摄像设备及其控制方法_3

文档序号:8266370阅读:来源:国知局
意,还可以对从焦点检测像素所获得的图像信号进行如日本特开2010-117679所公开的校正处理。
[0060]另一方面,图4A所示的焦点检测像素Shb可以针对在拍摄画面的水平方向上具有亮度分布的被摄体、例如纵线进行焦点检测,但无法针对在垂直方向上具有亮度分布的被摄体、例如横线进行焦点检测。为了针对在垂直方向上具有亮度分布的被摄体进行焦点检测,在图像传感器122上设置还在成像光学系统的垂直方向上进行光瞳分割的焦点检测像素就足够了。在本实施例中,如后面将说明的,焦点检测像素被配置成在可以在这两个方向上进行焦点检测。此外,由于从焦点检测像素所获得的信号无法用作R像素或B像素的信号,因此将焦点检测像素视为所谓的缺陷像素,并且通过对存在于该焦点检测像素附近的摄像像素的信号进行插值计算来生成信号。因此,焦点检测像素不是连续而是离散地配置,从而防止插值计算的精度下降。
[0061]注意,如上所述,包括用于形成被摄体图像的多个摄像像素和用于生成相位差检测方法的焦点检测中所使用的信号的多个焦点检测像素的结构不是必须的。图像传感器122还可以具有如日本特开2013-186201所公开的、一个像素包括多个光电转换区域的结构。在这种情况下,将一个像素的多个光电转换区域中的一个区域作为焦点检测像素SHA、并将另一区域作为焦点检测像素Shb就足够了。
[0062]图5示出通过在图像处理电路124中对多个焦点检测像素Sha和多个焦点检测像素Shb的输出信号进行各种校正所获得的、然后发送至相位差焦点检测单元129的一对焦点检测像素430a和430b的示例。在图5中,横轴表示排列有用于生成焦点检测信号的多个焦点检测像素的方向,并且纵轴表示信号的强度。这里,由于镜头单元100处于相对于图像传感器122呈散焦的状态,因此焦点检测信号430a向着左侧偏移并且焦点检测信号430b向着右侧偏移。通过使用众所周知的相关计算在相位差焦点检测单元129中计算焦点检测信号430a和430b之间的偏移量(相位差),可以识别镜头单元100的散焦量和散焦方向。
[0063]基于从相位差焦点检测单元129所获得的散焦量和散焦方向,照相机MPU 125获得调焦透镜104的驱动量和驱动方向。照相机MPU 125基于从镜头MPU 117发送来的与调焦透镜104的位置有关的信息,来确定为了使成像光学系统聚焦而要将调焦透镜104移动至的位置,并将所确定的位置发送至镜头MPU 117。镜头MPU 117经由调焦驱动电路116和调焦致动器113将调焦透镜104驱动至所指定的位置(聚焦位置)。注意,在通过摄像面相位差检测AF可检测的散焦量小于成像光学系统的最大散焦量的情况下,需要进行多次散焦量检测和调焦透镜104的驱动,从而使调焦透镜104移动至聚焦位置。
[0064]图6A示出拍摄范围内的焦点检测区域,并且基于从图像传感器122的像素中的包括在与焦点检测区域相对应的区域内的一些像素所获得的信号来进行摄像面相位差检测AF和TVAF。图6A不仅示出如图4B所示包括要在成像光学系统的水平方向(横方向)上进行光瞳分割的像素的焦点检测区域,而且还示出包括要在垂直方向(纵方向)上进行光瞳分割的像素的焦点检测区域。此外,拍摄范围217是与图2的像素阵列400相对应的区域。
[0065]在拍摄范围217中,设置进行了摄像面相位差检测AF的各自在纵方向和横方向上的三个区域、即焦点检测区域218ah、218bh、218ch、218av、218bv和218cv。此外,纵横的焦点检测区域被配置成彼此交叉,从而形成所谓的十字型焦点检测区域。本实施例具有如下结构:将摄像面相位差检测AF所用的十字型焦点检测区域设置在三个区域、即如图所示为拍摄范围217的中央区域和该中央区域的左右两个区域处。此外,将进行TVAF的三个焦点检测区域219a、219b和219c设置成分别包括进行摄像面相位差检测AF的三个区域的焦点检测区域。在进行TVAF的焦点检测区域中,使用图6A和6B的水平方向上的高频成分来检测对比度评价值。
[0066]注意,图6A和6B示出将焦点检测区域配置在大致分类的三个区域中的示例,但本发明不限于三个区域,并且可以将多个区域配置在任何位置处。
[0067]图7是示出根据本实施例的数字照相机的焦点检测和拍摄操作的流程图。图7示出用于从诸如拍摄待机状态等的实时取景状态(运动图像拍摄状态)开始进行拍摄的实时取景拍摄的操作,其中该操作主要由照相机MPU 125来实现。
[0068]在步骤SI中,图像传感器驱动电路123根据照相机MPU 125的控制来驱动图像传感器122,并且获得拍摄数据。这里,该驱动操作用于拍摄实时取景显示所用的运动图像,因而进行使用所谓的电子快门的拍摄,其中在该拍摄中,在与实时取景显示所用的帧频相对应的时间段内累积并读取电荷。这里所进行的实时取景显示是用于拍摄者确认拍摄范围和拍摄条件,并且将巾贞频例如可以为30中贞/秒(拍摄间隔33.3ms)或60中贞/秒(拍摄间隔16.6ms)。
