摄像装置及其控制方法

专利名称：摄像装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种摄像装置及其控制方法。更具体来说，本发明涉及
一种具有自动聚焦(AF)功能的摄像装置及其控制方法。
背景技术：
通常，诸如数码相机或摄像机的摄像装置，使用通过利用从诸如电荷 耦合器件(CCD)的图像传感器获得的亮度信号来自动执行调焦操作的 AF系统，作为通过移动摄影镜头的位置来聚焦于被摄体的系统。使用AF 系统的摄像装置基于通过对像平面内设定的调焦区域中的图像数据的高频 分量进行积分而获得的焦点信号，通过检测获得最高对比度的摄影镜头的 位置来获得对焦(in-focus)位置。
为了持续聚焦于移动的被摄体，使用上述AF系统的摄像装置需要连 续驱动摄影镜头以获得对焦位置。在连续获得对焦位置的情况下，因为能 够由前一对焦位置预测下一对焦位置，所以存储获得的对焦位置是有用的。
日本特开平第6-201983号公报论述了这样一种技术的示例，即摄像装 置通过在拍摄被摄体前反复执行将摄影镜头移动到获得高对比度的位置的 操作，使AF系统追踪被摄体。
曰本特开第2002-169082号公报论述了以下技术在连续拍摄模式等 下对被摄体的每次拍摄中，反复执行在拍摄前将摄影镜头初步移动到获得 高对比度的位置后存储对焦位置的操作，从而预测下一拍摄的对焦位置并 且确定摄影镜头的驱动范围。
然而，在日本特开平第6-201983号公报以及日本特开第2002-169082 号公报中论述的技术存在以下问题操作者不能够确定当前聚焦状态下的 对焦位置是否是调焦指令发出后的摄影镜头的初始对焦位置，也不能够确 定当前聚焦状态下的对焦位置是否是连续调焦后获得的摄影镜头的对焦位置。

发明内容
本发明旨在提供一种能够向操作者简单传送表示摄影镜头当前位置的 属性的信息的摄像装置。
根据本发明的一个方面，提供一种摄像装置，该摄像装置包括图像 感测单元，其被构造成通过对被摄体光进行光电转换来获得图像数据，所 述被摄体光通过光学成像系统入射在所述图像感测单元上;显示控制单元， 其被构造成控制显示单元显示所述图像数据；开关，其被构造成接收发给
所述光学成像系统的调焦指令；以及调焦单元，其被构造成基于所述图像
数据调节所述光学成像系统的聚焦状态。当所述调焦单元响应于由所述开 关接收到的所述调焦指令而执行连续调焦操作时，所述显示控制单元使所 述显示单元提供表示所述调焦单元处于连续调焦操作状态的显示。当所述 调焦单元不执行所述连续调焦操作时，所述显示控制单元使所述显示单元 提供与表示所述调焦单元处于所述连续调焦操作状态的所述显示不同的、 表示通过响应于由所述开关接收到的指令而执行的调焦操作所确定的聚焦 状态的显示。
根据以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征及 方面将变得清楚。


包括在说明书中并构成说明书的一部分的附图，例示了本发明的示例 性实施例、特征和方面，并与文字描述一起用于说明本发明的原理。
图1例示了根据本发明的示例性实施例的用作摄像装置的数码相机的 外观。
图2是例示图1所示的数码相机的结构的框图。 图3是例示数码相机的整体操作的流程图。
图4是例示根据本发明的示例性实施例的数码相机的操作的流程图。 图5是例示根据本发明的示例性实施例的数码相机的普通AF操作的流程图。
图6Aa、图6Ab和图6Ac例示了根据本发明的示例性实施例的AF框 以及该AF框的追踪状态。
图6Ba、图6Bb和图6Bc例示了根据本发明的示例性实施例的AF框、 字符以及该AF框的追踪状态。
图6Ca、图6Cb和图6Cc例示了根据本发明的示例性实施例的AF框、 图标以及该AF框的追踪状态。
图6Da例示了根据本发明的示例性实施例的AF框；图6Db例示了根 据本发明的示例性实施例的AF框和字符；图6Dc例示了根据本发明的示 例性实施例的AF框和图标。
图6Ea、图6Eb和图6Ec例示了 AF框、图标以及该AF框的追踪状态。
图7是例示图4所示的根据本发明的示例性实施例的数码相机的连续 调焦操作的子程序的流程图。
图8是例示根据本发明的示例性实施例的由数码相机执行的面部检测 序列的流程图。
图9是例示根据本发明的示例性实施例的摄像装置的系统控制单元的 基本操作的流程图。
具体实施例方式
以下将参照附图对本发明的各种示例性实施例、特征和方面进行详细 的描述。
以下对作为根据本发明的示例性实施例的摄像装置的、能够拍摄静止 图像和移动图像的数码相机进行描述。
图1例示了根据本发明的示例性实施例的数码相机100的外观。如图 1所示，数码相机100包括用于显示图像和各种信息的图像显示单元28、 用于在电源单元30的接通和断开之间进行切换的电源开关72、作为用 向图2所示的系统控制单元50输入各种指令的操作单元的快门开关61、 模式转换开关60以及操作单元70。快门开关61是具有用于接收调焦指令的第一级和用于接收拍摄指令的第二级的两级开关。在快门开关61的操作中途，即通过数码相机100
