攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法。所述攝像設(shè)備包括：圖像傳感器；設(shè)置單元，用于在所述圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域；調(diào)焦控制單元，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制；以及讀出單元，用于并行地讀出來自所述第一區(qū)域的第一焦點檢測信號和來自所述第二區(qū)域的圖像信號。所述讀出單元將用于讀出焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于用于讀出圖像信號的幀頻。
【專利說明】攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法，尤其涉及自動執(zhí)行聚焦控制的攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，在數(shù)字靜態(tài)照相機等中，作為用于移動調(diào)焦透鏡位置并且聚焦于被攝體的方法，已采用了使用從諸如CCD或CMOS傳感器等的圖像傳感器所獲得的圖像信號來自動執(zhí)行聚焦控制的自動調(diào)焦(AF)技術(shù)。利用這種AF技術(shù)，使用從圖像傳感器中的所有像素所獲得的信號來生成焦點評價值將導(dǎo)致讀出需要長的時間。響應(yīng)于此，存在如下技術(shù)，其中該技術(shù)通過使用通過按預(yù)定像素間隔對預(yù)定像素數(shù)進行相加、由此在圖像區(qū)域的預(yù)定方向上對圖像信號進行間隔剔除所獲得的圖像信號(以下稱為“間隔剔除相加信號”)，來縮短讀出時間并使AF高速化。然而，對圖像信號進行相加和間隔剔除影響被攝體的頻率特性，因而如圖10所示，使用來自所有像素的信號所計算出的焦點評價值的峰位置將不同于使用間隔剔除相加信號所計算出的焦點評價值的峰位置。結(jié)果，在要拍攝的圖像使用來自所有像素的信號的情況下，在使用利用間隔剔除相加信號所計算出的焦點評價值執(zhí)行AF時，無法使要拍攝的圖像聚焦。因而，作為另一方法，可以考慮通過僅對圖像區(qū)域的部分區(qū)域進行讀出、而不是對圖像進行相加或間隔剔除來縮短讀出時間的方法。然而，該技術(shù)僅對部分區(qū)域進行讀出，這樣，由此所得的圖像無法用于實時取景顯示。
[0003]存在其它技術(shù):設(shè)置兩個圖像傳感器，以交替方式輸出來自這兩個圖像傳感器的圖像數(shù)據(jù)，并且使用圖像數(shù)據(jù)的一個實例來控制動畫的拍攝，而使用圖像數(shù)據(jù)的另一實例來進行AF控制；在AF控制中，通過采用適合于AF的曝光控制和像素相加等來實現(xiàn)高速驅(qū)動(參見日本特開2007-097033)。
[0004]然而，日本特開2007-097033所公開的技術(shù)需要兩個圖像傳感器，這樣使裝置的大小增加并使其成本提高。此外，以交替方式輸出圖像數(shù)據(jù)的技術(shù)由于來自所有像素的信號的讀出時間長而花費時間。此外，在以交替方式輸出圖像數(shù)據(jù)的技術(shù)中，無法同時使用圖像數(shù)據(jù)的兩個實例。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是考慮到以上情形而作出的，并且使得可以在維持AF的精度的同時快速地執(zhí)行AF。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，提供一種攝像設(shè)備，包括:圖像傳感器；設(shè)置單元，用于在所述圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域；調(diào)焦控制單元，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制；以及讀出單元，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號，其中，所述讀出單元將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
