專利名稱：攝像裝置及自動(dòng)聚焦方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像裝置及自動(dòng)聚焦方法。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)JP2006-352716號(hào)公報(bào))中，記載了一種CXD等攝像設(shè)備， 通過(guò)對(duì)排列于垂直方向的像素信息進(jìn)行2像素加法或4像素加法運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)提升暗處攝影性能的像素加法運(yùn)算。但是，在上述專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)中，由于只能對(duì)垂直方向的像素進(jìn)行加法運(yùn)算，所以，在對(duì)比度方式下的自動(dòng)聚焦中，不能夠通過(guò)調(diào)整攝影姿勢(shì)(根據(jù)相機(jī)結(jié)構(gòu)，采取橫向攝影或者縱向攝影)而使得暗處攝影的性能得到充分的提高。通常，被攝體，例如人物，包含的縱向的輪廓線要比橫向的多。因此，為了在暗處對(duì)這樣的被攝體無(wú)障礙進(jìn)行對(duì)比度方式的自動(dòng)聚焦動(dòng)作，必須以高對(duì)比度檢測(cè)構(gòu)成該被攝體的多數(shù)縱線成分。如果使相機(jī)橫向，采用通常攝影姿勢(shì)(以下稱為橫向拍攝姿勢(shì))的話，根據(jù)該“垂直像素加法”，針對(duì)對(duì)比度成分少的垂直方向的像素信息，為了使圖像明亮而對(duì)其進(jìn)行加法讀取，針對(duì)AF所需信息(對(duì)比度成分)多的水平方向像素信息，通過(guò)全像素讀取，能夠以高對(duì)比度檢測(cè)出被攝體中所包含的縱向輪廓線，能夠無(wú)障礙進(jìn)行自動(dòng)聚焦動(dòng)作。但是，在上述專利文獻(xiàn)1中，由于只能對(duì)垂直方向進(jìn)行像素加法運(yùn)算，所以，在使相機(jī)縱向進(jìn)行攝影的姿勢(shì)下(以下稱為縱向拍攝姿勢(shì))，由于含于被攝體中的輪廓線和像素的加法方向一致，所以能夠?qū)F所需信息(對(duì)比度成分)多的垂直方向的像素信息進(jìn)行加法讀取。因此，能夠使得圖像明亮化，但是不能以高對(duì)比度檢測(cè)出含于被攝體中的輪廓線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)選擇性地進(jìn)行垂直方向和水平方向的像素加法運(yùn)算，從而在不管采用何種攝影姿勢(shì)的情況下，都能夠使暗處攝影時(shí)自動(dòng)聚焦精度得到提高。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)提供一種攝像裝置，其特征在于包括攝像部(12)，其在垂直方向和水平方向排列多個(gè)像素而構(gòu)成；檢測(cè)機(jī)構(gòu)(20)，其用于檢測(cè)包括上述攝像部的攝像裝置的橫縱方向；第1讀取控制機(jī)構(gòu)(21)，其根據(jù)上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的結(jié)果，對(duì)來(lái)自上述攝像部的上述多個(gè)像素的像素信息的讀取方法進(jìn)行控制；計(jì)算機(jī)構(gòu) (21)，其基于由上述第1讀取控制機(jī)構(gòu)控制讀取的像素信息，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值；和聚焦機(jī)構(gòu)
(11)，其根據(jù)上述計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的結(jié)果，控制聚焦透鏡。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)提供一種攝像裝置，其特征在于包括攝像部
(12)，其在垂直方向和水平方向排列多個(gè)像素而構(gòu)成；對(duì)比度檢測(cè)機(jī)構(gòu)(21)，其用于檢測(cè)上述攝像部攝取的圖像的垂直方向和水平方向各自的對(duì)比度；第2讀取控制機(jī)構(gòu)(21)，其根據(jù)上述對(duì)比度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的結(jié)果，對(duì)來(lái)自上述攝像部的上述多個(gè)像素的像素信息的讀取方法進(jìn)行控制；計(jì)算機(jī)構(gòu)(21)，其基于由上述第2讀取控制機(jī)構(gòu)所讀取的像素信息，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值；和聚焦機(jī)構(gòu)(11)，其根據(jù)上述計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的結(jié)果，控制聚焦透鏡。