攝像裝置及攝像裝置的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種攝像裝置及攝像裝置的控制方法。所述攝像裝置包括：攝像元件，其被配置為對光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換；以及控制器，其被配置為基于從所述攝像元件輸出的信號來控制聚焦透鏡的驅(qū)動，并且控制用來驅(qū)動所述攝像元件的幀速率，并且，所述控制器基于從以第一幀速率驅(qū)動的所述攝像元件輸出的信號，來檢測對焦位置，并且所述控制器在進行用來將所述聚焦透鏡驅(qū)動至所述對焦位置的第一操作的同時，將所述攝像元件的幀速率切換到低于所述第一幀速率的第二幀速率。
【專利說明】攝像裝置及攝像裝置的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種進行對比度方法的焦點檢測的攝像裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，已知具有實時瀏覽(live view)功能、并且進行對比度方法的自動焦點檢測(AF控制)的攝像裝置。對比度方法的AF控制需要在改變聚焦透鏡的聚焦位置的同時計算對比度評價值，以確定對比度評價值達到峰值的位置。
[0003]為了使對比度方法的AF控制高速化，可以采用如下的結(jié)構(gòu)，即將焦點檢測期間的幀速率切換到高速幀速率，以縮短對比度評價值的采樣周期，從而以更高的速度驅(qū)動聚焦透鏡來進行對比度評價值的檢測。在該結(jié)構(gòu)中，考慮到系統(tǒng)(攝像系統(tǒng))的處理負荷、取決于消耗電流的電池剩余時間以及其他因素，將AF控制期間的幀速率設(shè)置為高于正常狀態(tài)期間設(shè)置的幀速率。日本特開第2013-25107號公報(JP2013-25107)公開了一種攝像裝置，該攝像裝置在實時瀏覽期間的幀速率是60fps時，通過半按下釋放按鈕使幀速率切換到120fps，從而進行AF控制，并且在AF控制完成之后，將切換后的幀速率設(shè)置為60fps的原始幀速率。
[0004]為了使攝像裝置開始拍攝，通常需要完成AF控制，以使聚焦透鏡被定位于最佳聚焦位置，并且需要完成用來確定拍攝期間的曝光的測光處理。在要用于聚焦的焦點檢測框(AF框)未被固定的多點AF模式或其他模式下固定了對焦框(聚焦框)之后，才能進行上述的測光處理。
[0005]然而，JP2013-25107中公開的攝像裝置在AF控制期間徹底全按下釋放按鈕的情況下，在AF控制之后將幀速率從120fps切換到60fps，以設(shè)置為正常的實時瀏覽狀態(tài)。然后，攝像裝置在進行測光以確定被設(shè)置用于拍攝的曝光之后允許拍攝。由于幀速率切換通常需要預(yù)定的時間，因此，即使當以更高的速度進行AF控制時，從釋放時間滯后的觀點考慮，聚焦狀態(tài)可能仍然未被優(yōu)化。
[0006]另一方面，在被設(shè)計為在AF控制期間使原始幀速率切換到高速幀速率的狀態(tài)保持預(yù)定時間的結(jié)構(gòu)中，與在AF控制之后立即使幀速率返回到正常幀速率的結(jié)構(gòu)相比，由于消耗電流的增大，使電池壽命變短，并且由于溫度的上升，使實時瀏覽操作的持續(xù)時間變短。
[0007]另外，JP2013-25107中公開的攝像裝置被配置為在將幀速率從低幀速率改變?yōu)楦邘俾手?，開始對比度方法的焦點檢測。這使得直到幀速率改變完成才能開始焦點檢測，而這又導(dǎo)致焦點檢測需要大量的時間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供一種能夠在消耗電流及溫度上升被抑制的情況下進行高速拍攝的攝像裝置，以及該攝像裝置的控制方法。本發(fā)明還提供一種能夠在進行高速焦點檢測的同時顯示所需實時瀏覽的攝像裝置，以及該攝像裝置的控制方法。
