分割區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 當(dāng)在所述第一模式下讀出的所述分割區(qū)的總大小超過所述第二區(qū)的大小時，所述控制單元計算所述校正值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 當(dāng)在所述第一模式下讀出的所述分割區(qū)的總大小等于所述第一區(qū)的大小時，所述控制單元計算所述校正值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 每次在所述第一模式下進行從所述分割區(qū)的讀出時，所述控制單元計算所述校正值。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 所述控制單元將所述攝像面上除所述第二區(qū)以外的區(qū)分割成所述分割區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的攝像設(shè)備，其特征在于，還包括讀出部件，所述讀出部件用于從所述光電轉(zhuǎn)換元件讀出圖像信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的攝像設(shè)備，其特征在于， 所述讀出部件在預(yù)定數(shù)量的幀內(nèi)從布置在全部所述分割區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號。
11.一種用于控制攝像設(shè)備的方法，所述攝像設(shè)備包括攝像單元，其中在攝像面上布置有多個光電轉(zhuǎn)換元件；以及控制單元，用于控制所述攝像單元，其中，所述控制單元具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下，從布置在所述攝像面的第一區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，所述圖像信號是針對由所述第一區(qū)分割得到的多個分割區(qū)中的每一個分別讀出的，并且在所述第二模式下，從布置在所述攝像面的小于所述第一區(qū)的第二區(qū)中的第二光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，在所述第二模式下的圖像信號的讀出和隨后的所述第二模式下的圖像信號的讀出之間，在所述第一模式下進行所述分割區(qū)的圖像信號的讀出， 所述方法包括如下步驟 至少基于在所述第一模式下讀出的圖像信號來計算校正值，以及 基于所述校正值對在所述第二模式下讀出的圖像信號進行白平衡處理。
全文摘要
使用基于通過在第一模式下控制攝像單元從攝像單元輸出的圖像信號而獲得的校正值，對通過在第二模式下控制攝像單元從攝像單元輸出的圖像信號進行白平衡處理，在第一模式下，從布置在攝像面的第一區(qū)中的第一光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號，并且在第二模式下，從布置在攝像面的小于第一區(qū)的第二區(qū)中的第二光電轉(zhuǎn)換元件組讀出圖像信號。
文檔編號H04N9/73GK102665043SQ201210096560
公開日2012年9月12日 申請日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者根岸典央, 諏訪剛史 申請人:佳能株式會社