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)提供一種自動(dòng)聚焦方法，其特征在于包括用于檢測(cè)具有在垂直方向和水平方向排列多個(gè)像素而構(gòu)成的攝像部的攝像裝置的橫縱方向的檢測(cè)步驟；根據(jù)上述檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的結(jié)果，對(duì)來(lái)自上述攝像部的上述多個(gè)像素的像素信息的讀取方法進(jìn)行控制的第1讀取控制步驟；基于由上述第1讀取控制步驟中控制讀取的像素信息，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值的計(jì)算步驟；和根據(jù)上述計(jì)算步驟中計(jì)算出的結(jié)果，控制聚焦的控制步驟。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一個(gè)形態(tài)提供一種自動(dòng)聚焦方法，其特征在于包括用于檢測(cè)由在垂直方向和水平方向排列多個(gè)像素而構(gòu)成的攝像部所拍攝的圖像中的垂直方向和水平方向各自的對(duì)比度的檢測(cè)步驟；根據(jù)上述檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的結(jié)果，對(duì)來(lái)自上述攝像部的上述多個(gè)像素的像素信息的讀取方法進(jìn)行控制的第2讀取控制步驟；基于由上述第2讀取控制步驟中讀取的像素信息，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值的計(jì)算步驟；和根據(jù)上述計(jì)算步驟中計(jì)算出的結(jié)果，控制聚焦的控制步驟。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)檫x擇進(jìn)行垂直方向和水平方向的像素加法運(yùn)算，所以，不管采用何種攝影姿勢(shì)的情況下，都能夠使暗處攝影時(shí)自動(dòng)聚焦精度得到提高。


圖1為數(shù)碼相機(jī)1的外觀圖。
圖2為示出數(shù)碼相機(jī)1大致結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3為示出攝像部12結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4為示出安裝于攝像部12的濾色片36的圖。
圖5為稱作為BayeH 乂 λ ^ 一，拜爾)方式的排列方式的濾色片36的原理圖
圖6為實(shí)際濾色片36的結(jié)構(gòu)圖。
圖7為示出用于執(zhí)行攝影模式處理的控制程序流程圖。
圖8為示出攝影姿勢(shì)的圖。
圖9為攝像部12的示意圖。
圖10為示出橫向攝影時(shí)像素加法運(yùn)算(垂直方向像素加法運(yùn)算)的示意圖。
圖11為示出縱向攝影時(shí)像素加法運(yùn)算(水平方向像素加法運(yùn)算)的示意圖。
圖12為示出改進(jìn)的實(shí)施形態(tài)的圖。
圖13為現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的比較圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖以數(shù)碼相機(jī)為例對(duì)本發(fā)明實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。圖1為數(shù)碼相機(jī)1的外觀圖，圖IA為正視圖，圖IB為背面圖。在該圖中，數(shù)碼相機(jī)1在呈適于手持形狀的主體2的前面配置透鏡鏡筒3和閃光燈4，并在主體2的背面配置由液晶顯示器形成的顯示部5、變焦按鈕6、功能鍵7和光標(biāo)鍵8，并且，在該主體2的上面還配置電源開(kāi)關(guān)9和帶半快門功能的快門鍵10。該結(jié)構(gòu)盡管為緊湊型數(shù)碼相機(jī)的結(jié)構(gòu)，但是并非僅限于此，例如，可以為數(shù)碼單反相機(jī)這樣的結(jié)構(gòu)，還可以是搭載在便攜電話機(jī)或其他電子器件上，或者，還可以在數(shù)碼攝像機(jī)中搭載這樣的結(jié)構(gòu)。圖2為示出數(shù)碼相機(jī)1的大致結(jié)構(gòu)的方框圖。在該圖中，數(shù)碼相機(jī)1含透鏡鏡筒3、 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器11、閃光燈4、攝像部12、⑶S/ADC13、圖像處理部14、水平/垂直驅(qū)動(dòng)器15、時(shí)鐘發(fā)生器0^)16、外部存儲(chǔ)器17、50肌1118、閃存19、姿勢(shì)傳感器20、中央處理單元(CPU)21、 鍵輸入部22、以及總線(bus) 23等。如果對(duì)各部分進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，首先，透鏡鏡筒3具有容置光軸一致的多塊攝影透鏡的透鏡模塊3A和電動(dòng)機(jī):3B。