上设置的快门开关61的半按下来接通第一快门开关SW1 (62)。当接通第一快门开关SW1时，指示系统控制单元50开始拍摄准备处理，诸如AF处理、自动曝光(AE)、自动白平衡(AWB)处理和电子闪光(EF)处理。在快门开关61的操作完成时，即通过快门开关SW1的全按下来接通第二快门开关SW2 (64)。当接通第二快门开关SW2时，向系统控制单元50输出执行从读取来自图像感测单元22的信号的处理到将图像数据写入到记录介质200的处理的摄像操作的指令。模式转换开关60通过选择诸如静止图像记录模式、移动图像记录模式和再现模式等的多个模式中的一个来切换系统控制单元50的操作模式。
操作单元70接受操作者执行的各种操作。操作单元70包括诸如各种按钮和触摸屏的多个操作部件，例如，擦除按钮、菜单按钮、设置按钮、十字形四向开关(向上键、向下键、向右键和向左键)以及转轮73。
数码相机100还包括连接电缆111和连接器112。连接电缆111将数码相机100连接到外部设备。连接器112将连接电缆111连接到数码相机100。
记录介质200容置在记录介质插槽201中。记录介质200例如是存储卡或硬盘。
图2是例示根据本发明的示例性实施例的数码相机100的结构的框图。数码相机100具有包括摄影镜头103和快门101的光学成像系统。在该光学成像系统中，快门101包括用于调节光圈的光圈设置单元和用于调节快门速度的快门速度调节单元。图像感测单元22是用于将光学图像转换成电信号的诸如CCD和互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器。
数码相机100还包括模拟数字(A/D)转换器23、音频控制单元ll、挡板(barrier) 102和镜头驱动单元115。 A/D转换器23将表示输出自图像感测单元22的图像数据的模拟信号转换成数字信号。A/D转换器23将表示输出自音频控制单元11的音频数据的模拟信号转换成数字信号。挡板102覆盖包括摄影镜头103的数码相机100的图像感测单元22，以防止图
7像感测单元22变污或损坏。镜头驱动单元115是用于移动摄影镜头103的驱动单元。
数码相机100还包括定时发生器12、图像处理单元24、系统控制单元50、存储器32和压縮/扩展单元16。
定时发生器12向图像感测单元22、音频控制单元ll、 A/D转换器23和数字模拟(D/A)转换器13提供时钟信号和控制信号。定时发生器12由存储器控制单元15和系统控制单元50控制。图像处理单元24对从A/D转换器23或从存储器控制单元15输出的图像数据执行预定的诸如像素插值或縮小的大小调整处理以及色彩变换处理。图像处理单元24使用由图像感测单元22捕获的图像的图像数据，执行预定的计算处理。系统控制单元50基于图像处理单元24执行的计算处理的结果，执行曝光控制处理和AF控制处理。更具体来说，系统控制单元50执行透过镜头(TTL，through-the-lens)型AF处理、自动曝光(AE)处理、电子闪光预发射(EF)处理以及TTL型AWB处理。
存储器32存储A/D转换器23的输出数据，即经由图像处理单元24和存储器控制单元15或直接经由存储器控制单元15的图像数据。存储器32存储麦克风10记录的声音的音频数据、捕获的静止图像的图像数据、以及构成移动图像数据的图像文件的文件头。
压縮/扩展单元16通过自适应离散余弦变换(ADCT)等对图像数据执行压縮/扩展。压縮/扩展单元16使用快门101作为触发器来读取存储在存储器32中的图像数据(即，静止图像数据或移动图像数据)，并对所读取的图像数据执行压縮。然后，压縮/扩展单元16将压縮后的图像数据写入到存储器32。压縮/扩展单元16将从记录单元19等读取的压縮图像数据读入到存储器32，并对所读取的图像数据执行扩展。随后，压縮/扩展单元16将扩展的图像数据写入到存储器32。由系统控制单元50的文件单元将压縮/扩展单元16写入到存储器32的压縮图像数据和扩展图像数据形成为文件。然后，经由接口 18将该文件记录在记录介质200上。
数码相机100包括图像显示单元28、麦克风10和非易失性存储器56。
图像显示单元28是液晶显示器(LCD)等，并显示写入到存储器32的要被显示的图像数据，例如经由D/A转换器13的扩展图像数据。存储
器32还用作用于显示图像的存储器。麦克风10输出音频信号。该音频信号经由包括放大器的音频控制单元11在A/D转换器23中转换成数字信号。然后，由存储器控制单元15将该数字信号作为音频数据存储在存储器32中。另一方面，将记录在记录介质200上的音频数据读入存储器32。然后，经由D/A转换器13由音频控制单元11来控制所读的音频数据并将其从扬声器20输出。
非易失性存储器56是电可擦除的和可记录的。例如，电可擦除的可编程只读存储器(EEPROM)等能够用作非易失性存储器56。在非易失性存储器56中，存储用于系统控制单元50的操作的常量以及程序等。
