成像设备及其控制方法

专利名称：成像设备及其控制方法
成像设备及其控制方法技术领域
本公开涉及成像设备及其控制方法。
技术背景
通过处理拍摄的图像拍摄图像将通常称为电子暗影(electronshading)的电子的暗影应用于该拍摄的图像拍摄图像的成像设备被广泛使用。在这种成像设备中，在自动聚焦(AF)操作期间检测每个检测区域的焦点位置，获得距离数据，基于该距离数据分割拍摄区域，并且逐步为每个分割区域添加电子暗影。
JP-A-2007-124280是相关技术的例子。发明内容
然而，由于分割区域之间的边界显眼，所以添加了电子暗影的图像(暗影图像)变成不自然的图像。为了提高暗影图像的质量，需要升级和增加图像处理性能的速度。
因此，需要提供能够提高暗影图像质量的成像设备以及控制该成像设备的方法。
本公开的一个实施例涉及一种成像设备，该成像设备包括具有光圈的成像光学系统；成像装置，用于输出图像信号；电子暗影处理部分，用于将电子暗影添加到对应的拍摄的图像拍摄图像；以及控制部分，用于基于成像条件判断是否将光学暗影添加到所述拍摄的图像拍摄图像，当可以添加光学暗影时，所述控制部分控制光圈并添加光学暗影，并且当难以添加光学暗影时，所述控制部分控制所述电子暗影处理部分并添加电子暗影。
当可以添加光学暗影时，所述控制部分可以控制光圈，在能由所述成像光学系统处理的范围内添加光学暗影，控制所述电子暗影处理部分，并且在剩余范围内添加电子暗影。
所述控制部分可以基于拍摄条件，从与到添加有暗影的区域的被摄体的距离相对应的暗影距离、与到被聚焦的被摄体的距离相对应的焦点距离以及景深，计算暗影判断值， 并且当该暗影判断值满足暗影阈值时，所述控制部分可以判断为可添加光学暗影。
在运动照片拍摄模式或者连续拍摄模式下，所述控制部分可以判断为难以将光学暗影添加到拍摄的图像拍摄图像。
所述成像设备可以进一步包括用于显示拍摄的图像拍摄图像的显示部分；以及用于输入用于指定所述拍摄的图像拍摄图像中添加有所述暗影的区域的操作信息的操作部分。
所述显示部分可以显示添加有所述暗影的所述拍摄的图像拍摄图像，可以将用于调节添加到所述拍摄的图像拍摄图像的暗影的程度的操作信息输入到所述操作部分，并且所述控制部分可以控制光圈和/或电子暗影，并且调节添加到所述拍摄的图像拍摄图像的暗影的程度。
所述显示部分可以关于光学暗影和电子暗影分开地显示添加到所述拍摄的图像拍摄图像的暗影的程度。
所述成像装置可以同时输出用于计算每个拍摄区域的距离信息的相位差检测信号和图像信号，所述成像设备可以进一步包括用于基于所述相位差检测信号计算每个拍摄区域的距离信息的距离信息计算部分，并且所述控制部分可以基于每个拍摄区域的距离信息将所述暗影添加所述拍摄的图像拍摄图像。
本公开的另一个实施例涉及控制该成像设备的方法，该方法包括基于拍摄条件判断是否可以将光学暗影添加到拍摄的图像拍摄图像，当可以添加光学暗影时，通过调节光圈添加光学暗影，并且当难以添加光学暗影时，通过调节图像处理添加电子暗影。
本公开的另一个实施例涉及一种成像设备，该成像设备包括成像装置，用于同时输出图像信号和每个拍摄区域的相位差检测信号；距离信息计算部分，用于基于所述相位差检测信号计算每个拍摄区域的距离信息；电子暗影处理部分，用于将电子暗影添加到与所述图像信号相对应的拍摄的图像拍摄图像；以及控制部分，用于基于每个拍摄区域的距离信息控制所述电子暗影处理部分，并将电子暗影添加到所述拍摄的图像拍摄图像。
在运动照片拍摄模式或者连续拍摄模式下，所述控制部分可以将电子暗影添加到所述拍摄的图像拍摄图像。
本公开的另一个实施例涉及用于控制该成像设备的方法，该方法包括获取与图像信号同时输出的每个拍摄区域的相位差检测信号；基于所述相位差检测信号计算每个拍摄区域的距离信息；以及基于每个拍摄区域的距离信息将电子暗影添加到与图像信号相对应的所述拍摄的图像拍摄图像。
根据本公开的实施例，可以提供能够提高暗影图像的质量的成像设备以及控制该成像设备的方法。


