摄像设备及其控制方法

文档序号:8383979阅读:218来源:国知局
摄像设备及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及摄像设备及其控制方法,尤其涉及使用对由光学摄像系统形成的被摄 体图像进行光电转换的图像传感器所获得的图像信号来进行焦点调整的摄像设备及其控 制方法。
【背景技术】
[0002] 传统上,在数字静态照相机或摄像机等执行自动调焦(AF)的情况下,采用将从图 像传感器所获得的亮度信号中的高频成分最大的调焦透镜位置视为聚焦位置的方法。作为 一个该种方法,已知W下所述的扫描方法。在该扫描方法中,基于在使调焦透镜移动经过整 个焦点检测范围的情况下从图像传感器所获得的亮度信号的高频成分,来求出评价值(W 下称为"焦点评价值")并进行存储。此时,在画面内的中央附近或者在已检测到被摄体的 区域附近等,设置用于获得焦点评价值的区域(W下称为"AF框"),获得在所设置的AF框 中焦点评价值最大的调焦透镜位置,并且将该调焦透镜位置设置为摄像操作时要使用的调 焦透镜位置。
[0003]另一方面,针对高亮度被摄体的各种自动焦点调整方法已经知晓了一段时间。在 日本专利3105334中,基于要拍摄的画面的图像信号中的低亮度部或中亮度部的面积来判 断被摄体是否是高亮度被摄体。作为该判断的结果,使用对比度信号来进行在被摄体是一 般被摄体的情况下的聚焦操作,而在被摄体是高亮度被摄体的情况下,W减小高亮度信号 的面积的方式执行聚焦操作,从而使得即使针对高亮度被摄体也可W进行正确的聚焦操 作。
[0004]此外,针对被摄体是点光源的情况的各种自动焦点调整方法是已知的。在日本特 开2002-196220中,通过AE处理来检测被摄体的平均明度,并且在明度低于指定值的情况 下,基于AE处理的结果来按适当曝光水平执行AF搜索操作,之后执行用于检测焦点评价值 处于峰的聚焦位置的处理。在通过AF搜索操作无法检测到聚焦位置的情况下,在使曝光量 相对于适当曝光减少的状态下再次执行AF搜索操作,由此避免因点光源而导致图像信号 发生饱和。该样,基于进行多次AF搜索操作的结果来检测更加正确的聚焦位置,之后使镜 头移动至所获得的聚焦位置。如此,该技术使得能够针对诸如夜景等的散布有高亮度的点 光源的被摄体执行正确的聚焦操作。
[0005]用作诸如数字照相机等的摄像设备的图像传感器的CMOS传感器针对各线具有不 同的曝光定时。因此,在如英光灯那样的、照明光的强度W诸如50化和60化等的频率波动 的照明条件下,在画面中将出现垂直方向上移动的带状明度变化;该已知为"线闪烁(line flicker)"。该种线闪烁对LCD中所显示的通过镜头图像的外观产生影响。另一方面,在 受到线闪烁影响的线针对各读出定时而不同的情况下、或者换句话说在线闪烁波动的情况 下,针对各线的焦点评价值的输出将由于线闪烁波动而波动;结果,无法检测到正确的峰位 置,该对AF的精度产生影响。
[0006]响应于此,已知有如下方法;通过在使用50化的AC(交流)电源的英光灯的情况 下将摄像设备的快口速度设置为1/50砂或1/100砂等、并且在60化的AC电源的情况下将 摄像设备的快口速度设置为1/60砂或1/120砂等,来抑制闪烁。尽管如此改善了通过镜头 图像的外观,但该并没有针对AF处理得到最佳的曝光设置,而相反有时将抑制AF精度。该 是因为,为了使得较容易在AF处理期间检测到峰位置,优选进行通过优先开放光圈来使景 深变浅并通过较低的增益设置来抑制噪声的曝光设置。
[0007] 因此,作为用于在发生闪烁的情况下确保AF精度的方法,在日本特开 2008-130531中,将摄像峽频设置为与闪烁的周期同步的定时,该样防止了线闪烁出现波 动,从而即使在导致闪烁的光源下也执行适合于AF处理的曝光控制。
[0008] 然而,在上述日本专利3105334中,在高亮度被摄体/点光源被摄体的情况下,W减小高亮度信号的面积的方式执行聚焦操作。如此,该方法适合主被摄体仅由点光源构成 的情况,但存在诸如点光源被摄体和正常被照明的被摄体共同存在的情况等的、无法执行 正确的焦点调整的情况。近来的装置的像素数变高,该样使得无法忽视即使是微小的焦点 偏移并且增大了针对更加正确的焦点调整的要求。
[0009] 关于无法执行正确的焦点调整的原因,可W考虑W下:
[0010] -光源的颜色的影响;W及
[0011] -由于正常被摄体的被照明区域变模糊而导致亮度下降,该导致高亮度部的面积 减小。
[0012] 另一方面,日本特开2002-196220公开了W下内容;在无法检测到聚焦位置的情 况下,进行使曝光量与适当曝光量相比减少的AF搜索,并且在明度低于指定值的情况下, 进行W适当曝光和W比该适当曝光低的曝光的多次AF搜索。然而,存在如下问题;在高亮 度被摄体或点光源被摄体等的情况下,其影响将导致不是聚焦位置的位置被误判断为聚焦 位置,并且即使如日本特开2002-196220那样、针对无法检测到聚焦位置的情况采取措施, 也无法解决该问题。还存在如下问题;进行W适当曝光和W比该适当曝光低的曝光的多次 AF搜索增加了AF处理所需的时间量。
[0013] 此外,尽管日本特开2008-130531所公开的传统技术通过防止线闪烁的波动确实 使焦点评价值稳定,但在与曝光量由于线闪烁而下降的线重叠的区域中在AF框内焦点评 价值的输出下降,因而无法确保AF的精度。此外,LCD中所显示的通过镜头图像的外观由 于线闪烁的发生而恶化。