[0009]作為本發(fā)明的一個方面的攝像裝置包括:攝像元件，其被配置為對光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換；以及控制器，其被配置為基于從所述攝像元件輸出的信號來控制聚焦透鏡的驅(qū)動，并且控制用來驅(qū)動所述攝像元件的幀速率，并且，所述控制器基于從以第一幀速率驅(qū)動的所述攝像元件輸出的信號，來檢測對焦位置，并且在進行用來將所述聚焦透鏡驅(qū)動至所述對焦位置的第一操作的同時，將所述攝像元件的幀速率切換到低于所述第一幀速率的第二幀速率。
[0010]作為本發(fā)明的另一方面的攝像裝置的控制方法包括以下步驟:在攝像元件中對光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換；基于從以第一幀速率驅(qū)動的所述攝像元件輸出的信號，來檢測對焦位置；進行用來將所述聚焦透鏡驅(qū)動至所述對焦位置的第一操作；以及在進行所述第一操作的同時，將所述攝像元件的幀速率切換到低于所述第一幀速率的第二幀速率。
[0011]通過以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明其他特征及方面將變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是例示第一及第二實施例中的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0013]圖2是第一及第二實施例中的AF控制的說明圖。
[0014]圖3是第一實施例中的AF控制及測光處理的操作定時的說明圖。
[0015]圖4是第一實施例中的AF控制及測光處理的流程圖。
[0016]圖5是第二實施例中的AF控制及測光處理的操作定時的說明圖。
[0017]圖6是第二實施例中的AF控制及測光處理的流程圖。
[0018]圖7是例示第三實施例中的攝像裝置(攝像系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0019]圖8是第三實施例中的攝像裝置的控制方法(焦點檢測方法)的流程圖。
[0020]圖9A及圖9B分別是第三實施例及第四實施例中的攝像元件的攝像像素的平面圖和橫截面圖。
[0021]圖1OA及圖1OB分別是第三及第四實施例中的攝像元件的焦點檢測像素的平面圖和橫截面圖。
[0022]圖1lA及圖1lB分別是第三及第四實施例中的攝像元件的焦點檢測像素的平面圖和截面圖。
[0023]圖12是概念性地說明第三及第四實施例中的攝像元件的光瞳被分割的情形的圖。
[0024]圖13是例示第四實施例中的攝像裝置(攝像系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025]圖14是第四實施例中的攝像裝置的控制方法(焦點檢測方法)的流程圖。

【具體實施方式】
[0026]下面，將參照附圖來描述本發(fā)明的示例性實施例。在各圖中，相同的元件將用相同的附圖標記來表示，并且將省略重復(fù)的描述。
[0027][第一實施例]
[0028]首先，將參照圖1，來描述該實施例中的攝像系統(tǒng)(照相機系統(tǒng))的概略結(jié)構(gòu)。圖1是例示攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，附圖標記100表示攝像裝置(照相機或攝像裝置主體)，并且附圖標記200表示鏡頭單元(鏡頭裝置或可互換鏡頭)。如上所述，該實施例的攝像系統(tǒng)包括攝像裝置100，以及可拆卸地安裝在攝像裝置100上的鏡頭單元200。該實施例也適用于由相互一體化的鏡頭單元200和攝像裝置主體構(gòu)成的攝像裝置(攝像系統(tǒng))。
[0029]現(xiàn)在，將描述攝像裝置100的結(jié)構(gòu)及操作。照相機微計算機101 (控制器或CCPU)是系統(tǒng)控制電路，該系統(tǒng)控制電路被配置為控制攝像裝置100的各元件。照相機微計算機101被配置為對攝像系統(tǒng)進行各種控制，以及還進行各種條件確定。攝像元件102 (攝像單元)由(XD、CM0S或其他傳感器構(gòu)成，并且包括紅外截止濾波器及低通濾波器等。經(jīng)由鏡頭單元200中的鏡頭202 (或多個透鏡)形成被攝體圖像(光學圖像)，并且，經(jīng)由鏡頭202形成的被攝體圖像在攝像元件102上成像。攝像元件102對被攝體圖像進行光電轉(zhuǎn)換。