图1是根据本公开第一实施例的成像设备的前视图2是该成像设备的后视图3是该成像设备的纵向截面图4是示出该成像设备的电结构的框图5是用于描该成像装置的结构的图6是用于描述成像装置的结构的图7是用于描述普通像素的结构的纵向截面图8是用于描述AF像素对的结构的纵向截面图9A 9C是示出根据散焦量Dd在出射光瞳的左侧和右侧感测到的数据序列的图10是示出一对图像行的中心位置的差与散焦量Dd之间关系的图11是示出根据第一实施例的成像设备的操作的流程图12是示出暗影区域的特定例子的图13是示出每个AF区Ef的距离测量例子的图14是用于描述光学暗影处理的图15是用于描述电子暗影处理的图16是示出添加有光学暗影或电子暗影的图像的例子的图17是示出根据第二实施例的成像设备的操作的流程图18是示出添加有光学暗影或电子暗影的图像的例子的图；以及
图19是根据第三实施例的成像设备的操作的流程图。
具体实施方式
下面参考附图详细描述本公开的优选实施例。另外，在本说明书和附图中，用相同的参考标号表示基本具有相同功能的组件，并且省略对这些组件的重复说明。
1.成像设备的主要部分的结构
图1和图2是示出根据本公开的一个实施例的成像设备1的外部结构的图。图1 和2分别示出了正视图和后视图。
成像设备1被配置为单眼反射镜头类型数字静止照相机，并且包括照相机主体10 和作为可自由地与照相机主体10分开和结合的拍摄镜头的可更换镜头2。
在图1中，在照相机主体10的前侧，提供有安装部分301、镜头更换按钮302、抓握部分303、模式设置转盘305、控制值设置转盘306以及快门按钮307。
此外，在图2中，在照相机主体10的后侧，提供有IXD 311 (液晶显示器)311、设置按钮组312、十字键314和按钮315。此外，在照相机主体10的后侧，提供有EVF(电子取景器)316、眼罩321、主开关317、曝光修正按钮323、AE锁定按钮324、闪光灯部分318和连接端子部分319。
安装部分301提供有用于执行与可更换镜头2的电连接的连接器Ec (见图4)或者用于进行机械连接的耦合器75 (见图4)。当分离安装在安装部分301上的可更换镜头2 时，按下镜头更换按钮302。在拍摄期间用户握住抓握部分303。
模式设置转盘305和控制值设置转盘306由可在近似平行于照相机主体10的上表面的平面中转动的近似盘状部件形成。模式设置转盘305用于交替选择成像设备1的自动曝光(AE)模式或者自动聚焦(AF)控制模式、诸如静态图像拍摄模式、运动照片拍摄模式和连续拍摄模式的各种拍摄模式、图像回放模式等当中的模式或功能。同时，控制值设置转盘306用于向安装在成像设备1上的各种功能设置控制值。
快门按钮307可以进行按下半程的“半按状态”操作和进一步按下的“全按状态” 操作。在静态图像拍摄模式中，当快门按钮307被按下半程时，进行用于拍摄被摄体的静态图像的准备操作(例如设置曝光控制值或聚焦方向等准备操作)。此外，当快门按钮307被全按下时，执行拍摄操作(包括曝光成像装置101 (见图幻、对通过曝光获得的图像信号进行预定图像处理并将其记录在存储卡上等等的一系列操作)。
IXD 311包括能够显示图像的彩色液晶面板，进行所拍摄的图像的显示、所记录的图像的回放显示等，并且显示安装在成像设备1上的功能或模式的设置画面。
设置按钮组312用于操作成像设备1的各种功能。设置按钮组312包括例如用于确认显示在LCD 311上的菜单画面中选择的内容的选择确认开关、选择取消开关、改变菜单画面内容的菜单显示开关、显示开/关开关、显示放大开关等。
十字键314具有环状部件，该环状部件包括在圆周方向上按规则间隔布置的多个按压部分(图中的三角形部分)，并且该十字键314被配置为检测在每个按压部分上的按压操作。此外，在十字键314的中间布置按钮315。十字键314和按钮315用于输入指令，如拍摄放大倍率的改变(缩放镜头212的缩放镜头的移动(参见图4))、所记录的图像的回放帧前进和拍摄条件(光圈值、快门速度、有或无闪光灯发射等)以及暗影条件的设置。
EVF 316包括液晶面板310(见图3)，并且进行由成像装置101(见图3)拍摄的图像的显示、所记录的图像的回放显示等。在EVF 316或IXD 311中，进行实景显示(预览显示)，其中基于主拍摄(图像记录拍摄)之前由成像装置101顺序产生的图像信号以运动图片的形状显示被摄体。
主开关317包括向左右滑动的两个触点的滑动开关，并且用于接通/断开成像设备1的电源。
闪光灯部分318被配置为弹出型内置闪光灯。同时，当外部闪光灯等连接到照相机主体10时，使用连接端子部分319进行该连接。