[0007]此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種攝像設(shè)備，包括:圖像傳感器；設(shè)置單元，用于在所述圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域；調(diào)焦控制單元，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制；讀出單元，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號；以及顯示單元，用于顯示從所述第二區(qū)域所獲得的圖像信號，其中，所述讀出單元通過對圖像信號執(zhí)行相加和間隔剔除中的至少一個，來從所述第二區(qū)域獲得所述圖像信號，以及所述讀出單元將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
[0008]此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種攝像設(shè)備的控制方法，所述控制方法包括以下步驟:設(shè)置步驟，用于在所述攝像設(shè)備的圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域；讀出步驟，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號；以及調(diào)焦控制步驟，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制，其中，在所述讀出步驟中，將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
[0009]此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種攝像設(shè)備的控制方法，所述控制方法包括以下步驟:設(shè)置步驟，用于在所述攝像設(shè)備的圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域；讀出步驟，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號；調(diào)焦控制步驟，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制；以及顯示步驟，用于顯示從所述第二區(qū)域所獲得的圖像信號，其中，在所述讀出步驟中，通過對圖像信號執(zhí)行相加和間隔剔除中的至少一個來從所述第二區(qū)域獲得所述圖像信號，以及在所述讀出步驟中，將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
[0010]通過以下(參考附圖)對典型實施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]包含在說明書中并構(gòu)成說明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用來解釋本發(fā)明的原理。
[0012]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0013]圖2是示出根據(jù)實施例的攝像設(shè)備中所設(shè)置的像素的結(jié)構(gòu)的圖；
[0014]圖3是示出在獲得信號時從垂直掃描電路所輸出的信號的時序圖；
[0015]圖4是示出電荷累積時間段和圖像讀出定時的圖；
[0016]圖5是示出根據(jù)實施例的攝像處理的整體流程的流程圖；
[0017]圖6是示出根據(jù)實施例的AF操作的流程圖；
[0018]圖7是示出根據(jù)實施例的用于設(shè)置焦點檢測區(qū)域的處理的流程圖；
[0019]圖8是示出根據(jù)實施例的圖6所示的讀出方法的確定的流程圖；
[0020]圖9A?9C是針對多個讀出方法示出讀出區(qū)域的圖；以及
[0021]圖10是示出使用來自所有像素的信號所計算出的焦點評價值的峰位置和使用間隔剔除相加信號所計算出的焦點評價值的峰位置的圖。

【具體實施方式】
[0022]將根據(jù)附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的典型實施例。