数码相机100还包括图1所示的操作单元70。对操作单元70的操作部件分配表示与各场景中的功能图标相对应的适当功能。这些图标用作各种功能按钮。所述功能按钮的示例有结束按钮、返回按钮、图像输送按钮、跳转按钮、縮小按钮、属性变更按钮以及菜单按钮。例如，当按下菜单按钮时，在图像显示单元28中显示能够用来进行各种类型的设置的菜单画面。操作者能够使用图像显示单元28中显示的菜单画面、功能图标、四向键以及设置按钮来直观地执行各种类型的设置。
数码相机100还包括电源控制单元39、实时时钟(RTC) 40、接口 18、记录介质200、通信单元110以及连接器112。
电源控制单元39包括电池检测电路、直流(DC)-直流(DC)转换器、以及用于将部件(block)切换为通电的切换电路。电源控制单元39检测是否安装了电池、电池的类型以及电池剩余电量。电源控制单元39基于该检测的结果以及来自系统控制单元50的指令控制DC-DC转换器。电源控制单元39在需要时向包括记录介质200在内的各组件单元提供需要的电压。电源单元30包括诸如碱性电池和锂(Li)电池的一次电池、诸如镍镉(NiCd)电池、镍金属氢化物(NiMH)电池和锂电池的二次电池、交流(AC)适配器等。连接器33和34将电源单元30连接到电源控制单元39。
除了电源控制单元39之外，RTC40中还设置有另一电源单元。即使断开电源单元30时，RTC仍继续执行时钟操作。系统控制单元50使用启动时从RTC 40获取的时间和日期来控制定时器。接口 18使数码相机100与诸如存储卡或硬盘的记录介质200连接。连接器35将接口 18连接到记录介质200。记录介质加载/卸载检测单元98检测记录介质200是否附装到连接器35。
记录介质200例如是存储卡或硬盘。记录介质200具有包括半导体存储器或磁盘的记录单元19、与数码相机IOO连接的接口 37、以及用于将记录介质200连接到数码相机100的连接器36。通信单元110执行各种类型的通信处理，诸如RS232C、通用串行总线(USB)、电子电气工程师协会(正EE) 1394、 IEEEP1284、小型计算机系统接口 (SCSI)、调制解调器、局域网(LAN)以及无线通信处理。连接器(或无线通信情况下的天线)112经由通信单元110将数码相机100连接到另一装置。
以下参照附图3到图8详细描述根据本发明的数码相机100。
图3是例示数码相机100执行的静止图像记录处理的流程图。在步骤S113中，当开始静止图像记录模式时，系统控制单元50设置拍摄模式如下。即，当从非易失性存储器56获取在前一静止图像记录模式终止时的拍摄模式时，系统控制单元50使系统存储器52存储所获取的拍摄模式作为当前拍摄模式。作为另一选择，当操作者对操作单元70进行操作以设置和输入拍摄模式时，系统控制单元50使系统存储器52存储输入的拍摄模式作为当前拍摄模式。术语"拍摄模式"是指通过设置快门速度、光圈值、闪光发射状态以及感光度的组合来实现的模式。
在步骤S115中，系统控制单元50将输出自图像感测单元22的图像数据输出到图像显示单元28。然后，系统控制单元50使图像显示单元28在其画面上显示该图像数据。在步骤S116中，系统控制单元50确定安装/未安装电源单元30、电源单元30的剩余电量，以及存在/不存在记录介质200。如果电源单元30或记录介质200有问题(步骤S116中的"NG")，则在步骤S114中，系统控制单元50使用图像显示单元28和扬声器20中的至少一个通过图像或声音来进行警告指示。接着，处理返回到静止图像记录模式的开始。如果电源单元30或记录介质200都没有问题(步骤S116
10中的"OK")，则处理进行到歩骤S117。如有必要，系统控制单元50执行基于拍摄模式和/或被摄体条件的分类信息的自动分配的激活/去激活
(on/off)。
操作者能够在通过按压操作单元70中包含的菜单按钮而显示的菜单画面(未示出)上任意地设置分类信息的自动分配的激活/去激活。在此情况下，分类信息的自动分配的激活/去激活的设置是，设置表示是否执行基于拍摄模式和/或被摄体条件的分类信息的自动分配的标记。系统存储器52存储在表示分类信息的自动分配的激活/去激活的标记中设置的值。因此，数码相机能够避免向各次拍摄分配操作者不想要的分类信息。
在步骤S118中，系统控制单元50检测移动被摄体的特征部分和该特征部分的位置和大小。更具体来说，当移动被摄体例如是人时，系统控制单元50执行检测在图像显示单元28显示的图像数据所表示的图像中是否出现人的面部的处理(以下称为"面部检测序列")。以下将参照图8详细描述在步骤S118中执行的面部检测序列。
在步骤S118中，当检测到移动的人的面部时，系统控制单元50使系统存储器52存储在图像数据所表示的图像中检测到的移动的人的面部的位置坐标、检测到的面部的大小(宽和高)、检测到的面部的数量以及检测置信系数，作为关于人的面部的信息。如果在步骤S118中执行的面部检测序列中没有检测到人的面部，则例如在分别对应于移动的人的检测到的面部的位置坐标、检测到的面部的大小(宽和高)、检测到的面部的数量以及检测置信系数的存储区域中设置"O"值。因此，所存储的信息表示没有检测到人的面部。