眼罩321是“U”形光屏蔽部件，其具有光屏蔽性能并且抑制外部光进入EVF 316。 曝光修正按钮323用于手动调节曝光值(光圈值或者快门速度)，并且AE锁定按钮3M用于固定曝光。
可更换镜头2用作用于接收来自被摄体的光(光图像)的镜头窗，并且用作用于将被摄体的光引导到布置在照相机主体10内的成像装置101的成像光学系统。可以通过按下镜头更换按钮302将可更换镜头2与照相机主体10分开。
可更换镜头2包括具有沿着光轴LT(见图4)布置的多个镜头的镜头组21。镜头组21包括用于焦点调节的调焦镜头211 (见图4)和用于缩放的缩放镜头212 (见图4)。通过在光轴LT的方向上(见图幻驱动调焦镜头211或缩放镜头212进行焦点调节或缩放。 此外，在镜头镜筒外围的适当位置上，可更换镜头2安装有操作环，该操作环可沿着外围表面转动。缩放镜头212根据手动操作或自动操作的转动方向或转动量在光轴方向上移动， 从而设定取决于移动位置的缩放倍率(拍摄放大倍率)。
2.成像设备的内部结构
接下来将描述成像设备1的内部结构。图3是成像设备1的纵向截面图。如图3 中所示，照相机主体10的内部安装有成像装置101、EVF 316等。
在与安装在照相机主体10上的可更换镜头2中包括的透镜组的光轴LT垂直的方向上布置成像装置101。成像装置101是CMOS彩色区传感器(CMOS型成像装置101)，其中按矩阵形状二维布置多个像素。成像装置101产生与通过可更换镜头2接收的物体光通量有关的R(红)、G(绿)、B(蓝)每个颜色分量的电模拟信号(图像信号)，并且输出该信号作为R、G、B每个颜色的图像信号。
在成像装置101的光轴方向的前方布置快门单元40。快门单元40包括在上下方向上移动的叶片部件，并且被配置为用于对沿着光轴LT引导到成像装置101的被摄体的光进行光路开/关的机械焦平面快门。
EVF 316包括液晶面板310和目镜106。液晶面板310例如被配置为彩色液晶面板，并且显示由成像装置101拍摄的图像。目镜106将显示在液晶面板310上的被摄体图像引导到EVF 316的外部。
3.成像设备的电结构
图4是示出成像设备1的电结构的框图。其中与图1至图3相同的元件用相同的参考标号来表示。
首先，将描述可更换镜头2的电结构。除了构成成像光学系统的镜头组21以外， 可更换镜头2还包括镜头驱动机构M、镜头位置检测部分25、镜头控制部分26、以及光圈驱动机构27。
在镜头组21中，在光轴LT (图幻方向上保持调焦镜头211、缩放镜头212和用于调节到达成像装置101的光的入射量的光圈23。镜头组21合并被摄体的光图像，并且在成像装置101中对其进行图像形成。在AF控制中，由可更换镜头2中的AF执行器71M在光轴LT方向上驱动调焦镜头211以控制焦点。
焦点驱动控制部分71A基于来自镜头控制部分沈的AF控制信号产生用于AF执行器71A的驱动控制信号，以将调焦镜头211移动到焦点位置。AF执行器71M包括步进马达等，并且向镜头驱动机构M提供驱动力。
镜头驱动机构M例如由螺旋面、用于转动该螺旋面的齿轮等构成，接收来自AF执行器71M的驱动力，并且在与光轴LT平行的方向上驱动调焦镜头211等。
镜头位置检测部分25包括在光轴LTR方向上以预定的间距形成多个代码图案的编码板以及当与该编码板滑动接触时与镜头整体移动的编码器刷，并且在控制镜头组21 的焦点时检测移动量。
镜头控制部分沈由微计算机构成，该微计算机安装有用于存储控制程序或控制数据的存储器。镜头控制部分沈例如通过连接器Ec与主控制部分62通信。镜头控制部分沈发送例如状态信息数据，如镜头组21的焦点距离、出射光瞳距离、光圈值、焦距Df以及周边光量状态，或者调焦镜头211的位置信息，并且接收例如调焦镜头211的适量驱动状态信息数据。
光圈驱动机构27通过耦合器75接收来自光圈驱动执行器76M的驱动力，并且改变光圈23的光圈直径。
接下来，将描述照相机主体10的电结构。除了成像装置101、快门单元40等之外， 照相机主体10还包括AFE (模拟前端)5、图像处理部分61、图像存储器614、主控制部分62、 闪光灯电路63、操作部分64、VRAM 65 (6 和65b)、卡接口(I/F) 66、存储卡67。此外，照相机主体10包括通信接口(I/F) 68、电源电路69、电池69B、快门驱动控制部分73A、快门驱动执行器73M、光圈驱动控制部分76A以及光圈驱动执行器76M。