[0023]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的用作攝像設(shè)備的數(shù)字照相機的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，從被攝體反射來的、并且經(jīng)由包括變焦機構(gòu)的攝像鏡頭101和控制光量的光圈/快門102而入射的光通過調(diào)焦透鏡104在圖像傳感器107上成像。圖像傳感器107接收已成像的光，將該光轉(zhuǎn)換成電氣信號，并且將該信號輸出至A/D轉(zhuǎn)換單元108。A/D轉(zhuǎn)換單元108包括用于降低從圖像傳感器107所輸出的電氣信號中的輸出噪聲的CDS電路、在A/D轉(zhuǎn)換之前所使用的非線性放大器和用于執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換電路等，并且將通過該轉(zhuǎn)換所得到的數(shù)字圖像信號輸出至圖像處理單元109。
[0024]圖像處理單元109對從A/D轉(zhuǎn)換單元108所輸出的圖像信號執(zhí)行諸如伽瑪轉(zhuǎn)換等的預(yù)定圖像處理，之后該圖像信號由格式轉(zhuǎn)換單元110轉(zhuǎn)換成適合記錄或顯示等的格式，然后被存儲在內(nèi)部存儲器111中。內(nèi)部存儲器111是諸如隨機存取存儲器等的高速存儲器，并且以下將被稱為“DRAM”。使用DRAM111作為用于臨時存儲圖像的高速緩沖器或者用于對圖像進行壓縮和解壓縮的工作存儲器。圖像記錄單元112由諸如存儲卡等的記錄介質(zhì)及其接口構(gòu)成，并且經(jīng)由DRAM111記錄圖像等。除顯示圖像以外，圖像顯示單元117還進行操作輔助的顯示、照相機狀態(tài)的顯示、以及攝像時攝像畫面和焦點檢測區(qū)域的顯示；這些顯示是經(jīng)由圖像顯示用存儲器116(以下稱為“VRAM”)來執(zhí)行的。
[0025]操作單元118是用于從外部對照相機進行操作的單元，并且包括諸如以下所述等的開關(guān)。也就是說，存在以下:菜單開關(guān)，用于進行諸如攝像設(shè)備中的攝像功能和圖像重放的設(shè)置、以及針對各種攝像模式的詳細(xì)設(shè)置等的各種設(shè)置；變焦桿，用于指示攝像鏡頭101進行變焦操作；以及操作模式切換開關(guān)，用于在攝像模式和重放模式之間切換；等等。此夕卜，攝像模式開關(guān)119是用于選擇諸如微距模式或遠(yuǎn)景模式等的攝像模式的開關(guān)，并且在本實施例中，根據(jù)用戶所選擇的攝像模式來改變焦點檢測區(qū)域、驅(qū)動調(diào)焦透鏡104的范圍和AF操作等。照相機還包括:主開關(guān)120，用于接通照相機系統(tǒng)的電源；開關(guān)121 (以下稱為“SW1”)，用于進行諸如AF和AE等的攝像準(zhǔn)備操作；以及攝像開關(guān)122(以下稱為“SW2”)，用于在操作了 SWl之后進行攝像。
[0026]另一方面，系統(tǒng)控制單元113控制包括攝像序列的系統(tǒng)整體。AE處理單元103對從圖像處理單元109輸出的處理后的圖像信號執(zhí)行測光處理，求出曝光控制所用的AE評價值，并且通過控制快門速度、光圈和感光度來控制曝光。注意，在圖像傳感器107具有電子快門功能的情況下，AE處理單元103還控制圖像傳感器107的復(fù)位和讀出定時。AF處理單元106通過根據(jù)以下將說明的焦點調(diào)節(jié)控制(AF處理)驅(qū)動馬達(dá)105來移動調(diào)焦透鏡104。
[0027]將預(yù)定的定時信號從時序發(fā)生器(TG) 114輸出至系統(tǒng)控制單元113和傳感器驅(qū)動器115，并且系統(tǒng)控制單元113與該定時信號同步地執(zhí)行各種控制。傳感器驅(qū)動器115從TG114接收定時信號，并且與該定時信號同步地驅(qū)動圖像傳感器107。
[0028]接著，將參考圖2來說明圖1所示的圖像傳感器107中所設(shè)置的像素的結(jié)構(gòu)。注意，盡管圖2示出在垂直方向上排列的四個像素，但實際上，圖像傳感器107包括二維排列的極大量的像素。
[0029]附圖標(biāo)記201表示接收穿過了包括攝像鏡頭101、光圈/快門102和調(diào)焦透鏡104的攝像光學(xué)系統(tǒng)的光的像素；像素201對入射到表面的光進行光電轉(zhuǎn)換，并且輸出電氣信號。像素201包括光電二極管202、傳送晶體管203、放大器204和復(fù)位晶體管205。傳送晶體管203和復(fù)位晶體管205響應(yīng)來自垂直掃描電路206的信號而進行工作。垂直掃描電路206包括移位寄存器和用于生成傳送晶體管203等所用的驅(qū)動信號以驅(qū)動各像素的信號生成電路等。通過使用所生成的驅(qū)動信號(TXl?TX4和RSl?RS4等)控制傳送晶體管203和復(fù)位晶體管205，可以復(fù)位并讀出光電二極管202中的電荷，由此可以控制電荷累積時間段。