電動(dòng)機(jī);3B用作為對(duì)焦該透鏡模塊3A的焦點(diǎn)的促動(dòng)器 (actuator)，接收來(lái)自電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器11的電力而運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器11通過(guò)總線23適當(dāng)響應(yīng)來(lái)自CPU21的焦點(diǎn)控制指令，生成輸出用于驅(qū)動(dòng)上述電動(dòng)機(jī):3B的電力。 其中，對(duì)透鏡模塊3A的對(duì)焦指的是所謂的自動(dòng)聚焦。自動(dòng)聚焦指的是在通過(guò)后述的攝像部12輸出進(jìn)行構(gòu)圖確認(rèn)用幀圖像信號(hào)(也稱為實(shí)時(shí)圖像)時(shí)，響應(yīng)用戶的半壓快門操作(快門鍵10的半壓操作)，以與該實(shí)時(shí)圖像中的特定區(qū)域(例如圖像中心附近)的被攝體對(duì)焦的方式，采用對(duì)比度檢測(cè)法(特定區(qū)域內(nèi)圖像對(duì)比度最佳時(shí)則判定實(shí)現(xiàn)對(duì)焦的方法)，對(duì)透鏡模塊3A內(nèi)的聚焦透鏡的光軸上的位置于前后進(jìn)行微調(diào)。透鏡鏡筒3還可以具有變焦功能。即還可以具有變焦透鏡、驅(qū)動(dòng)該變焦透鏡的變焦電動(dòng)機(jī)和變焦電動(dòng)機(jī)用的驅(qū)動(dòng)器，由于和本發(fā)明無(wú)直接的關(guān)聯(lián)，在該實(shí)施形態(tài)中被省略。攝像部12由CXD等二維攝像設(shè)備構(gòu)成，配置于上述透鏡鏡筒3的光軸上，對(duì)應(yīng)通過(guò)該透鏡鏡筒3成像的被攝體光學(xué)像，輸出模擬攝像信號(hào)。垂直/水平驅(qū)動(dòng)器15響應(yīng)來(lái)自時(shí)鐘發(fā)生器16的時(shí)鐘信號(hào)，生成用于控制該攝像部12的攝像動(dòng)作的各種信號(hào)(讀取信號(hào)、 垂直轉(zhuǎn)送時(shí)鐘、水平轉(zhuǎn)送時(shí)鐘等)并輸出。CDS/ADC13為將與攝像部12輸出的被攝體光學(xué)像對(duì)應(yīng)的模擬攝像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，該CDS/ADC13由用于保持所輸入的攝像信號(hào)的CDS、隨著AE(自動(dòng)曝光調(diào)整)處理等放大攝像信號(hào)的增益調(diào)整放大器(AGC)、將放大后攝像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)z像信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)等構(gòu)成。圖像處理部14是對(duì)⑶S/ADC13輸出的數(shù)字?jǐn)z像信號(hào)進(jìn)行各種圖像處理(伽馬 (gamma)處理等)的電路。顯示部5由規(guī)定長(zhǎng)寬比(例如16 9)的液晶顯示器(IXD) 5A和驅(qū)動(dòng)器以及背光 5B形成，如果輸入顯示信號(hào)或驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，則將基于該顯示信號(hào)的圖像作為實(shí)時(shí)圖像顯示于下位層，另外，將CPU21輸出的信息或圖標(biāo)(icon)等顯示于上位層。姿勢(shì)傳感器20用于檢測(cè)數(shù)碼相機(jī)1的攝影姿勢(shì)，該攝影姿勢(shì)是在數(shù)碼相機(jī)1為橫向結(jié)構(gòu)進(jìn)行攝影時(shí)“橫向攝影的姿勢(shì)”，和在數(shù)碼相機(jī)1為縱向結(jié)構(gòu)進(jìn)行攝影時(shí)的“縱向攝影的姿勢(shì)”的二者中的一個(gè)。作為能夠區(qū)別檢測(cè)出該橫向攝影和縱向攝影的姿勢(shì)的姿勢(shì)傳感器20，例如可以采用重力傳感器?，F(xiàn)在，在進(jìn)行橫向攝影時(shí)，隨著數(shù)碼相機(jī)1的主體2的移動(dòng)，重力的方向總為主體2的上面到下面的方向，而在攝影姿勢(shì)變?yōu)榭v向攝影時(shí)，該重力方向相對(duì)橫向攝影時(shí)呈90度變化。因此，由于橫向攝影和縱向攝影重力方向不同，采用重力傳感器能夠檢測(cè)出攝影姿勢(shì)。鍵輸入部22為生成配置于主體2的各部的各種按鈕類(變焦鍵6、功能鍵7、光標(biāo)鍵8、快門鍵10等)的操作信號(hào)的電路。CPU21為統(tǒng)一控制數(shù)碼相機(jī)1的各部分的單片微機(jī)單元(本說(shuō)明書中僅稱為電腦)，該CPU21將事先存儲(chǔ)在閃存19中的控制程序讀取到SDRAM18中，在該SDRAM18上，執(zhí)行該控制程序，從而對(duì)數(shù)碼相機(jī)1的各部分進(jìn)行控制，基于含于攝像信號(hào)中的亮度信息進(jìn)行AE控制處理，采用對(duì)比度檢測(cè)方式進(jìn)行自動(dòng)聚焦(AF)控制處理，以及進(jìn)行后述的攝影模