成像装置101由CMOS彩色区传感器构成，并且由定时控制电路51控制成像操作， 如曝光操作的启动(和结束)、每个像素的输出选择以及像素信号的的读取。
AFE 5向成像装置101提供定时脉冲，对从成像装置101输出的图像信号进行预定的信号处理，将图像信号转换为数字信号，并且将该数字信号输出到图像处理部分61。AFE 5包括定时控制电路51、信号处理部分52、A/D转换部分53等。
定时控制电路51基于来自主控制部分62的标准时钟产生预定的定时脉冲，将该定时脉冲输出到成像装置101，并且控制成像装置101的成像操作。此外，定时控制电路51 将预定的定时脉冲输出到信号处理部分52或A/D转换部分53，并且控制信号处理部分52 和A/D转换部分53的操作。
信号处理部分52对来自成像装置101的模拟图像信号进行预定的模拟信号处理。 信号处理部分52包括CDS (correlated double sampling，关联双采样)电路、AGC(auto gain control，自动增益控制)电路、箝位电路等。A/D转换部分53基于从定时控制电路51输出的定时脉冲将从信号处理部分52输出的R、G、B的模拟图像信号转换为由多个比特 (例如，12比特)形成的数字图像信号。
图像处理部分61对来自AFE 5的图像数据进行预定的信号处理以产生图像文件。 图像处理部分61包括黑水平修正电路611、白平衡控制电路612、伽马修正电路613等。另外，在图像处理部分61中合并的图像数据与成像装置101的读取同步地写在图像存储器 614上，并且然后被成像处理部分61的每个块访问和处理。
黑水平修正部分611将经过A/D转换部分53的A/D转换的R、G、B的每个数字图像信号的黑水平修正到标准黑水平。白平衡修正电路612根据取决于光源的白标准对R、 G、B每个颜色分量的数字信号进行水平转换。伽马修正电路613修正经过WB调节的图像数据的灰度级特性。
图像存储器614在拍摄模式期间临时存储来自图像处理部分61的图像数据，并且被用作用于对图像数据进行预定处理的工作区域。此外，图像存储器614在回放模式期间临时存储从存储卡67读取的图像数据。
主控制部分62包括例如微计算机，该微计算机安装有存储器部分，如用于存储控制程序的ROM或者用于临时存储数据的RAM，并且主控制部分62控制成像设备1的每个部分的操作。
闪光灯电路63将闪光灯部分318或连接到连接端子部分319的外部闪光灯的光发射量控制到由主控制部分62设定的光发射量。
操作部分64包括模式设置转盘305、控制值转盘306、快门按钮307、设置按钮组 312、十字键314、按钮315、主开关317等，并且用于将操作信息输入到主控制部分62。
VRAM 6 和65b具有与IXD 311和EVF 316的像素数目相对应的图像信号存储容量，并且用作主控制部分62、IXD 311和EVF 316之间的缓冲存储器。卡I/F 66是用于在存储卡67和主控制部分62之间发送和接收信号的接口。存储卡67是用于保存由主控制部分62产生的图像数据的记录介质。通信I/F 68是用于在通信I/F 68和个人计算机或其它外部装置之间发送图像数据等的接口。
电源电路69例如由恒压电路形成，并且产生用于驱动整个成像设备1的电压，如主控制部分62、成像装置101以及其它各种驱动部分。电池69B由碱性干电池等一次电池和镍金属氢化物电池等二次电池形成，并且向整个成像设备1供电。
快门驱动控制部分73A基于来自主控制部分62的控制信号产生用于快门驱动执行器73M的驱动控制信号。快门驱动执行器73M驱动快门单元40的开和关。
光圈驱动控制部分76A基于来自主控制部分62的控制信号产生用于光圈驱动执行器76M的驱动控制信号。光圈驱动执行器76M通过耦合器75向光圈驱动机构27提供驱动力。
此外，照相机主体10安装有相位差AF计算电路77，相位差AF计算电路77基于来自黑水平修正电路611的黑水平修正后的图像数据，使用成像装置101进行AF控制所需的计算。此外，照相机主体10安装有电子暗影电路78，电子暗影电路78使用暗影过滤器通过图像处理将取决于每个拍摄区域的距离的不同水平的电子暗影添加到图像数据。