在步骤S119中，系统控制单元50确定第一快门开关SW1的接通状态/断开(on/off)状态。如果第一快门开关SW1断开，即没有按下第一快门开关SW1 (步骤S119中的"OFF")，则重复步骤S117中的分类信息的自动分配序列和步骤S118中的面部检测序列。如果第一快门开关SW1接通，即按下了第一快门开关SW1 (步骤S119中的"ON")，则处理进行到步骤S120，在步骤S120中执行AF/AE序列。
在步骤S120中的AF/AE序列中，系统控制单元50执行AF处理以将摄影镜头103聚焦于被摄体。然后，执行AE处理。由此，确定光圈值和
快门速度(或快门时间)。如有必要，则可以在AE处理中进行闪光设置。此时，如果在步骤S118中检测到人的面部，则可以在AF/AE序列中检测到的人的面部的范围之内执行自动聚焦。以下将参照图4详细描述该AF/AE序列。当AF/AE序列完成时，处理进行到步骤S121。
在步骤S121中，系统控制单元50将图像显示单元28的显示状态设置为固定色彩显示状态。然后，处理进行到步骤S122。
在步骤S122中，系统控制单元50执行图像捕获如下。首先，系统控制单元50经由图像感测单元22、 A/D转换器23、图像处理单元24以及存储器控制单元15，或者从A/D转换器23直接经由存储器控制单元15将捕获的图像数据写入到存储器32。之后，系统控制单元50使用存储器控制单元15 (如有必要还使用图像处理单元24)读取写入到存储器32的图像数据。然后，系统控制单元50对所读取的图像数据执行各种类型的显影处理。
在步骤S123中，当图像捕获完成时，系统控制单元50执行用于使图像显示单元28显示由所捕获的图像数据表示的图像的快速回放显示操作。在快速回放显示操作之后，在步骤S124中，系统控制单元50将所捕获的图像数据作为图像文件写入到记录介质200中。当步骤S124中的记录完成时，系统控制单元50使图像显示单元28继续执行快速回放显示操作，直到松开第二快门开关SW2为止。因此，操作者能够仔细检查所捕获的图像数据。
当步骤S124中的记录完成时，然后在步骤S125中，检测操作者的手指是否松开第二快门开关SW2。如果在通过保持按下第二快门开关SW2以继续快速回放显示操作来检査由所捕获的图像数据表示的图像之后，操作者松开第二快门开关SW2 (步骤S125中的"OFF")，则处理进行到步骤S126。
在步骤S126中，确定是否经过了预定的最小回放时间。如果经过了预定的最小回放时间(步骤S126中的"是")，则处理进行到步骤S127。在此情况下，在能够通过在图像显示单元28中执行快速回放显示操作来检查所捕获的图像数据之后，图像显示单元28能够进入为下一拍摄顺次显示
由输出自图像感测单元22的图像数据表示的图像的状态。当步骤S127完 成时，当前处理结束。然后，处理返回到步骤S117，在步骤S117中，系 统控制单元50准备下次拍摄。
图4是例示由数码相机100执行的AF/AE序列(对应于图3所示的步 骤S122)的流程图。
当通过按下快门开关61接通第一快门开关SW1时，处理进行到步骤 S201。
在步骤S201中，系统控制单元50执行普通AF操作。该普通AF操 作是接通第一快门开关SW1、通过摄影镜头驱动单元将摄影镜头聚焦于被 摄体的特征部分、然后锁定镜头的焦点的操作。以下将参照图5详细描述 该普通AF操作。
在步骤S202中，系统控制单元50基于图像处理单元24的输出针对 主曝光执行AE处理。在步骤S203中，系统控制单元50用作确定单元， 并且检查通过AE处理确定的帧速率、光圈值、快门速度以及数字增益。 该数字增益被定义为在放大所捕获的图像数据的情况下的放大因子。当所 捕获的图像数据的大小小时，很可能将被摄体拍摄得暗。然而，通过增加 数字增益并放大图像数据能够将被摄体拍摄得亮。在此情况下，系统控制 单元50确定是否能够以该帧速率执行对被摄体的对焦状态的连续测量，即 是否能够以该帧速率执行连续调焦操作(连续调焦处理)。作为另一选择， 根据光圈值、快门速度或数字增益确定连续调焦操作是否合适。如果连续 调焦操作合适(步骤S203中的"是")，则处理进行到步骤S204。如果连 续调焦操作不合适(步骤S203中的"否")，则处理进行到步骤S207。
在某些光圈值下，连续调焦操作由于以下原因而成为不合适的。也就 是说，当将拍摄时的光圈值设置得比扫描时的光圈值更接近全光圈状态时， 拍摄时的景深浅，使得所捕获的图像变成未对焦。在某些快门速度值下， 连续调焦操作由于以下原因而成为不合适的。也就是说，当在通过连续调 焦追踪移动体的情况下增加快门速度时，焦点信号的可靠度由于像振动的 影响而降低。焦点信号是通过对在各像平面内设置的调焦区域内表示图像200910171895.4