[0030]快門103在讀取拍攝圖像的期間關(guān)閉，以對攝像元件102進行遮光，并且在實時瀏覽或拍攝期間打開，以將光線引導(dǎo)至攝像元件102?！皩崟r瀏覽”是如下的功能，即向被置于攝像裝置100的背面上或置于其他位置的、諸如液晶顯示器等的顯示器113，依次輸出從攝像元件102連續(xù)讀取的圖像信號，而使得能夠檢查拍攝的圖像?？扉T103的控制電路基于來自照相機微計算機101的快門驅(qū)動信號118，來控制快門103。在該實施例中，快門103是公知的焦平面快門?？扉T103的控制電路控制構(gòu)成焦平面快門的快門驅(qū)動磁鐵，以使快門簾幕移行(travel),從而進行曝光操作?？扉T103還包括光遮斷器(interrupter),該光遮斷器被配置為檢測快門103的葉片的位置，以檢測快門移行完成等的定時。光遮斷器經(jīng)由被配置為傳輸檢測信號的信號線119，而連接到照相機微計算機101。
[0031]測光電路106 (諸如測光單元等的測光裝置)與信號處理電路111 (數(shù)字信號處理電路)協(xié)作地對由攝像元件102捕獲的圖像信號進行計算，從而進行測光處理。亦即，測光電路106通過使用從攝像元件102獲得的信號，來進行測光。如后所述，基于來自以低幀速率驅(qū)動的攝像元件102的信號，來進行測光。
[0032]焦點檢測電路107與信號處理電路111協(xié)作地對由攝像元件102捕獲的圖像信號進行計算，從而進行焦點檢測控制(AF控制)。亦即，焦點檢測電路107基于從攝像元件102獲得的信號，來進行對比度方法的焦點檢測。如后所述，基于來自以高幀速率驅(qū)動的攝像元件102的信號，來進行對比度方法的焦點檢測。
[0033]增益切換電路108切換攝像元件102的信號(放大信號)的增益。由照相機微計算機101依照拍攝條件或者用戶的輸入操作，來控制增益的切換。A/D轉(zhuǎn)換器109將從攝像元件102發(fā)送的、放大的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。定時生成器IlO(TG)具有如下的結(jié)構(gòu)，即同步輸入攝像元件102的放大信號的定時與AD轉(zhuǎn)換器109的轉(zhuǎn)換的定時。信號處理電路111依據(jù)參數(shù)，對由A/D轉(zhuǎn)換器109轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的圖像數(shù)據(jù)進行圖像處理。在此，將省略被配置為存儲處理后的圖像的、諸如存儲器等的存儲單元的描述。
[0034]支座130被配置為將鏡頭單元200安裝在攝像裝置100上，并且包括位于攝像裝置100上的照相機支座130a以及位于鏡頭單元200上的鏡頭支座130b。支座130包括能夠在照相機微計算機101與鏡頭微計算機201之間進行數(shù)據(jù)通信的通信終端，這使得能夠在照相機微計算機101與鏡頭微計算機201之間進行通信。該通信使得照相機微計算機101能夠確定安裝在攝像裝置100上的鏡頭單元200的類型及狀態(tài)。
[0035]輸入部112包括釋放按鈕(SWl及SW2)以及用來進行單張拍攝模式和連續(xù)拍攝模式的模式切換的開關(guān)、按鈕或轉(zhuǎn)盤等，并且能夠從外部輸入對攝像裝置100的設(shè)置等。顯示單元113包括被配置為顯示各種設(shè)定模式以及其他拍攝信息的液晶設(shè)備或發(fā)光器件等。此夕卜，顯示單元113顯示來自以低巾貞速率驅(qū)動的攝像元件102的圖像,作為實時瀏覽。
[0036]隨后，將描述鏡頭單元200的結(jié)構(gòu)及操作。附圖標記201表示鏡頭微計算機(諸如控制器或LPU等的控制單元)，該鏡頭微計算機被配置為控制鏡頭單元200的各部件的操作。鏡頭微計算機201進彳丁鏡頭單兀200的控制以及各種條件確定。鏡頭202由多個透鏡構(gòu)成，并且包括被配置為通過在光軸方向上移動來進行聚焦的聚焦透鏡。透鏡驅(qū)動單元203在沿光軸OA的方向(光軸方向)上移動鏡頭202的聚焦透鏡。照相機微計算機101基于攝像裝置100的焦點檢測電路107的輸出，來計算鏡頭202的驅(qū)動量。