4.相位差AF操作
成像设备1通过感测透过出射光瞳的不同部分的透射光，进行相位差检测方法的焦点检测(相位差AF)。图5和图6是用于描述成像装置101的结构的图。成像装置101 对成像表面IOlf上按矩阵形状定义的多个AF区Ef中的每一个进行相位差AF。
AF区Ef提供有由R像素111、G像素112和B像素113形成的普通像素110，其中在微透镜ML(虚线圆)和二极管之间安装有R(红)、G(绿)、B(蓝)滤色器。此外，Af区 Ef提供有用于实现光瞳分割功能的一对像素Ilf (AF像素对)以进行相位差AF。在Af区 Ef中，由普通像素110获取图像信息，普通像素110具有比AF像素对Ilf的像素多的多个像素。
此外，AF区Ef由作为普通像素110的水平行(普通像素行)的Gr行Ll和( 行 L2构成，其中在Gr行Ll中，在水平方向上交替布置G像素112和R像素111，在( 行L2 中，在水平方向上交替布置B像素113和G像素112。
此外，在Af区Ef中，通过在水平方向上重复排列具有与普通像素110相同结构 (直径和曲率)的包括一个微透镜ML的AF像素对1 If，在垂直方向上周期地形成Af行Lf。
图7是用于描述普通像素110的结构的纵向截面图。另外，例如在Gr行Ll中提供图7中所示的普通像素110的排列。
在普通像素110的排列中，分别在沿着水平方向以间距α布置的多个光电转换部分(光电二极管)PD上方提供微透镜ML。在微透镜ML和光电转换部分PD之间从上侧开始顺序安装第一金属41、第二金属42和第三金属43。其中，第二金属42和第三金属43被配置为信号线，并且第一金属41被配置为接地表面。
在第一金属41上安装滤色器FL，并且在滤色器FL上提供微透镜ML。在滤色器FL 中，例如，在Gr行Ll上布置的普通像素110的排列上交替布置绿色过滤器Fg和红色过滤器Fr。此外，在普通像素110的排列中，各微透镜ML之间的部分被第一金属41屏蔽，使得穿过各微透镜ML的不需要的光不被光电转换部分PD感测。
图8是用于描述AF像素对Ilf的结构的纵向截面图。另外，在图6中所示的AF 行Lf中提供图8中所示的AF像素对Ilf的排列。
如图8中所示，AF像素对Ilf由一对像素Ila和lib构成，其中与微透镜ML的光轴AX交叉布置一对光电转换部分PD，从而将来自出射光瞳的左侧部分Qa的光通量Ta与来自出射光瞳的右侧部分Qb的光通量Tb分开(光瞳分割)。该对光电转换部分PD分别具有与普通像素110的光电转换部分PD的尺寸相同的尺寸，并且以与普通像素110相同的间距 α彼此相邻布置该对光电转换部分PD。
在AF行Lf中，在普通像素110的排列中形成的第一金属41的开口 OP上以一个间隔进行第一金属44的光屏蔽。在图7中所示的普通像素110的排列中，由开口 OP形成的区间OQ被第一金属44挡住，并且以一个像素的间隔在其上安装黑色的黑色过滤器冊。
在AF像素对Ilf中，在一对光电转换部分PD上方，安排由两个光屏蔽区域权和 Eb形成的光屏蔽部分Ls，光屏蔽部分Ls包括在区间OQ中形成的第一金属44和黑色过滤器冊，并且屏蔽穿过出射光瞳的光通量。此外，在AF行Lf中，采用透明过滤器Ft作为在第一金属44的开口 OP上提供的滤色器。
通过具有这种结构的AF像素对Ilf进行出射光瞳中的光瞳分割，也就是说，来自出射光瞳的左侧部分Qa的光通量Ta被第二 AF像素lib的光电转换部分PD感测，并且来自出射光瞳的右侧部分Qb的光通量Tb被第一 AF像素Ila的光电转换部分PD感测。
在下文中，将第一 AF像素Ila获得的光感测数据称为A序列数据，并且将第二 AF 像素lib获得的光感测数据称为B序列数据。此外，例如，参考图9A至图9C描述相位差AF 的原理，图9A至图9C示出从布置在任意一个AF行Lf (图6)中的一组AF像素对Ilf获得的A序列数据和B序列数据。