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数据的图像信号的高频分量进行积分而获得的信号。焦点信号表示光学成 像系统的聚焦状态。
在某些数字增益值下，连续调焦操作由于以下原因而成为不合适的。 也就是说，当将数字增益设置为大值时，在图像数据表示的图像中产生噪 声。焦点信号的可靠度降低。
在步骤S203中，如果确定连续调焦操作是不合适的，则处理进行到 步骤S207，在步骤S207中，系统控制单元50锁定焦点。然后，处理进行 到步骤S208。
在步骤S208中，系统控制单元50确定图像显示单元28表示的显示 是否被更新。更具体来说，系统控制单元50确定是否曾经执行过连续调焦 操作。如果根本未执行过连续调焦操作(步骤S208中的"是")，则处理 进行到步骤S209，在步骤S209中，系统控制单元50基于普通AF的结果 确定聚焦状态。如果系统控制单元50确定聚焦状态为对焦状态(步骤S209 中的"是")，则处理进行到步骤S210，在步骤S210中，系统控制单元50 将AF框601输出到图像显示单元28，如图6Aa、图6Ab和图6Ac所示。
在此情况下，系统控制单元50将AF框601的颜色变成绿色。绿色的 AF框601表示对焦状态。另一方面，如果系统控制单元50确定聚焦状态 是未对焦状态(步骤S209中的"否")，则处理进行到步骤S211，在步骤 S211中，系统控制单元50向图像显示单元28输出未对焦显示。系统控制 单元50将AF框601的颜色变为原始颜色(例如，黄色)。当焦点被锁定 时，能够从AF框601的颜色的指示、字符表示的指示以及图标表示的指 示中选择容易理解的指示方式。
另一方面，在步骤S204中，系统控制单元50提供表示调焦操作处于 连续调焦操作状态的显示。通过改变AF框601 (参见图6Aa、图6Ab和 图6Ac)的颜色、使用字符603 (参见图6Ba、图6Bb和图6Bc)、使用图 标604 (参见图6Ca、图6Cb和图6Cc)或者使用这些方式的组合来实现 该显示。作为另一选择，可以向AF框601添加操作者容易理解的另一显 示。通过使用与通过锁定焦点获得的并且表示聚焦状态处于对焦状态的显 示的颜色、字符和图标不同的颜色、字符和图标来实现表示装置处于连续调焦操作状态的显示。例如，在步骤S210中将AF框601的颜色变为绿色
的情况下，将表示调焦操作处于连续调焦操作状态的显示的颜色设置成与 绿色不同。因此，二者的显示彼此明显不同。
在步骤S206中，系统控制单元50进行关于是否按下第二快门开关 SW2的确定。作为确定结果，如果确定没有按下第二快门开关SW2 (步骤 S206中的"否")，则处理进行到图3所示的步骤S117。另一方面，如果 确定按下了第二快门开关SW2 (步骤S206中的"是")，则AF/AE序列结 束。
当开始连续调焦操作时，只要继续调焦，系统控制单元50就不更新显 示。图6Ea和图6Eb例示了能够执行连续调焦操作的情况。此时，在图6Ea 和图6Eb所示的情况下，帧速率、快门速度、光圈值或者增益是用于使连 续调焦操作能够进行的条件。图6Ec例示了帧速率、快门速度、光圈值或 增益是用于使连续调焦操作不能够进行的条件的情况。
在人快速移动并且其面部在面部框之外的情况下，不更新显示，并且 如果帧速率、快门速度、光圈值或增益是用于使连续调焦操作能够进行的 条件，则继续连续调焦操作。在此情况下，即使当面部在面部框之外使得 焦点信号变化时，也继续执行调焦。因此，即使当聚焦状态是未对焦状态 时，聚焦状态也能够再次返回到对焦状态。
在连续调焦操作失败后改变拍摄条件(例如曝光量)并且由此使连续 调焦操作能够进行的情况下，序列返回到步骤S202。在步骤S203中，确 定是否能够执行连续调焦操作。然后，重复后续处理。在此情况下，在步 骤S204中，提供表示连续调焦操作状态的显示。
因此，数码相机100的操作者能够容易识别摄影镜头103的位置是否 处于连续调焦操作状态，或者摄影镜头103的位置是否是普通AF调焦指 令发出后的首次对焦位置。因此，操作者能够通过精确识别当前聚焦状态 来拍摄被摄体的图像。
接着，以下参照图5所示的流程图描述与图4所示的流程图中的步骤 S201相对应的普通AF子程序。
首先，在步骤S301中，基于步骤S118中执行的面部检测序列的结果，系统控制单元50确定是否检测到人的面部(以下简称为"面部")。如果检
测到面部(步骤S301中的"是")，则处理进行到步骤S302。另一方面， 如果没有检测到面部(步骤S301中的"否")，则处理进行到步骤S304。
在步骤S302中，系统控制单元50获取表示在步骤S118中执行的面 部检测序列中检测到的面部的位置和大小的面部信息。在歩骤S303中， 系统控制单元50在面部检测标记中设置"真"值。在步骤S304中，系统 控制单元50检查面部检测标记的状态。如果面部检测标记的值为"真"(歩 骤S304中的"是")，则处理进行到步骤S306。如果面部检测标记的值为 "假"(步骤S304中的"否")，则处理进行到步骤S305。