【发明内容】

[0014] 本发明是考虑到上述情形而作出的,并且使得可W在无需增加精确地进行焦点调 整所需的处理时间的同时,维持显示单元中所显示的通过镜头图像的质量。
[0015] 根据本发明,提供一种摄像设备,包括:摄像单元,其具有二维排列的多个像素,并 且用于对由包括调焦透镜的光学摄像系统所形成的被摄体图像进行光电转换并输出电气 图像信号;W及控制单元,用于针对所述摄像单元的多个不同区域中的各区域,独立地控制 读出速率和曝光条件中的至少一个,所述摄像设备的特征在于还包括:计算单元,用于在所 述调焦透镜移动的同时,在多个不同的调焦透镜位置处,基于从所述多个不同区域其中之 一的焦点检测区域内存在的像素所读出的图像信号来计算多个焦点评价值,并且基于所述 多个焦点评价值来求出所述调焦透镜的聚焦位置,其中,所述控制单元将从所述多个不同 区域中的第一区域所读出的第一图像信号当作为要输出至显示单元的显示用的图像信号。
[0016] 根据本发明,提供一种摄像设备的控制方法,所述摄像设备包括摄像单元,所述摄 像单元具有二维排列的多个像素、并且用于对由包括调焦透镜的光学摄像系统所形成的被 摄体图像进行光电转换并输出电气图像信号,所述控制方法包括W下步骤:控制步骤,用于 针对所述摄像单元的多个不同区域中的各区域,独立地控制读出速率和曝光条件中的至少 一个,所述控制方法的特征在于还包括W下步骤:计算步骤,用于在所述调焦透镜移动的同 时,在多个不同的调焦透镜位置处,基于从所述多个不同区域其中之一的焦点检测区域内 存在的像素所输出的图像信号来计算多个焦点评价值,并且基于所述多个焦点评价值来求 出所述调焦透镜的聚焦位置,其中,将从所述多个不同区域中的第一区域所读出的第一图 像信号当作为要输出至显示单元的显示用的图像信号。
[0017] 通过W下(参考附图)对典型实施例的说明,本发明的其它特征将变得明显。
【附图说明】
[0018] 包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施例,并和说明书 一起用来解释本发明的原理。
[0019] 图1是示出根据本发明的第一实施例至第H实施例的摄像设备的结构的框图;
[0020] 图2是示出根据实施例的摄像设备中所设置的像素的结构的图;
[0021] 图3是示出在获得图像时从垂直扫描电路所输出的信号的时序图;
[0022] 图4是示出电荷累积时间段和图像读出定时的图;
[0023] 图5是示出根据第一实施例的摄像处理序列的流程图;
[0024] 图6是示出根据第一实施例的基于扫描的AF处理的流程图;
[0025] 图7是示出根据第一实施例和第二实施例的用于判断点光源被摄体的操作过程 的流程图;
[002引图8是示出根据第一实施例和第二实施例的用于求出直方图化和直方图匪的操 作过程的流程图;
[0027] 图9是示出AF框的示例的图;
[0028] 图10是示出根据第一实施例的正常图像用AF处理期间的垂直扫描电路所进行的 操作的时序图;
[0029] 图11是示出根据第一实施例的正常图像用AF处理期间的基于扫描的AF的曲线 图;
[0030] 图12是示出根据第一实施例的点光源用AF处理期间的基于扫描的AF的曲线图;
[0031] 图13是示出根据第一实施例的点光源用AF处理期间的垂直扫描电路所进行的操 作的时序图;
[0032] 图14是示出根据第二实施例的摄像处理序列的流程图;
[003引图15是示出根据第二实施例的连续AF处理的流程图;
[0034] 图16是示出根据第二实施例的基于扫描的AF处理的流程图;
[0035] 图17是示出根据第H实施例的摄像处理序列的流程图;
[0036] 图18是示出根据第四实施例的摄像设备的结构的框图;
[0037] 图19
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