式處理等。SDRAM18不但具有作為CPU21的工作存儲(chǔ)器(用于執(zhí)行控制程序的作業(yè)區(qū)域)的功能，而且還可以具有作為將從CDS/ADC13輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行一并臨時(shí)存儲(chǔ)的緩存的功能。外部存儲(chǔ)器17記錄存儲(chǔ)攝影后的圖像文件。該外部存儲(chǔ)器17例如可以是存儲(chǔ)卡那樣的可裝卸的存儲(chǔ)器。下面對(duì)攝像部12的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖3示出攝像部12的結(jié)構(gòu)的示意圖。其中，示意性示出η列Xm行像素排列的 CCD的結(jié)構(gòu)。如該圖所示，攝像部12將對(duì)應(yīng)入射光量的電荷存儲(chǔ)起來(lái)的nXm個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件(以下為像素29)呈二維矩陣狀排列。而且，通過(guò)在像素四的各列間配置垂直轉(zhuǎn)送部 (也稱為垂直(XD) 30形成攝像區(qū)域31。另外，沿著攝像區(qū)域31的面向圖面位于下側(cè)的地方，配置水平傳送部(也稱為水平(XD) 32。另外，還可以根據(jù)結(jié)構(gòu)，將攝像區(qū)域31上下兩等分，在各區(qū)域的每個(gè)區(qū)域，配置1個(gè)水平傳送部。積蓄在像素四中的信號(hào)電荷，響應(yīng)來(lái)自垂直/水平驅(qū)動(dòng)器15的讀取信號(hào)，一并讀入鄰接的垂直傳送部30中，在垂直傳送部30的內(nèi)部，使之與來(lái)自垂直/水平驅(qū)動(dòng)器15的垂直傳送時(shí)鐘同步，順次向圖面的下方傳送。整個(gè)垂直傳送部30的輸出端與水平傳送部32連接，水平傳送部32與垂直傳送時(shí)鐘同步，順次讀入1線的信號(hào)電荷。水平傳送部32讀入的信號(hào)電荷與來(lái)自垂直/水平驅(qū)動(dòng)器15的水平傳送時(shí)鐘同步，順次傳送到圖面的左方向。到達(dá)水平傳送部32的輸出端的信號(hào)電荷被設(shè)于同端的電荷檢測(cè)部33轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，被放大器34放大之后，由端子35作為 CCD輸出讀取到外部。圖4為示出攝像部12上安裝的濾色片36的圖。攝像部12的格子(桝目)的每一處都有含像素四的像素，各像素與濾色片36的格子一一對(duì)應(yīng)。濾色片36的格子分別具有各自的特定顏色，顏色選擇方法和排列方式可以選擇各種各樣的類型。圖5為稱之為Bayer方式的濾色片36的原理圖。因?yàn)轭伾盘?hào)和亮度信號(hào)的S/N 平衡好，不依賴于被攝體的亮度而能夠?qū)崿F(xiàn)良好的顏色再現(xiàn)性，所以為廣泛采用的方式。在該圖中，Y為用于得到亮度信息的濾色片，Cl、C2為用于得到顏色信息的濾色片。Bayer方式中，Y濾色片配置成交錯(cuò)格子狀(市松狀)，在奇數(shù)行間隙配置Cl濾色片，在偶數(shù)行間隙配置C2濾色片。配置Y濾色片要多一些的理由在于在人類視覺(jué)上、亮度信息方面比顏色信息能更加直覺(jué)地感受到圖像的分辨率及輪廓的清晰程度。圖6為實(shí)際濾色片36的結(jié)構(gòu)圖，R為紅色濾色片，G為綠色濾色片，B為藍(lán)色濾色片。紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)為光的三原色。具體的，因?yàn)榫G色更能表征被攝體的亮度，G濾色片用作為得到亮度信息的濾色片。換言之，G濾色片相當(dāng)于圖5的Y濾色片，R濾色片和 B濾色片相當(dāng)于圖5的Cl、C2濾色片。
下面對(duì)數(shù)碼相機(jī)1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖7示出用于執(zhí)行攝影模式處理的控制程序的流程圖。攝影模式處理中，如果將用于構(gòu)圖確認(rèn)的實(shí)時(shí)圖像顯示于顯示部5，并且檢測(cè)到用戶半壓快門操作(快門鍵10的半壓操作)，則進(jìn)行AE(自動(dòng)曝光調(diào)整)或AWB(自動(dòng)白平衡調(diào)整)和AF(自動(dòng)聚焦)。進(jìn)一步，如果檢測(cè)到用戶全壓快門操作(快門鍵10的全壓操作)，則進(jìn)行將此時(shí)的攝影圖像變換成JPEG文件而記錄保存在外部存儲(chǔ)器17中這樣的一系列處理。該控制程序事先存儲(chǔ)在閃存19中，加載到SDRAM18中，由CPU21執(zhí)行。如果攝影模式處理開(kāi)始，則CPU21首先將從攝像部12周期輸出的幀圖像(例如每秒30幀的圖像)作為構(gòu)圖確認(rèn)用實(shí)時(shí)圖像顯示于顯示部5 (步驟Si)。