在步骤S306中，系统控制单元50将AF框602设置在面部的最新检 测位置处。在步骤S306中，当检测到面部时，可以将AF框602的大小设 置为预定大小。作为另一选择，可以基于所检测到的面部的大小来确定AF 框602的大小。在步骤S305中，系统控制单元50将AF框602设置在预 定位置处，例如设置在中央区域(参见图6Da、图6Db和图6Dc)。在步 骤S307中，系统控制单元扫描被摄体。然后，处理进行到步骤S308。在 步骤S308中，系统控制单元50进行关于聚焦状态的确定。在步骤S309 中，系统控制单元50确定步骤S308中的确定结果是否是对焦状态。如果 确定结果表示对焦状态(步骤S309中的"是")，则处理进行到步骤S310。 如果确定结果表示未对焦状态(步骤S309中的"否")，则处理进行到步 骤S311。
在步骤S310中，系统控制单元50将摄影镜头103移动到通过在步骤 S307中扫描被摄体而计算出的峰值位置。然后，普通AF操作完成。在步 骤S311中，系统控制单元50将摄影镜头103移动到预设的位置(固定点)。 然后，普通AF操作完成。将固定点设置在摄影镜头103的、与被摄体存 在的可能性高的距离相对应的位置处。如果检测到面部，则能够将距离设 置为基于面部的大小而估算的到人的距离的值。
之后，参照图7所示的流程图描述用于执行图4所示的流程图中的步 骤S205中的连续调焦操作的子程序。
首先，在步骤S501中，系统控制单元50确定在步骤S118中的面部检测处理中是否检测到人的面部。如果检测到面部(步骤S501中的"是")，
则处理进行到步骤S502。如果没有检测到面部(步骤S501中的"否")， 则处理进行到步骤S504。
在步骤S502中，系统控制单元50获取表示在步骤S118中的面部检 测处理中检测到的面部的位置和大小的面部信息。在步骤S503中，系统 控制单元50在表示检测到面部的面部检测标记中设置"真"值。
在步骤S504中，系统控制单元50检查面部检测标记的状态。如果面 部检测标记的值为"真"(步骤S504中的"是")，则处理进行到步骤S506。 如果面部检测标记的值为"假"，则处理进行到步骤S505。在步骤S506中， 系统控制单元50将AF框602设置在最新的检测位置。在步骤S505中， 系统控制单元50将AF框602设置在预定位置(例如，设置在中央区域(参 见图6Da、图6Db和图6Dc))。
在步骤S507中，系统控制单元50使图像显示单元28显示在步骤S505 或S506中设置的AF框602。例如，在AF框602用作面部框、并且被摄 体从图6Aa所示的位置移动到图6Ac所示的位置的情况下，当检测到面部 时可以将AF框602的大小设置为预定大小。作为另一选择，可以基于被 摄体的特征部分(例如当被摄体为人时所检测到的人的面部的大小)，设置 AF框602的大小。将图6Aa到图6Dc所示的各个AF框602的颜色分别 设置为与在步骤S210和S211中指示的框显示的颜色不同。
在步骤S508中，系统控制单元50从在步骤S505或S506中设置的 AF框602中的被摄体获取焦点信号和亮度值。在步骤S509中，系统控制 单元50将由获取的焦点信号表示的值与在前次扫描获取的焦点信号表示 的值进行比较。然后，系统控制单元50确定它们之间的差是否等于或大于 阈值。如果它们之间的差等于或大于阈值(步骤S509中的"是")，则系 统控制单元50确定装置的状态改变。然后，处理进行到步骤S510。
在步骤S510中，系统控制单元50在AF模式下执行扫描，并且将摄 影镜头103移动到焦点信号的峰值位置或移动到焦点信号的水平上升到的 位置。然后，处理结束。在步骤S511中，系统控制单元50停止驱动摄影 镜头103。然后，使系统控制单元50进入系统控制单元50获取焦点信号
17的状态(监视状态)。
接着，以下参照图8对用于执行之前在步骤S118的描述中描述的面 部检测序列的典型面部检测算法进行说明。
在步骤S151中，系统控制单元50将水平带通滤波器应用于在步骤 S150中获得的图像数据。然后，在步骤S152中，系统控制单元50将垂直 带通滤波器应用于图像数据。由此，系统控制单元50检测边缘部分。随后， 在步骤S153中，系统控制单元50对检测到的边缘部分执行图案匹配。由 此，系统控制单元50提取眼、鼻、嘴和耳的候选组。
在步骤S154中，系统控制单元50在步骤S153中提取的眼的候选组 中确定并选择满足预设条件(例如，两眼的间距以及每只眼的斜度)的眼 的候选组作为表示双眼的有效图像数据。因此，系统控制单元50将眼的候 选组縮小到所选择的作为眼的有效候选对象的眼的候选组。
在步骤S155中，系统控制单元50将所选择的眼的候选组与相关面部 的其他部分(即，鼻、嘴和耳)相关联，从而获取结果数据。此外，系统 控制单元50将非面部条件滤波器应用于结果数据。因此，实现人的面部检 测。在步骤S156中，系统控制单元50输出与检测结果相关的面部信息。 然后，处理结束。