[0030]另一方面，水平掃描電路209包括移位寄存器、列放大器電路210、信號輸出選擇開關(guān)211和向著外部的輸出所用的輸出電路(未示出)等?？梢酝ㄟ^經(jīng)由來自傳感器驅(qū)動器115的信號改變列放大器電路210的設(shè)置來放大從像素所讀出的信號。
[0031]接著，將參考圖3和4來說明在獲得圖像時、具有如圖2所示構(gòu)成的像素的圖像傳感器107所進行的一般控制。圖3是示出在獲得圖像時垂直掃描電路206所生成的信號的時序圖。
[0032]在各行中的TX信號(TXl?TX4)和RS信號(RSl?RS4)這兩者變?yōu)楦叩那闆r下，各像素的光電二極管202中的電荷被復(fù)位，而在TX信號和RS信號這兩者變?yōu)榈偷那闆r下，開始電荷累積。在TG114所設(shè)置的條件下，按照預(yù)定順序來順次執(zhí)行該操作。然后，在經(jīng)過了預(yù)定的電荷累積時間段之后，TX信號再次變?yōu)楦?，并且光電二極管202中的電荷被讀出至放大器204的柵極。根據(jù)來自放大器204的信號來生成圖像信號，并且經(jīng)由水平掃描電路209輸出該圖像信號。該操作也在TG114所設(shè)置的條件下執(zhí)行。
[0033]在本實施例中，攝像設(shè)備I中所設(shè)置的圖像傳感器107是CMOS圖像傳感器。因此，根據(jù)垂直掃描電路206中的移位寄存器的設(shè)置，可以選擇按何種順序驅(qū)動給定行的傳送晶體管203 ;此外，可以重復(fù)選擇同一行并從該行讀出信號。此外，根據(jù)水平掃描電路209中的移位寄存器的設(shè)置，可以通過使某個列的選擇開關(guān)211進行工作，來選擇從同一行的信號中輸出該列信號。通過該操作，可以指定要從哪些像素中按何種順序讀出信號。
[0034]圖4示出電荷累積時間段和將所累積的電荷作為圖像讀出的定時?；赥G114和傳感器驅(qū)動器115所生成的垂直同步信號來執(zhí)行曝光和信號讀出。
[0035]接著，將使用圖5?9C來詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的本實施例所進行的操作。圖5是示出攝像處理的整體流程的流程圖。首先，在步驟S501中，AE處理單元103基于圖像處理單元109的輸出來執(zhí)行AE處理，然后處理進入步驟S502。在步驟S502中檢查SWl的狀態(tài)；處理在SWl為接通的情況下進入步驟S503，并且在SWl不為接通的情況下返回至步驟S501。在步驟S503中，執(zhí)行后面將說明的AF操作，之后處理進入步驟S504。在步驟S504中檢查SWl的狀態(tài)；處理在SWl為接通的情況下進入步驟S505，并且在SWl不為接通的情況下返回至步驟S501。在步驟S505中檢查SW2的狀態(tài)；處理在SW2為接通的情況下進入步驟S506，并且在SW2不為接通的情況下返回至步驟S504。在步驟S506中，執(zhí)行攝像操作，之后處理返回至步驟S501。
[0036]圖6是示出圖5的步驟S503中所執(zhí)行的AF操作的流程圖。首先，在步驟S601中，設(shè)置焦點檢測區(qū)域。這里，將參考圖7的流程圖來說明步驟S601中所執(zhí)行的用于設(shè)置焦點檢測區(qū)域的處理。在步驟S701中，判斷焦點檢測區(qū)域的設(shè)置是否是單框設(shè)置，并且在該設(shè)置是單框設(shè)置的情況下，處理進入步驟S702，而在該設(shè)置不是單框設(shè)置的情況下，處理進入步驟S703。在步驟S702中，如圖9B所示，在預(yù)定區(qū)域中設(shè)置單框焦點檢測區(qū)域901，之后流程結(jié)束并且處理進入步驟S602。在步驟S703中，如圖9C所示，在預(yù)定區(qū)域中設(shè)置多個焦點檢測區(qū)域902，之后處理進入圖6的步驟S602。
[0037]在步驟S602中，確定讀出方法。這里，將參考圖8的流程圖來說明步驟S602中所執(zhí)行的用于確定讀出方法的過程。首先，在步驟S801中，獲得當(dāng)在水平方向上通過相加和/或間隔剔除以高速讀出如圖9A所示的整個圖像區(qū)域時的幀頻FastRate (例如，幀頻為180fps)，并且處理進入步驟S802。這里，將該讀出設(shè)置定義為“FastAF”。