然后，如果用戶進(jìn)行了半壓快門操作(快門鍵10半壓操作)，則檢測(cè)被攝體的亮度(步驟S3)，判斷是否處在規(guī)定亮度以下的暗處攝影(步驟S4)。其中，被攝體的亮度指的即是所謂的被攝體的曝光。該曝光例如由實(shí)時(shí)圖像整體平均亮度、該圖像內(nèi)特定區(qū)域的平均亮度或精確定位(pinpoint)的亮度得到。該曝光測(cè)定利用實(shí)時(shí)圖像測(cè)定曝光也可以，也可以使用獨(dú)立的曝光計(jì)進(jìn)行測(cè)定。在步驟S4的判定結(jié)果為NO的場(chǎng)合，即被攝體的亮度充分的場(chǎng)合，無(wú)需進(jìn)行后述的圖像加法處理，而是按照順序讀取攝像部12的像素信息(步驟SQ。下面將該“像素信息的順次讀取”稱為“常規(guī)讀取”。對(duì)于該“常規(guī)讀取”，首先在圖3中進(jìn)行說(shuō)明，蓄積在像素四中的信號(hào)電荷響應(yīng)垂直/水平驅(qū)動(dòng)器15的讀取信號(hào)，一起讀入鄰接的垂直傳送部30中。然后，所讀取的信號(hào)電荷在垂直傳送部30的內(nèi)部，與來(lái)自垂直/水平驅(qū)動(dòng)器15的垂直傳送時(shí)鐘同步，按照順序傳送到圖面的下方。然后，讀入水平傳送部32的信號(hào)電荷與垂直/水平驅(qū)動(dòng)器15的水平傳送時(shí)鐘同步，順次傳送到圖面的左方。然后，到達(dá)水平傳送部32的輸出端的信號(hào)電荷被設(shè)于同端的電荷檢測(cè)部33轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，在被放大器34放大之后，從端子35作為CCD輸出讀取到外部。另一方面，在步驟S4的判定結(jié)果為YES的場(chǎng)合，即，在判定被攝體的亮度為規(guī)定亮度以下的暗處攝影的場(chǎng)合，基于姿勢(shì)傳感器20的輸出信號(hào)，參考數(shù)碼相機(jī)1的主體2的方向，判定攝影姿勢(shì)是否為“橫向”(即橫向攝影姿勢(shì))(步驟S7)。然后，在判定為橫向攝影姿勢(shì)的場(chǎng)合(步驟S7的判定結(jié)果為YES的場(chǎng)合)，對(duì)攝像部12的像素排列，全像素讀出水平成分的像素信息，同時(shí)，加法讀取垂直成分的像素信息 (步驟S8)。另一方面，如果判定為不是橫向攝影姿勢(shì)的場(chǎng)合(步驟S7的判定結(jié)果為NO的場(chǎng)合)，對(duì)攝像部12的象素排列，全像素讀取垂直成分的像素信息，并且加法讀取水平成分的像素信息(步驟S9)。S卩，對(duì)應(yīng)攝影姿勢(shì)，針對(duì)AF所需的信息(對(duì)比度成分)較多的方向的像素信息，以全像素方式讀出，同時(shí)，針對(duì)對(duì)比度成分少的方向的像素信息，為了使得圖像變亮，進(jìn)行加法讀取。因此，即使在暗處攝影，也能夠進(jìn)行精度高的自動(dòng)聚焦。之后，繼步驟S5、步驟S8、或者步驟S9之后，從攝像部12讀取的圖像中，計(jì)算出AF 評(píng)價(jià)值(采用對(duì)比度法的評(píng)價(jià)值)(步驟S10)。接下來(lái)，基于計(jì)算出的AF評(píng)價(jià)值進(jìn)行AF處理(步驟Sll)。這里，AF處理指的是，一邊移動(dòng)透鏡模塊3A內(nèi)的聚焦透鏡，一邊尋找能夠得到最高對(duì)比度的透鏡位置的自動(dòng)聚焦操作處理。
因此，如果找到能夠得到最強(qiáng)對(duì)比度的透鏡位置，即找到聚焦位置，則例如采用電子聲或者燈顯示等方式，將聚焦完成的信息告知用戶，等待接到該告知的用戶對(duì)快門鍵10 的全壓操作(步驟Si》。然后，如果進(jìn)行了快門鍵10的全壓操作，此時(shí)，將攝像部12輸出的攝影圖像轉(zhuǎn)換成JPEG文件記錄保存于外部存儲(chǔ)器17中(步驟S13)，程序結(jié)束。在步驟S4的判定結(jié)果為YES的場(chǎng)合，即為判定被攝體亮度為規(guī)定亮度以下的暗處攝影的場(chǎng)合。在本實(shí)施形態(tài)中，在接下來(lái)的步驟S6中，基于姿勢(shì)傳感器20的輸出信號(hào)，調(diào)查數(shù)碼相機(jī)1的主體2的方向，也可以是，在該步驟S4和步驟S6之間，插入判斷是否進(jìn)行閃光燈閃光攝影的步驟。在這樣的場(chǎng)合下，僅僅是在禁止使用閃光燈時(shí)，或者根據(jù)用戶的希望而不使用閃光燈時(shí)，才可以進(jìn)入下面的步驟S6(相機(jī)的姿勢(shì)判定)。下面對(duì)本實(shí)施形態(tài)的要點(diǎn)即“像素信息的加法讀取”進(jìn)行說(shuō)明。如上所述，在本實(shí)施形態(tài)中，在判斷被攝體的亮度為規(guī)定亮度以下的暗處攝影的場(chǎng)合(步驟S4的判定結(jié)果為 YES的場(chǎng)合)，進(jìn)行“像素信息的加法讀取”，該“像素信息的加法讀取”在橫向攝影及縱向攝影姿勢(shì)中不同。