因此，系统控制单元50使用由图像感测单元22捕获而显示的图像数 据来提取图像数据的特征量。在本实施例的前述描述中，将面部信息作为 被摄体信息的示例进行了描述。然而，存在作为被摄体信息的各种类型的 信息(例如，红眼信息)。
当执行连续调焦操作时，系统控制单元50使图像显示单元28显示AF 框601或602 (其表示图像显示单元28的画面上显示的被摄体进入对焦的 范围)，作为通过改变AF框601或602的状态，例如颜色、框类型以及显 示条件(例如闪烁条件和框布局)来表示连续调焦操作的显示。因此，操 作者能够区分镜头驱动单元115驱动的摄影镜头103是处于连续调焦操作 状态还是处于锁定焦点时的对焦状态。
图9是例示由根据本发明的示例性实施例的变型例的数码相机执行的 AF/AE序列的流程图。根据该变型例，在本发明的上述示例性实施例中添加步骤S602，其中操作者初步确定连续调焦操作的设置的激活/去激活
(on/off)。在连续调焦操作的设置去激活、或者连续调焦操作是不合适的
情况下，通过改变显示在锁定焦点时的对焦状态的操作获得该变型例。
首先，在步骤S600中，系统控制单元50基于第一快门开关SW1的 接通/断开来确定连续调焦操作的设置是否激活。镜头驱动单元115通过进 行连续调焦操作来连续执行聚焦。
如果第一快门开关SW1接通(步骤S600中的"是")，则处理进行到 步骤S602，在步骤S602中，系统控制单元50确定连续调焦操作的设置是 否激活。如果连续调焦操作的设置激活(步骤S602中的"是")，则系统 控制单元50确定在当前状态下连续调焦操作的设置激活。然后，处理进行 到步骤S603。如果连续调焦操作的设置去激活(步骤S602中的"否")， 则系统控制单元50确定当前状态不是连续调焦操作状态，并且假定当前状 态是普通AF状态。然后，处理进行到步骤S608。
如果连续调焦操作的设置去激活(步骤S602中的"否")，即，在普 通AF状态的情况下，系统控制单元50使图像显示单元28显示对焦状态。 例如，在锁定焦点时的对焦状态的情况下，系统控制单元50使图像显示单 元28使用绿色作为框的颜色来显示AF框(参见图6Aa到图6Ac中的AF 框601)。在未对焦状态的情况下，系统控制单元50向图像显示单元28输 出将AF框的颜色设置为黄色的信号。接着，处理进行到步骤S609。在步 骤S609中，系统控制单元50确定第二快门开关SW2是接通还是断开。 如果第二快门开关SW2接通(步骤S609中的"是")，则将所捕获的图像 数据存储在存储器中。如果第二快门开关SW2断开(步骤S609中的"否")， 则系统控制单元50重复步骤S608和S609中的处理，直到第二快门开关 SW2接通为止。
如果连续调焦操作的设置激活(步骤S602中的"是")，则处理进行 到步骤S603。在步骤S603中，系统控制单元50基于例如，帧速率对于连 续调焦操作是否合适、或者根据快门速度和光圈值确定的曝光量对于连续 调焦操作是否可能，来确定连续调焦操作的合适性。
如果连续调焦操作是合适的(歩骤S603中的"是")，则在步骤S604
19中，系统控制单元50控制镜头驱动单元115以执行连续调焦操作。接着，
处理进行到步骤S605。在步骤S605中，系统控制单元50向图像显示单元 28输出表示连续调焦操作中的聚焦状态的信息。然后，系统控制单元50 使图像显示单元28显示由输出信息表示的聚焦状态。
例如，在对焦状态的情况下，系统控制单元50将AF框(参见图6Ba 到图6Bc中的AF框602)的颜色设置为与锁定焦点时显示的AF框的颜色 不同。在未对焦状态的情况下，系统控制单元50将AF框的颜色设置为红 色。在此情况下，为了向用户简单通知装置处于连续调焦操作状态的事实， 系统控制单元50可以使图像显示单元28同时显示表示装置处于连续调焦 操作状态的图标或字符串。作为另一选择，可以通过字符而不用改变框的 颜色来表示对焦状态和未对焦状态。
之后，处理进行到步骤S606，在步骤S606中，系统控制单元50确定 是否按下了快门开关SW2。如果快门开关SW2接通，即操作者按下了快 门开关SW2，则系统控制单元50使存储器存储所捕获的图像数据。然后， 系统控制单元50完成当前序列。另一方面，如果快门开关SW2断开，则 处理进行到步骤S607。在步骤S607中，如果数码相机100的当前操作状 态(即电源单元等的操作)是合适的、从而装置能够正常操作，则系统控 制单元50等待操作者接通快门开关SW2。
如果连续调焦操作是不可能的(步骤S603中的"否")，则系统控制 单元50使图像显示单元28显示当前聚焦状态。在此情况下，在步骤S610 中，与普通AF状态的情况类似，系统控制单元50使图像显示单元28显 示当前聚焦状态。更具体来说，在锁定焦点时的对焦状态的情况下，系统 控制单元50使图像显示单元28通过将AF框的颜色设置为绿色来显示AF 框。在未对焦状态的情况下，系统控制单元50向图像显示单元28输出将 AF框的颜色设置为黄色的信号。接着，处理进行到步骤S611 。在步骤S611 中，系统控制单元50确定第二快门开关SW2是接通还是断开。如果第二 快门开关SW2接通(步骤S611中的"是")，则将所捕获的图像数据存储 在存储器中。如果第二快门开关SW2断开(步骤S611中的"否")，则系 统控制单元50重复步骤S610和S611中的处理，直到第二快门开关SW2