[0038]接著，在步驟S802中，獲得當(dāng)在水平方向上通過相加和/或間隔剔除以低電力消耗讀出整個圖像區(qū)域時的巾貞頻AllAreaLowRate (例如，巾貞頻為30fps),并且處理進入步驟S803。這里，將該讀出設(shè)置定義為“AllAreaLowAF”。假定這里所使用的相加和/或間隔剔除所用的方法與基于上述的FastAF設(shè)置的讀出中所使用的相加和/或間隔剔除所用的方法相同。此外，與FastAF設(shè)置時相比，降低幀頻導(dǎo)致電力消耗下降。
[0039]在步驟S803中，獲得當(dāng)以高速讀出如圖9B所示的焦點檢測區(qū)域901內(nèi)的所有像素時的巾貞頻SingleFrameRate (例如，巾貞頻為180fps),之后處理進入步驟S804。這里,將該讀出設(shè)置定義為“SingleFrameAF”。盡管該讀出方法由于讀出所有像素而花費時間，但可以通過將讀出限制于焦點檢測區(qū)域901來提高幀頻。
[0040]在步驟S804中，獲得當(dāng)以高速讀出如圖9C所示的焦點檢測區(qū)域902內(nèi)的所有像素時的幀頻MultiFrameRate (例如，幀頻為120fps)，之后處理進入步驟S805。這里，將該讀出設(shè)置定義為“MultiFrameAF”。盡管幀頻將低于SingleFrameRate，但將讀出區(qū)域限制于焦點檢測區(qū)域902 ;如此，即使讀出焦點檢測區(qū)域902內(nèi)的所有像素，與讀出整個圖像區(qū)域中的所有像素的情況相比，也可以使幀頻保持較高。
[0041]在步驟S805中，判斷是否存儲有與當(dāng)前變焦位置相對應(yīng)的差分?jǐn)?shù)據(jù)；處理在存儲有差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下進入步驟S806，并且在沒有存儲差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下進入步驟S807。注意，差分?jǐn)?shù)據(jù)是表示由于讀出方法的差異所引起的焦點評價值峰之間的差的數(shù)據(jù)，并且在后面將說明的步驟S615中進行計算并存儲。在步驟S806中，流程以將設(shè)置(I)設(shè)置為FastAF并將設(shè)置(2)設(shè)置為未使用而結(jié)束，之后處理進入步驟S603。
[0042]在步驟S807中，判斷焦點檢測區(qū)域的設(shè)置是否是單框設(shè)置，并且在該設(shè)置是單框設(shè)置的情況下，處理進入步驟S808，而在該設(shè)置不是單框設(shè)置的情況下，處理進入步驟S809。在步驟S808中，流程以將設(shè)置(I)設(shè)置為AllAreaLowAF并將設(shè)置(2)設(shè)置為SingleFrameAF而結(jié)束，之后處理進入步驟S603。在步驟S809中，流程以將設(shè)置(I)設(shè)置為AllAreaLowAF并將設(shè)置⑵設(shè)置為MultiFrameAF而結(jié)束，之后處理進入步驟S603。
[0043]在步驟S603中，根據(jù)攝像模式和焦距等來設(shè)置調(diào)焦透鏡的掃描范圍，之后處理進入步驟S604。在步驟S604中，執(zhí)行用以使調(diào)焦透鏡移動至AF掃描所用的開始位置的初始調(diào)焦驅(qū)動，之后處理進入步驟S605。在步驟S605中，開始使調(diào)焦透鏡以基于步驟S602中所確定的讀出方法的幀頻所計算出的驅(qū)動速度沿預(yù)定方向移動，之后處理進入步驟S606。這里，將該預(yù)定方向設(shè)置為與步驟S604中所執(zhí)行的初始調(diào)焦驅(qū)動期間調(diào)焦透鏡的驅(qū)動方向相反的方向。另一方面，如果在步驟S602中設(shè)置了兩個讀出方法，則基于設(shè)置(2)的讀出方法的幀頻來計算驅(qū)動速度，而如果設(shè)置了一個讀出方法，則基于設(shè)置(I)的讀出方法的中貞頻來計算驅(qū)動速度。
[0044]在步驟S606中，使用步驟S602中所確定的一個讀出方法來讀出圖像信號，或者在兩個讀出方法的情況下，使用這兩種讀出方法來并行地讀出圖像信號。在使用兩個讀出方法來讀出圖像信號的情況下，使用基于設(shè)置(I)所讀出的圖像信號來進行實時顯示，并且在攝像時，例如，通過考慮到EVF的外觀，基于適合實時顯示的曝光條件來執(zhí)行讀出。另一方面，使用基于設(shè)置(2)所讀出的圖像信號來進行AF控制，并且在攝像時，考慮到AF精度和AF時間等，根據(jù)適合AF控制的曝光條件來執(zhí)行讀出。在步驟S607中，使用步驟S606中所讀出的圖像信號來執(zhí)行實時圖像顯示。這里，在步驟S602中設(shè)置了兩個讀出方法的情況下，顯示基于設(shè)置(I)所讀出的圖像信號，而在設(shè)置了僅一個讀出方法的情況下，顯示基于設(shè)置(I)所讀出的圖像信號。