圖8為示出攝影姿勢(shì)的圖。圖8A示出對(duì)被攝體37用橫向構(gòu)成的數(shù)碼相機(jī)1進(jìn)行橫向攝影的攝影姿勢(shì)。另外，圖8B示出對(duì)被攝體37用縱向構(gòu)成的數(shù)碼相機(jī)1進(jìn)行縱向攝影的攝影姿勢(shì)。在橫向攝影的攝影姿勢(shì)的場(chǎng)合，在全像素讀取水平成分的像素信息的同時(shí)，加法讀取垂直成分的像素信息。另外，在縱向攝影的攝影姿勢(shì)的場(chǎng)合，在全像素讀取垂直成分的像素信息的同時(shí)，加法讀取水平成分的像素信息。總之，根據(jù)攝影姿勢(shì)，像素信息的加法方向不同。本實(shí)施形態(tài)中的縱向攝影姿勢(shì)時(shí)的水平成分和垂直成分并非為對(duì)應(yīng)實(shí)際的縱向攝影時(shí)的水平、垂直方向，而是對(duì)應(yīng)橫向攝影時(shí)的水平、垂直方向的成分。即實(shí)際的縱向拍攝攝影時(shí)的水平、垂直方向?yàn)橄喾吹姆较?。圖9為攝像部12的示意圖。在該圖中，矩形的格子為像素四，在各像素四中，和對(duì)應(yīng)的濾色片(參照?qǐng)D4 圖6的濾色片36) —致，標(biāo)上R、G、B的各色符號(hào)。其中，R為紅色，G為綠色，B為藍(lán)色。如上所述，本實(shí)施形態(tài)的攝像部12的濾色片呈Bayer排列，如圖9 所示，在各列的每一列上，從上向下排列G、R、G、……、B、R、B、…….。在列間配置垂直傳送部30。另外，在更下端配置水平傳送部32，在該水平傳送部32的輸出部，連接放大器34。<橫向拍攝攝影時(shí)的像素加法>圖10為示出橫向拍攝攝影時(shí)的像素加法(垂直方向的像素加法)的示意圖。在該圖中，圖IOA示出時(shí)點(diǎn)Tl中的像素讀取狀態(tài)，圖IOB示出時(shí)點(diǎn)Tl之后的時(shí)點(diǎn)T2的像素讀取狀態(tài)，圖IOC示出時(shí)點(diǎn)T2之后到時(shí)點(diǎn)T3的像素讀取的狀態(tài)。這些圖IOA C為概念化示出構(gòu)成攝像部12的其中一列的動(dòng)作的圖。其中，在像素四的格子內(nèi)標(biāo)明的G6、R6、G5、 R5、……Gl、Rl分別為簡(jiǎn)化示出的各列的綠色的第6個(gè)，紅色的第6個(gè)，綠色的第5個(gè)，紅色的第5個(gè)，……綠色的第1個(gè)，紅色的第1個(gè)，的各像素，另外，在其左側(cè)上下并列的橫長(zhǎng)矩形表示各垂直傳送部30的各傳送元件。如圖IOA C所示，在最初的時(shí)點(diǎn)Tl，G6、R6、G4、R4、G2、R2的各像素四的信號(hào)電荷向垂直傳送部30讀取，而在下一個(gè)時(shí)點(diǎn)T2，向垂直傳送部30讀取的這些信號(hào)電荷呈2 行向下移動(dòng)。然后，在第3個(gè)時(shí)點(diǎn)T3，新的G5、R5、G3、R3、Gl、Rl的各像素四的信號(hào)電荷向垂直傳送部30讀取。然后，將之前讀取的信號(hào)電荷(G6、R6、G4、R4、G2、R2)和這次讀取的信號(hào)電荷(G5、R5、G3、R3、G1、R1)在垂直傳送部30進(jìn)行相加。這樣，得到G6+G5、R6+R5、 G4+G3、R4+R3、G2+G1、R2+R1這樣的雙像素的像素加法結(jié)果。然后，這些像素加法結(jié)果從水平傳送部32經(jīng)過(guò)放大器34輸出至像素單位外部。這樣，橫向拍攝攝影時(shí)的像素加法中，對(duì)攝像部12的像素排列，不但全像素讀取水平成分的像素信息，而且加法讀取垂直成分的像素信息。<縱向拍攝攝影時(shí)的像素加法>圖11為示出縱向拍攝攝影時(shí)的像素加法(水平方向的像素加法)的示意圖。在該圖中，圖IlA示出時(shí)點(diǎn)Tl中的像素讀取狀態(tài)，圖IlB示出時(shí)點(diǎn)Tl之后的時(shí)點(diǎn)T2的像素讀取狀態(tài)，圖IlC示出時(shí)點(diǎn)T2之后的時(shí)點(diǎn)T3的像素讀取的狀態(tài)。這些圖IlA C為概念化示出構(gòu)成攝像部12的其中一行的動(dòng)作的圖。其中，在像素四的格子內(nèi)標(biāo)明的Ra、Ga、Rb、 Gb,……Rd、Gd分別為簡(jiǎn)化示出的各行的紅色的第a個(gè)，綠色的第a個(gè)，紅色的第b個(gè)，綠色的第b個(gè)，……紅色的第d個(gè)，綠色的第d個(gè)，的各像素，另外，在其下側(cè)左右并列的橫長(zhǎng)矩形分別表示各水平傳送部32的各傳送元件。如圖IlA 圖1IC所示，在最初的時(shí)點(diǎn)Tl，Rb、(ib、RcUGd的各像素四的信號(hào)電荷向水平傳送部32讀取，而在下一個(gè)時(shí)點(diǎn)T2，向水平傳送部32讀取的這些信號(hào)電荷呈2列向左移動(dòng)。然后，在第3個(gè)時(shí)點(diǎn)T3，新的Ra、Ga、RC、GC的各像素四的信號(hào)電荷向水平傳送部32讀取。