20接通为止。
因此，系统控制单元50使图像显示单元28区别地显示由镜头驱动单
元115操作的摄影镜头103是否处于连续调焦操作状态、或者装置是否处 于锁定焦点时的对焦状态。因此，操作者能够容易地识别摄影镜头103是 否处于基于连续调焦操作的状态、或者摄影镜头103是否处于普通AF调 焦指令发出后的首次对焦位置。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明 并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽泛 的解释，以使其涵盖所有的变型例、等同结构及功能。
权利要求
1.一种摄像装置，所述摄像装置包括图像感测单元，其被构造成通过对被摄体光进行光电转换来获得图像数据，所述被摄体光通过光学成像系统入射在所述图像感测单元上；显示控制单元，其被构造成控制显示单元显示所述图像数据；开关，其被构造成接收发给所述光学成像系统的调焦指令；以及调焦单元，其被构造成基于所述图像数据调节所述光学成像系统的聚焦状态，其中，当所述调焦单元响应于由所述开关接收到的所述调焦指令而执行连续调焦操作时，所述显示控制单元使所述显示单元提供表示所述调焦单元处于连续调焦操作状态的显示，并且其中，当所述调焦单元不执行所述连续调焦操作时，所述显示控制单元使所述显示单元提供与表示所述调焦单元处于所述连续调焦操作状态的所述显示不同的、表示通过响应于由所述开关接收到的指令而执行的调焦操作所确定的聚焦状态的显示。
2. 根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述开关是具有至少两级 的开关，其中，由所述开关的第一级接收调焦指令，并且 其中，由所述开关的第二级接收摄像指令。
3. 根据权利要求1所述的摄像装置，所述摄像装置还包括 确定单元，其被构造成基于摄像条件确定基于所述连续调焦操作的调焦是否合适，其中，当所述确定单元的确定结果为基于所述连续调焦操作的调焦合 适时，所述调焦单元执行基于所述连续调焦操作的调焦。
4. 根据权利要求3所述的摄像装置，其中，所述确定单元基于帧速率、 快门速度、光圈值以及增益中的至少一个，确定基于所述连续调焦操作的 调焦是否合适。
5. 根据权利要求3所述的摄像装置，其中，在所述调焦单元基于所述 确定单元的确定结果开始基于所述连续调焦操作的调焦之后，即使当由于所述摄像条件的改变所述确定单元确定基于所述连续调焦操作的调焦不合 适时，所述显示控制单元也不更新所述显示。
6. 根据权利要求3所述的摄像装置，其中，当所述确定单元的确定结 果为基于所述连续调焦操作的调焦不合适时，所述调焦单元锁定调焦操作 并提供表示对焦状态或未对焦状态的显示。
7. 根据权利要求6所述的摄像装置，其中，在所述确定单元确定基于 所述连续调焦操作的调焦不合适之后，当由于所述摄像条件的改变所述确 定单元确定基于所述连续调焦操作的调焦合适时，所述显示控制单元使所 述显示单元提供表示所述调焦单元处于所述连续调焦操作状态的显示。
8. 根据权利要求1所述的摄像装置，其中，使用自动聚焦框、图标以 及字符中的一个来提供所述显示。
9. 一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括被构造成通过对被摄 体光进行光电转换来获得图像数据的图像感测单元，所述被摄体光通过光学成像系统入射在所述图像感测单元上，所述控制方法包括如下步骤 控制显示单元显示所述图像数据； 接收发给所述光学成像系统的调焦指令； 基于所述图像数据调节所述光学成像系统的聚焦状态， 当响应于所接收到的调焦指令执行连续调焦操作时，使所述显示单元提供表示所述摄像装置处于连续调焦操作状态的显示；以及当不执行所述连续调焦操作时，使所述显示单元提供与表示所述摄像装置处于所述连续调焦操作状态的所述显示不同的、表示通过响应于所述调焦指令而执行的调焦操作所确定的聚焦状态的显示。
全文摘要
本发明提供一种摄像装置及其控制方法。所述摄像装置确定当利用自动聚焦执行拍摄时的连续调焦操作的合适性。当确定所述连续调焦操作合适时，所述摄像装置执行表示所述摄像装置处于连续调焦操作状态的显示。表示所述连续调焦操作状态的显示与表示通过当所述摄像装置不处于所述连续调焦操作状态时执行的调焦操作所确定的聚焦状态的显示不同。
文档编号H04N5/232GK101677361SQ20091017189
公开日2010年3月24日 申请日期2009年9月16日 优先权日2008年9月16日
发明者岩崎直树, 芝上玄志郎 申请人:佳能株式会社