[0045]在步驟S608中，針對使用步驟S602中所確定的讀出方法所讀出的圖像信號來獲得步驟S601中所設(shè)置的焦點檢測區(qū)域內(nèi)的焦點評價值，之后處理進入步驟S609。這里，在步驟S602中設(shè)置了兩個讀出方法的情況下，使用利用這兩個讀出方法所讀出的各個圖像信號來計算焦點評價值，而在設(shè)置了僅一個讀出方法的情況下，使用利用該讀出方法所讀出的圖像信號來計算焦點評價值。在計算焦點評價值的情況下，利用帶通濾波器(BPF)對所讀出的各個圖像信號進行處理以提取高頻成分；此外，執(zhí)行諸如累計相加等的計算處理，并且計算與高頻范圍的輪廓成分量(對比度)等相對應(yīng)的焦點評價值。以各讀出方法的幀頻并行地獲得焦點評價值。在步驟S609中，獲得調(diào)焦透鏡104的當(dāng)前位置，并且處理進入步驟S610。在步驟S610中，判斷所獲得的調(diào)焦透鏡104的當(dāng)前位置是否在步驟S603中所設(shè)置的掃描范圍內(nèi)；在該當(dāng)前位置在掃描范圍內(nèi)的情況下，處理返回至步驟S606，其中在該步驟S606中重復(fù)上述處理。據(jù)此，可以執(zhí)行多次攝像，并且可以在不同的調(diào)焦透鏡位置處獲得多個圖像信號。另一方面，在該當(dāng)前位置不在掃描范圍內(nèi)的情況下，處理進入步驟S611。
[0046]這里，針對根據(jù)基于設(shè)置(I)讀出的幀所計算出的焦點評價值(以下稱為“焦點評價值(I)”)和根據(jù)基于設(shè)置(2)讀出的幀所計算出的焦點評價值(以下稱為“焦點評價值(2) ”)，以等同于幀頻的一幀的時間量并行地執(zhí)行步驟S606?S610的一系列操作。
[0047]另一方面，使步驟S608中所獲得的焦點評價值與步驟S609中所獲得的透鏡位置相關(guān)聯(lián)，然而，在正獲得焦點評價值期間調(diào)焦透鏡104正在移動，因而計算曝光時間的中心處的調(diào)焦透鏡位置并且使該調(diào)焦透鏡位置與焦點評價值相關(guān)聯(lián)。
[0048]在步驟S611中，停止調(diào)焦透鏡104的移動，并且處理進入步驟S612。在步驟S612中，使用步驟S608中所獲得的焦點評價值和步驟S609中所獲得的調(diào)焦透鏡104的相應(yīng)位置來計算焦點評價值最大的峰位置(聚焦位置)。這里，針對焦點評價值(I)和焦點評價值(2)各自計算峰位置。
[0049]在步驟S613中，判斷是否存在與當(dāng)前變焦位置相對應(yīng)的差分?jǐn)?shù)據(jù)；處理在存在差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下進入步驟S614，并且在不存在差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下進入步驟S615。在步驟S614中，針對步驟S612中所計算出的焦點評價值的峰位置，使用差分?jǐn)?shù)據(jù)來校正該峰位置，之后處理進入步驟S616。
[0050]在步驟S615中，計算根據(jù)焦點評價值(I)和焦點評價值(2)分別計算出的峰位置之間的差，使該差與當(dāng)前變焦位置相關(guān)聯(lián)并且進行存儲。盡管在本實施例中使該差與變焦位置相關(guān)聯(lián)，但還可以使該差與諸如調(diào)焦透鏡位置或亮度條件等的其它攝像條件相關(guān)聯(lián)。
[0051]在步驟S616中執(zhí)行聚焦判斷，之后處理進入步驟S617，其中在步驟S617中，將調(diào)焦透鏡104驅(qū)動至步驟S612中所求出的焦點評價值(2)的峰位置、或者通過步驟S614中所執(zhí)行的校正所獲得的峰位置；然后AF操作結(jié)束。
[0052]這樣，通過同時輸出使用來自整個圖像區(qū)域的信號所生成的焦點評價值和僅使用來自部分圖像區(qū)域的信號所生成的焦點評價值來執(zhí)行AF控制，這樣使得可以在維持AF精度的同時快速地執(zhí)行AF。