图9A至图9C是示出以下三种状态的模拟结果焦点面在靠近成像装置101的成像表面IOlf的一侧200 μ m距离处散焦的状态(图9A)、焦点面匹配成像表面IOlf的对焦状态(图9B)和焦点面在远离成像表面IOlf的一侧200 μ m距离处散焦的状态(图9C)。 其中，在图9A至与9C中，横轴表示第一 AF像素1 Ia和第二 AF像素1 Ib在AF行Lf方向上的像素位置，并且纵轴表示来自光电转换部分PD的第一 AF像素Ila和第二 AF像素lib每一个的输出。此外，在图9A至图9C中，曲线Gal至Ga3 (实线)表示A序列数据，并且曲线 (Λ1至(Λ3(虚线)表示B序列数据。
当参考图9Α至图9C时，应该理解，随着散焦量Dd变大，在A序列的图像列(曲线 Gal至和B序列的图像列(曲线(Λ1至(Λ3)之间生成的AF线Lf (水平方向)的位移量(偏移量)增加。
在一对图像列(A序列和B序列的图像列)中位移量和散焦量Dd之间的关系由如图10中所示的曲线Gc示出。在图10中，横轴表示B序列的图像列的中心位置到A序列的图像列的中心位置的差(像素间距)，纵轴表示散焦量Dd(μ m)。另外，例如从公式(1)获得每个图像列的中心位置Xg。
Xg = (X1Y1+X2Y2+. · · +XnYn) / (Y1+Y2+. · · +Yn) · · · (1)
在公式(1)中，Xl至fti表示例如AF行Lf中从左端开始的像素位置，Yl至表示来自各位置Xl至紐的第一 AF像素Ila和第二 AF像素lib的输出值。
类似于图10中所示的曲线Ge，一对图像列的中心位置的差与散焦量Dd相互为比例关系。通过将散焦量Dd设置为Dd (μ m)并且将中心位置的差设置为C( μ m)，该关系被表示为公式O)。
Dd = kXC. . . (2)
其中，公式O)的因子k表示图10的曲线Gc的斜率Gk(虚线)，并且可以事先通过工厂测试等获取该因子。
从以上可知，在从相位差AF计算电路77获得与从AF像素对Ilf获得的A序列数据和B序列数据有关的中心位置的差(相位差)之后，从公式( 计算散焦量Dd，并且将与计算出的散焦量Dd相对应的驱动量提供给调焦镜头211，从而可以进行用于将调焦镜头 211移动到检测到的焦点位置的自动调焦(AF)控制。另外，散焦量Dd和调焦镜头211之间的关系由安装在照相机主体10上的可更换镜头2的设计值唯一定义。
5.根据第一实施例的成像设备的操作
图11是示出根据本公开第一实施例的成像设备1的操作的流程图。
成像设备1在拍摄模式中显示实景(步骤S101)。在实景显示中，根据拍摄操作如平转、倾斜和缩放，以类似视频的方式显示拍摄前的图像。对于实景显示，成像装置101根据来自AFE 5的定时脉冲进行成像操作，AFE 5从图像信号产生图像数据，并且图像处理部分61处理该图像数据并将其提供给图像存储器614。相位差AF计算电路77从与该图像信号同时输出的相位差检测信号获得到每个AF区Ef的被摄体的距离，并且将该距离提供给图像存储器614。主控制部分62将该图像数据从图象存储器614发送到VRAM 6 和65b， 并且IXD 311和EVF 316以类似视频的方式在拍摄之前显示图像。
当用户对快门按钮307进行半按操作时，主控制部分62基于来自操作部分64的操作信息检测到半按状态(si(^)。主控制部分62在检测到半按状态时进行拍摄准备操作 (S103)，并且当没有检测到半按状态时继续显示实景(SlOl)。作为拍摄准备操作，主控制部分62通过相位差检测方法的焦点检测进行AF控制。此外，主控制部分62临时固定拍摄条件，如镜头的光圈(F)值、焦点距离、ISO灵敏度以及快门速度。
主控制部分62从与主被摄体相对应的AF区Ef的散焦量Dd产生AF控制信号，并且将该AF控制信号提供给焦点驱动控制部分71A。焦点驱动控制部分7IA基于该AF控制信号产生驱动控制信号，并且镜头驱动机构M基于该驱动控制信号通过从AF执行器71A 提供的驱动力驱动调焦镜头211。结果，进行相位差检测方法的AF控制，并且调焦镜头211 移动到焦点位置。此外，主控制部分62将表示AF范围Ff的图像数据提供给VRAM 6 和 65b，以对应于焦点位置。结果，实景图像与AF范围Ff—起显示在IXD 311和EVF 316上。
主控制部分62具有亮度确定功能、光圈值设置功能和快门速度设置功能以设置曝光控制值(光圈值和快门速度)。亮度确定功能是成像装置101所包含的功能，并且使用存储在图像存储器614中的图像数据判断被摄体的亮度。光圈值设置功能和快门速度设置功能基于通过亮度确定和程序AE模式中的AE程序对被摄体亮度的确定结果设置光圈值和快门速度。在光圈优先模式中，根据被摄体的亮度和预置的光圈值设置快门速度，在快门优先模式中，根据被摄体的亮度和预置的快门速度设置光圈值。