[0069]在步骤S2中,照相机MPU 125在步骤SI中所获得的拍摄数据中获得从图6A和6B所示的三个焦点检测区域中包括的焦点检测像素所获得的焦点检测数据。照相机MPU 125还获得通过图像处理电路124对步骤SI中所获得的拍摄数据应用颜色插值处理或用于对焦点检测像素进行插值的处理所获得的图像数据。因此,可以利用一次拍摄处理获得图像数据和焦点检测数据。注意,在多个光电转换区域设置在一个像素中的结构中,图像处理电路124无需进行焦点检测像素的插值处理,但另一方面,需要对多个光电转换区域的信号进行求和,从而获得各像素的信号。
[0070]在步骤S3中,照相机MPU 125使用图像处理电路124基于步骤S2中所获得的图像数据来生成实时取景显示所用的图像,并将所生成的图像显示在显示装置126上。注意,实时取景显示所用的图像例如根据显示装置126的分辨率而缩小后的图像,并且还可以在步骤S2中生成图像数据时在图像处理电路124中进行缩小处理。在这种情况下,照相机MPU125使显示装置126显示步骤S2中所获得的图像数据。如上所述,由于在实时取景显示期间利用预定帧频进行拍摄和显示,因此例如拍摄者可以经由显示装置126来调整拍摄时的构图和曝光条件。
[0071]在步骤S4中,照相机MPU 125使用相位差焦点检测单元129基于步骤S2中所获得的三个焦点检测区域的焦点检测数据来针对各焦点检测区域获得散焦量和散焦方向。在本实施例中,照相机MPU 125生成焦点检测所用的图像信号,并且相位差焦点检测单元129进行用于计算焦点检测信号的偏移量(相位差)、以及用于基于所计算出的偏移量来获得散焦量和散焦方向的处理。
[0072]在步骤S5中,照相机MPU 125检测表示拍摄准备开始的开关Swl的0N(接通)/OFF (断开)(拍摄所用的准备操作)。作为操作开关组127的开关的释放(拍摄触发)开关可以根据按下量来检测两级的0N/0FF,并且上述的Swl的0N/0FF与释放(拍摄触发)开关的第一级的0N/0FF相对应。
[0073]如果在步骤S5中没有检测到Swl的ON(或者检测到OFF),则照相机MPU 125使过程进入步骤S18,并且判断操作开关组127中所包括的主开关是否变为OFF。另一方面,如果在步骤S5中检测到Swl的0N,则照相机MPU 125使过程进入步骤S6,并且设置(选择)要聚焦的焦点检测区域。这里,焦点检测区域可以是拍摄者所指定的区域、或者可以由照相机MPU 125基于与步骤S4中所获得的三个焦点检测区域的散焦量有关的信息以及与焦点检测区域的相对于拍摄范围的中心的距离有关的信息来自动设置。通常,拍摄者想要拍摄的被摄体有可能位于拍摄距离短的位置以及拍摄范围的中央附近,因而在例如存在多个被摄体的情况下,照相机MPU 125考虑到这些条件来选择适当考虑的焦点检测区域。此外,在考虑到存在一个被摄体并且除该被摄体以外是背景的情况下,照相机MPU 125还选择被摄体所位于的焦点区域。
[0074]在步骤S7中,照相机MPU 125判断在所选择的焦点检测区域中所检测到的散焦量的绝对值是否是预定容许值以下、换句话说照相机是否处于聚焦状态。如果判断为绝对值是容许值以下、即照相机处于聚焦状态,则照相机MPU 125使过程进入步骤S15,并且将表示使照相机聚焦的标记等显示在显示装置126上。
[0075]另一方面,如果判断为在所选择的焦点检测区域中检测到的散焦量的绝对值大于容许值、并且照相机不是处于聚焦状态,则照相机MPU 125使过程进入步骤S8,并且判断所检测到的散焦量的绝对值是否小于阈值I。这里将所设置的阈值I设置为比聚焦判断所使用的容许值大的值。如果所检测到的散焦量的绝对值为阈值I以上,则照相机MPU 125使过程进入步骤S9,并且进行帧频切换处理。具体地,为了以高速进行焦点检测控制,照相机MPU 125切换图像传感器驱动电路123的操作,以使得以比实时取景显示的正常帧频高的帧频拍摄图像。之后,尽管在步骤SlO?S12的处理循环中没有明确说明,但利用所设置的帧频来执行步骤SI?S3的处理。
[0076]在摄像面相位差检测AF中,在相位差检测AF中可检测的最大散焦量小,并且在散焦量大的情况下,图像信号有可能由于渐晕的不利影响而发生变形,因而散焦量的可靠性下降。因此,为了以高速从散焦量大的状态向着聚焦状态进行焦点检测,在调焦透镜104的驱动期间提高获得一对相位差检测信号的频率、并且提高相位差检测的精度是高效的。为了提高获得输出波形的频率,仅需提高拍摄频率(帧频)(这还意味着缩短拍摄的时间间隔)。
[0077]注意,可以以相同方式改变显示装置126上所显示的实时取景显示的帧频,但还可以进行原始帧频不变的实时取景显示。在这种情况下,可以在对利用高帧频所获得的图像数据进行间隔剔除的情况下进行显示、或者将多个帧的图像合成为一个帧的图像并显示合成图像。
[0078]如果在步骤S8中判断为所检测到的散焦量小于阈值1、或者在进行步骤S9的帧频切换处理之后,照相机MPU 125使过程进入步骤S10。在步骤SlO中,照相机MPU 125将所检测到的散焦量和方向转换成透镜驱动量和方向。注意,如果透镜驱动量的符号表示驱动方向,则不必再次获得驱动方向。照相机MPU 125将透镜驱动量(和方向)发送至镜头MPU117,并且镜头MPU 117驱动调焦透镜104。注意,以下也是可以的:照相机MPU 1
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