[0053]此外，存儲如下兩個峰位置之間的差:使用通過整個圖像區(qū)域的相加和/或間隔剔除而產(chǎn)生的信號所生成的焦點評價值(I)的峰位置；以及使用通過讀出部分區(qū)域的所有像素而產(chǎn)生的信號所生成的焦點評價值(2)的峰位置。然后，在要在相同條件下進行攝像的情況下，使用差分?jǐn)?shù)據(jù)來校正根據(jù)相加和/或間隔剔除后的圖像所計算出的焦點評價值的峰位置。如此，不必并行地執(zhí)行兩個讀出，從而實現(xiàn)了高速AF和高精度AF這兩者，并且還實現(xiàn)了低電力消耗。
[0054]盡管在上述實施例中使用設(shè)置(I)和設(shè)置(2)這兩個類型的設(shè)置，但還可以添加另一讀出方法，并且可以并行地讀出并使用三個以上類型的焦點評價值。
[0055]此外，上述實施例描述了在圖像傳感器的有效像素區(qū)域中從部分焦點檢測區(qū)域和整個圖像區(qū)域讀出圖像信號的情況。然而，可以從具有所需大小的區(qū)域而不是從整個圖像區(qū)域讀出圖像信號。例如，在采用數(shù)字變焦的情況下，可以從所切出的部分區(qū)域讀出圖像信號。
[0056]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，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功倉泛。
【權(quán)利要求】
1.一種攝像設(shè)備，包括: 圖像傳感器； 設(shè)置單元，用于在所述圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域；調(diào)焦控制單元，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制；以及 讀出單元，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號， 其中，所述讀出單元將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，所述調(diào)焦控制單元還基于從所述第二區(qū)域所獲得的圖像信號來求出聚焦位置，獲得表示所獲得的聚焦位置和基于從所述第一區(qū)域所獲得的焦點檢測信號所求出的聚焦位置之間的差的差分?jǐn)?shù)據(jù)，并且將所述差分?jǐn)?shù)據(jù)與攝像條件相關(guān)聯(lián)地存儲在存儲單元中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像設(shè)備，其中，所述調(diào)焦控制單元判斷所述存儲單元中是否存儲有相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)，以及 在存儲有所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，所述調(diào)焦控制單元不讀出來自所述第一區(qū)域的焦點檢測信號，并且使用所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)來對基于通過間隔剔除讀出而從所述第二區(qū)域獲得的圖像信號所求出的聚焦位置進行校正。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的攝像設(shè)備，其中，在存儲有所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，與沒有存儲所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況相比，所述圖像傳感器更加快速地從所述第一區(qū)域輸出焦點檢測信號。
5.一種攝像設(shè)備，包括: 圖像傳感器； 設(shè)置單元，用于在所述圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域；調(diào)焦控制單元，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制； 讀出單元，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號；以及顯示單元，用于顯示從所述第二區(qū)域所獲得的圖像信號， 其中，所述讀出單元通過對圖像信號執(zhí)行相加和間隔剔除中的至少一個，來從所述第二區(qū)域獲得所述圖像信號，以及 所述讀出單元將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像設(shè)備，其中，從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的相加率低于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的相加率，或者從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的間隔剔除率低于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的間隔剔除率。