用户操作设置按钮312等以选择暗影区域指定模式。主控制部分62基于来自操作部分64的操作信息检测暗影区域模式的选择(S104)。当检测到该模式的选择时，主控制部分62向VRAM 6 提供表示指定范围1 的图像数据，并且当没有检测到该选择时，继续显示实景(SlOl)。当检测到该模式的选择时，如图12中所示，实景图像与AF范围Ff以及指定范围1 一起显示在IXD 311上。
用户操作十字键314等，并且操作按钮315等以通过指定范围1 在实景图像上移动用户想要添加暗影的区域(一定距离)，并且将该区域指定为暗影区域。主控制部分62 根据移动指定范围冊的操作信息，在实景图像上移动指定范围1 ，并且根据指定暗影区域的操作信息获取指定暗影区域的信息。
在图12中所示的预览图像中，在前景中拍摄被摄体Of，在中景中拍摄被摄体0m， 在背景中拍摄被摄体Or，并且焦点在被摄体Of上。此外，由AF范围Ff指定被摄体Of，并且由指定范围冊指定被摄体Or作为暗影区域。
主控制部分62初始化用于调节暗影添加水平的调节值(S105)。用于调节光学暗影添加水平的F调节值AF的初始值和用于调节电子暗影添加水平的ο调节值△ ο的初始值被设置为例如AF = 0和Δ σ = 0，并且在调节添加水平时被重置。
相位差AF计算电路77获得到基准图像上每个AF区Ef的被摄体的距离(S106)。 主控制部分62从到每个AF区Ef的被摄体的距离获得到暗影区域的被摄体的距离(暗影距离Db)和到被聚焦的主被摄体的距离(焦距Df)。其中，基准图像是当指定暗影区域时作为实景图像显示的图像(静态图像)。
可以基于可更换镜头2的光学特征从到每个AF区Ef的被摄体的散焦量Dd获得每个AF区Ef的距离。可以作为与指定的暗影区域相对应的AF区Ef的距离获得暗影距离 Db，并且可以作为与被聚焦的主被摄体相对应的AF区Ef的距离获得焦距Df。此外，当暗影区域中包括多个AF区Ef时，可以作为多个AF区Ef的距离的多个值、平均值等，获得暗影距离Db。
图13示出每个AF区Ef的距离测量例子。图13示意性示出拍摄图像和AF区Ef 之间的对应关系。在图13中所示的例子中，到被摄体Of的距离被测量作为焦点距离Df， 到被摄体Om的距离被测量作为中间距离Dm，并且到被摄体Or的距离被测量作为暗影距离 Db。在本实施例中，焦距Df <中间距离Dm <暗影距离Db。
主控制部分62辨别通过模式设置转盘305的操作部分64等设置的当前拍摄模式 (S107)。此外，如果镜头驱动是可以追踪拍摄速度的拍摄模式(静态图像拍摄模式等)，则执行步骤S108之后的处理。同时，如果镜头驱动是难以追踪拍摄速度的拍摄模式(运动照片拍摄模式、连续拍摄模式等)，则执行步骤S112之后的处理。
首先，将描述在步骤S107中辨别出可追踪模式的情况。在此情况下，主控制部分 62进行用于产生添加有光学暗影的光学暗影图像的处理。
主控制部分62获得光学暗影判断值AD和阈值ΔDt，以判断是否可以适当添加光学暗影(S108)。具体地，主控制部分62从公式C3)和(4)获得前景深和后景深。其中， 在朝向镜头离开被摄体的一定范围当中对焦看起来被满足，该范围就是前景深，在朝向无穷远圆(endless circle)离开被摄体的一定范围当中对焦看起来被满足，该范围就是后景深。容许弥散圆是成像装置101的屏幕的对角线长度的1/1000至1/1500范围内的常数。 焦距Df是从镜头到被聚焦的主被摄体的距离。焦点距离是从镜头到成像装置101的距离。 F值是光圈值。
容许弥散圆χ F值χ焦距权利要求
1.一种成像设备，包括具有光圈的成像光学系统；成像装置，用于输出图像信号；电子暗影处理部分，用于将电子暗影添加到与所述图像信号相对应的拍摄图像；以及控制部分，用于基于成像条件判断是否能够将光学暗影添加到所述拍摄图像，当能够添加光学暗影时，所述控制部分控制光圈而添加光学暗影，并且当难以添加光学暗影时，所述控制部分控制所述电子暗影处理部分而添加电子暗影。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其中当难以添加光学暗影时，所述控制部分控制光圈，在所述成像光学系统能够应对的范围内添加光学暗影，控制所述电子暗影处理部分，并且在剩余的范围内添加电子暗影。