然后，將之前讀取的信號(hào)電荷(Rb、(ib、Rd、Gd)和這次讀取的信號(hào)電荷(Ra、Ga、 Re、Ge)在水平傳送部32進(jìn)行相加。這樣，得到Rb+Ra、Gb+Ga、Rd+Rc、Gd+Gc這樣的雙像素的像素加法結(jié)果。然后，這些像素加法結(jié)果從水平傳送部32經(jīng)過(guò)放大器34輸出至像素單位外部。這樣，縱向拍攝攝影時(shí)的像素加法中，對(duì)攝像部12的像素排列，不但全像素讀取垂直成分的像素信息，而且加法讀取水平成分的像素信息。這樣，即使在多數(shù)情況下通常為橫向拍攝時(shí)，對(duì)含大量縱線的被攝體進(jìn)行縱向拍攝攝影時(shí)，也可以以高對(duì)比度檢測(cè)出該被攝體。這樣，可以具有在暗處攝影時(shí)無(wú)障礙進(jìn)行自動(dòng)聚焦動(dòng)作這樣的特定的效果。更詳細(xì)地說(shuō)，在多數(shù)情況下通常為橫向拍攝時(shí)，對(duì)含大量縱線的被攝體進(jìn)行縱向拍攝攝影時(shí)，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，如圖13C所示，“垂直像素的加法”的方向101將與多條縱線100正交。因此，盡管可以使圖像明亮化，但是因?yàn)榛诤投鄺l縱線100平行方向的像素信息，進(jìn)行對(duì)比度的檢測(cè)，所以，具有不能以高對(duì)比度進(jìn)行檢測(cè)的這樣的缺點(diǎn)。但是，在本實(shí)施形態(tài)中，在進(jìn)行縱向拍攝攝影時(shí)，用“水平像素加法”(參照?qǐng)D11)取代“垂直像素加法”。 因此，即使在橫向拍攝時(shí)對(duì)含大量縱線的被攝體進(jìn)行縱向拍攝攝影，如圖IlB所示，也能夠?qū)⒍鄺l縱線100和“水平像素的加法”的方向101取為平行的關(guān)系。因此，能夠?qū)?duì)比度成分少的方向的像素信息加法讀出以使圖像明亮化，全像素讀取對(duì)比度強(qiáng)的方向的像素信息。因此，能夠以高的對(duì)比度檢測(cè)出多條縱線100。因此，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，不管攝影姿勢(shì)如何，都能夠得到無(wú)障礙進(jìn)行暗處攝影時(shí)自動(dòng)聚焦這樣的特別的效果。圖12為示出上述控制程序(參照?qǐng)D7)的主要部分變形例的圖。在該圖中，和上述控制程序(參照?qǐng)D7)的不同在于，用檢測(cè)垂直方向和水平方向的各對(duì)比度的步驟S61， 和判定哪個(gè)對(duì)比度強(qiáng)的步驟S71代替上述控制程序的步驟S6 (相機(jī)的姿勢(shì)檢測(cè)步驟)。其中，判定對(duì)比度的檢測(cè)基于實(shí)時(shí)圖像內(nèi)的主要部分例如自動(dòng)聚焦框(AF框)內(nèi)的圖像進(jìn)行。
然后，在步驟S71的判定結(jié)果為YES的時(shí)候，即，“水平方向”的對(duì)比度強(qiáng)的時(shí)候，進(jìn)行“水平成分的全像素讀取，垂直成分的加法讀取”(步驟S8)。另一方面，在步驟S71的判定結(jié)果為NO的場(chǎng)合，即，“垂直方向”的對(duì)比度強(qiáng)的場(chǎng)合，進(jìn)行“垂直成分的全像素讀取，水平成分的加法讀取”(步驟S9)。因此，能夠根據(jù)實(shí)際的被攝體，選擇地進(jìn)行“水平成分的全像素讀取，垂直像素的加法”(步驟S8)和“垂直成分的全像素讀取，水平像素的加法”(步驟S9)。即，在實(shí)際被攝體水平方向的對(duì)比度強(qiáng)的場(chǎng)合進(jìn)行“水平成分的全像素讀取，垂直像素的加法”，而在垂直方向?qū)Ρ榷葟?qiáng)的場(chǎng)合進(jìn)行“垂直成分的全像素讀取，水平像素的加法”。這樣，通過(guò)利用對(duì)比度成分少的方向的像素信息進(jìn)行像素加法運(yùn)算，使得圖像明亮化，并且全像素讀取對(duì)比度成分多的方向的像素信息，所以，即使在暗處進(jìn)行攝影，也能夠進(jìn)行精度高的對(duì)比度檢測(cè)。因此具有這樣的優(yōu)秀的效果，即，不管被攝體的不同以及攝影姿勢(shì)的不同，都可以無(wú)障礙進(jìn)行暗處攝影時(shí)的自動(dòng)聚焦動(dòng)作。在本實(shí)施形態(tài)和變形例中，盡管進(jìn)行“水平成分的全像素讀取，垂直像素的加法” 或“垂直成分的全像素讀取，水平像素的加法”，但是并非僅限于此，只要是采用對(duì)比度法使得自動(dòng)聚焦精度提高的像素信息的讀取方法都可以。另外，在變形例中，盡管檢測(cè)自動(dòng)聚焦框(AF框)內(nèi)的垂直方向和水平方向的各自的對(duì)比度，判定哪個(gè)的對(duì)比度強(qiáng)，但是，也可以是，具有用于檢測(cè)被攝體的被攝體檢測(cè)機(jī)構(gòu)， 檢測(cè)出被檢測(cè)的被攝體的垂直方向和水平方向的各對(duì)比度，判定哪個(gè)的對(duì)比度強(qiáng)。另外，不僅是在自動(dòng)聚焦動(dòng)作時(shí)，而且即使在記錄用圖像中，也可以加法運(yùn)算讀取水平或垂直像素。