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的攝像設(shè)備，其中，所述調(diào)焦控制單元還基于從所述第二區(qū)域所獲得的圖像信號來求出聚焦位置，獲得表示所獲得的聚焦位置和基于從所述第一區(qū)域所獲得的焦點檢測信號所求出的聚焦位置之間的差的差分?jǐn)?shù)據(jù)，并且將所述差分?jǐn)?shù)據(jù)與攝像條件相關(guān)聯(lián)地存儲在存儲單元中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像設(shè)備，其中，所述調(diào)焦控制單元判斷所述存儲單元中是否存儲有相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)，以及 在存儲有所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，所述調(diào)焦控制單元不讀出來自所述第一區(qū)域的焦點檢測信號，并且使用所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)來對基于通過間隔剔除讀出而從所述第二區(qū)域獲得的圖像信號所求出的聚焦位置進行校正。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像設(shè)備，其中，在存儲有所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，與沒有存儲所述相同攝像條件下所獲得的差分?jǐn)?shù)據(jù)的情況相比，所述圖像傳感器更加快速地從所述第一區(qū)域輸出焦點檢測信號。
10.一種攝像設(shè)備的控制方法，所述控制方法包括以下步驟: 設(shè)置步驟，用于在所述攝像設(shè)備的圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域； 讀出步驟，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號；以及 調(diào)焦控制步驟，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制， 其中，在所述讀出步驟中，將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
11.一種攝像設(shè)備的控制方法，所述控制方法包括以下步驟: 設(shè)置步驟，用于在所述攝像設(shè)備的圖像傳感器中設(shè)置用于獲得焦點檢測信號的第一區(qū)域和用于獲得圖像信號的第二區(qū)域，其中所述第二區(qū)域大于所述第一區(qū)域并且包含所述第一區(qū)域； 讀出步驟，用于從所述第一區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的焦點檢測信號，并且從所述第二區(qū)域讀出所述圖像傳感器中所累積的圖像信號； 調(diào)焦控制步驟，用于通過使用從所述第一區(qū)域所輸出的焦點檢測信號求出調(diào)焦透鏡的聚焦位置，來執(zhí)行調(diào)焦控制；以及 顯示步驟，用于顯示從所述第二區(qū)域所獲得的圖像信號， 其中，在所述讀出步驟中，通過對圖像信號執(zhí)行相加和間隔剔除中的至少一個來從所述第二區(qū)域獲得所述圖像信號，以及 在所述讀出步驟中，將所述焦點檢測信號與所述圖像信號并行地讀出，并且將從所述第一區(qū)域所讀出的焦點檢測信號的幀頻設(shè)置得高于從所述第二區(qū)域所讀出的圖像信號的幀頻。
【文檔編號】H04N5/232GK104469142SQ201410498015
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月25日
【發(fā)明者】上西正晃 申請人:佳能株式會社