3.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述控制部分，根据与添加有暗影的区域到被摄体的距离相对应的暗影距离、与到被聚焦的被摄体的距离相对应的焦点距离以及基于所述拍摄条件的景深，计算暗影判断值，并且根据所述景深和暗影基准值计算暗影阈值，并且当所述暗影判断值不满足所述暗影阈值时，所述控制部分判断为难以添加光学暗影。
4.根据权利要求1所述的成像设备，其中在运动照片拍摄模式下或者在连续拍摄模式下，所述控制部分判断为难以将光学暗影添加到所述拍摄图像。
5.根据权利要求1所述的成像设备，还包括显示部分，用于显示所述拍摄图像；以及操作部分，用于输入用来指定所述拍摄图像中被添加暗影的区域的操作信息。
6.根据权利要求5所述的成像设备，其中所述显示部分显示添加有暗影的拍摄图像，用于调节添加到所述拍摄图像的暗影的程度的操作信息被输入到所述操作部分，并且所述控制部分基于所述操作信息控制光圈和/或所述电子暗影处理部分，并且调节添加到所述拍摄图像的暗影的程度。
7.根据权利要求2所述的成像设备，其中所述显示部分将添加到所述拍摄图像的暗影的程度分成光学暗影和电子暗影而进行显示。
8.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述成像装置同时输出用于计算每个拍摄区域的距离信息的相位差检测信号和所述图像信号，所述成像设备进一步包括用于基于所述相位差检测信号计算每个拍摄区域的距离信息的距离信息计算部分，并且所述控制部分基于每个拍摄区域的距离信息将暗影添加到所述拍摄图像。
9.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述控制部分分析拍摄图像的频率成份，当低频成份弱时，能够判断为暗影未被充分添加，而当低频成份强时，能够判断为暗影被充分添加，并且能够添加光学暗影。
10.一种控制成像设备的方法，包括基于拍摄条件判断是否能够将光学暗影添加到拍摄图像； 当能够添加光学暗影时，通过调节光圈添加光学暗影；并且当难以添加光学暗影时，通过调节图像处理添加电子暗影。
11.一种成像设备，包括成像装置，用于同时输出图像信号和每个拍摄区域的相位差检测信号； 距离信息计算部分，用于基于所述相位差检测信号计算每个拍摄区域的距离信息； 电子暗影处理部分，用于将电子暗影添加到与所述图像信号相对应的拍摄图像；以及控制部分，用于基于每个拍摄区域的距离信息控制所述电子暗影处理部分，并将电子暗影添加到所述拍摄图像。
12.根据权利要求11所述的成像设备，其中在运动照片拍摄模式下或者在连续拍摄模式下，所述控制部分将电子暗影添加到所述拍摄图像。
13.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述控制部分分析拍摄图像的频率成份，当低频成份弱时，能够判断为暗影未被充分添加，而当低频成份强时，能够判断为暗影被充分添加，并且能够添加光学暗影。
14.一种控制成像设备的方法，包括获取与图像信号同时输出的每个拍摄区域的相位差检测信号； 基于所述相位差检测信号计算每个拍摄区域的距离信息；以及基于每个拍摄区域的距离信息将电子暗影添加到与所述图像信号相对应的拍摄图像。
全文摘要
本发明涉及成像设备及其控制方法。一种成像设备包括具有光圈的成像光学系统；成像装置，用于输出图像信号；电子暗影处理部分，用于将电子暗影添加到与图像信号相对应的拍摄图像；以及控制部分，用于基于成像条件判断是否可将光学暗影添加到拍摄图像，当能够添加光学暗影时，控制部分控制光圈并添加光学暗影，并且当难以添加光学暗影时，所述控制部分控制电子暗影处理部分并添加电子暗影。
文档编号H04N5/235GK102547131SQ20111039508
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月2日 优先权日2010年12月13日
发明者原彰宏, 原野猛, 盐野彻, 藤井真一 申请人:索尼公司