權(quán)利要求
1.一種攝像裝置，其特征在于包括攝像部(12)，其在垂直方向和水平方向排列多個(gè)像素而構(gòu)成； 對(duì)比度檢測(cè)機(jī)構(gòu)(21)，其用于檢測(cè)上述攝像部攝取的圖像的垂直方向和水平方向各自的對(duì)比度；第2讀取控制機(jī)構(gòu)，其根據(jù)上述對(duì)比度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的結(jié)果，對(duì)來(lái)自上述攝像部的上述多個(gè)像素的像素信息的讀取方法進(jìn)行控制；計(jì)算機(jī)構(gòu)，其基于由上述第2讀取控制機(jī)構(gòu)所讀取的像素信息，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值；和聚焦機(jī)構(gòu)(11)，其根據(jù)上述計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的結(jié)果，控制聚焦透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于， 上述第2讀取控制機(jī)構(gòu)包括第3加法讀取控制機(jī)構(gòu)，其在上述對(duì)比度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的結(jié)果為垂直方向的對(duì)比度比水平方向更強(qiáng)時(shí)，以加法讀取的方式控制對(duì)水平成分的上述多個(gè)像素的像素信息；以及第4加法讀取控制機(jī)構(gòu)，其在上述對(duì)比度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的結(jié)果為水平方向的對(duì)比度比垂直方向更強(qiáng)時(shí)，以加法讀取的方式控制對(duì)垂直成分的上述多個(gè)像素的像素信息。
3.如權(quán)利要求2所述的攝像裝置，其特征在于，上述第3加法讀取控制機(jī)構(gòu)進(jìn)一步以全像素讀取的方式控制對(duì)垂直成分的上述多個(gè)像素的像素信息，上述第4加法讀取控制機(jī)構(gòu)進(jìn)一步以全像素讀取的方式控制對(duì)水平成分的上述多個(gè)像素的像素信息。
4.如權(quán)利要求1所述的攝像裝置，其特征在于，還具有判定機(jī)構(gòu)(21)，其判定被攝體的亮度是否為規(guī)定值以下， 上述第2讀取控制機(jī)構(gòu)，在上述判定機(jī)構(gòu)判定被攝體的亮度為規(guī)定值以下時(shí)，根據(jù)上述對(duì)比度檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的結(jié)果，控制上述像素信息的讀取方法。
5.一種自動(dòng)聚焦方法，其特征在于包括用于檢測(cè)由在垂直方向和水平方向排列多個(gè)像素而構(gòu)成的攝像部所攝取的圖像中的垂直方向和水平方向各自的對(duì)比度的檢測(cè)步驟；根據(jù)上述檢測(cè)步驟中檢測(cè)出的結(jié)果，對(duì)來(lái)自上述攝像部的上述多個(gè)像素的像素信息的讀取方法進(jìn)行控制的第2讀取控制步驟；基于由上述第2讀取控制步驟中讀取的像素信息，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值的計(jì)算步驟；和根據(jù)上述計(jì)算步驟中計(jì)算出的結(jié)果，控制聚焦的控制步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種攝像裝置及自動(dòng)聚焦方法。攝像裝置，包括具有由垂直方向和水平方向排列多個(gè)像素構(gòu)成的攝像部的攝像機(jī)構(gòu)，具有從上述攝像部像素讀取像素信息的讀取機(jī)構(gòu)；由該攝像裝置中的上述攝像部到被攝體連接的線為軸，檢測(cè)沿著以該軸為中心的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的橫縱的方向的檢測(cè)機(jī)構(gòu)；根據(jù)上述檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)出的結(jié)果，對(duì)由上述讀取手段讀取像素信息進(jìn)行控制的控制機(jī)構(gòu)；基于由上述讀取機(jī)構(gòu)讀取的像素信息計(jì)算AF評(píng)價(jià)值的計(jì)算機(jī)構(gòu)；根據(jù)上述計(jì)算機(jī)構(gòu)計(jì)算出的結(jié)果控制聚焦透鏡的聚焦機(jī)構(gòu)。
文檔編號(hào)G03B13/36GK102572281SQ201110460549
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者湯山將美 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社