[0037]編碼器204檢測鏡頭202的位置(位置信息)。由照相機微計算機101計算出的鏡頭202的驅(qū)動量從照相機微計算機101被傳遞至鏡頭微計算機201。然后，鏡頭微計算機201通過使用鏡頭202的位置信息以及由照相機微計算機101計算出的驅(qū)動量，來對透鏡驅(qū)動單元203進行驅(qū)動控制。透鏡驅(qū)動單元203以這種方式將聚焦透鏡移動到對焦位置。在焦點檢測中，照相機微計算機101將聚焦透鏡的驅(qū)動方向及驅(qū)動速度傳遞至鏡頭微計算機201，并且對聚焦透鏡進行適合于焦點檢測操作(聚焦控制)的驅(qū)動控制。亦即，照相機微計算機101 (鏡頭微計算機201)基于焦點檢測電路107的檢測結(jié)果，來進行聚焦透鏡的聚焦驅(qū)動。
[0038]光闌205被用于調(diào)節(jié)光強。光闌驅(qū)動電路206驅(qū)動光闌205。鏡頭微計算機201控制光闌驅(qū)動電路206，以對光闌205進行驅(qū)動控制。通過通信，將控制光闌205所需的光闌驅(qū)動量，從照相機微計算機101通知給鏡頭微計算機201。雖然在該實施例中，鏡頭202的焦距是固定的(單焦點)，但是適用的焦距不局限于此，并且鏡頭202的焦距可以是可變的，如同在變焦透鏡的情況下一樣。
[0039]接下來，將參照圖2，來描述通過焦點檢測電路107及照相機微計算機101進行的AF控制。圖2是該實施例中的AF控制(焦點檢測及聚焦驅(qū)動)的說明圖。
[0040]首先，焦點檢測電路107從信號處理電路111，接收針對攝像信號(圖像信號)的對比度評價值(A)。信號處理電路111通過從攝像信號中提取高頻分量，然后對提取的高頻分量進行積分，來確定出對比度評價值(A)。與此并行地，照相機微計算機101與鏡頭微計算機201通信，以經(jīng)由透鏡驅(qū)動單元203驅(qū)動聚焦透鏡。照相機微計算機101 (焦點檢測電路107)以這種方式來搜索對比度評價值達到峰值的位置(峰值位置)(執(zhí)行峰值搜索(B))。在確定出對比度評價值的峰值位置時，照相機微計算機101與鏡頭微計算機201通信，以向峰值位置驅(qū)動聚焦透鏡(執(zhí)行聚焦驅(qū)動(C))。
[0041 ] 亦即，焦點檢測電路107在移動聚焦透鏡的同時，基于來自攝像元件102的信號來獲得對比度評價值(焦點信號)。然后，焦點檢測電路107檢測對比度評價值達到峰值的聚焦透鏡的位置(能夠獲得對焦狀態(tài)的位置)。隨后，照相機微計算機101進行聚焦驅(qū)動，以將聚焦透鏡移動到對焦位置。當進行了上述操作時，AF控制完成。
[0042]接下來，將描述本發(fā)明的第一實施例中的AF控制及測光處理。
[0043]首先，參照圖3，來描述該實施例中的AF控制及測光處理的操作定時。圖3是AF控制及測光處理的操作定時的說明圖。在圖3中，符號SWl表示快門按鈕被半按下的SWl的狀況(開或關(guān))。符號VD表示由定時生成器IlO(TG)生成的垂直同步信號(VD信號)，并且指示從攝像元件102讀取像素信號的定時，即幀周期。符號AE表示測光電路106進行測光處理(即累積、讀取及計算)的定時。符號AF表示焦點檢測電路107進行AF控制(即峰值搜索(B)及聚焦驅(qū)動(C))的定時。
[0044]在圖3中，時段Fl是待機狀態(tài)期間的實時瀏覽操作時段(SWl被斷開的時段)。在時段Fl中，由垂直同步信號定義的幀速率(低速幀速率或低幀速率)是30fps。在時段Fl中，考慮到攝像裝置100的消耗電流以及攝像元件102或信號處理電路111的溫度上升，將30fps的低速幀速率設(shè)置為能夠持續(xù)進行長時間的實時瀏覽操作的幀速率。然而，適用的幀速率不局限于此，因而可以將30fps以外的其他幀速率設(shè)置為低速幀速率。
[0045]當通過半按下輸入部112中包括的快門按鈕而接通SWl時，照相機微計算機101將幀速率切換到120fps的高速幀速率(高幀速率)，以開始AF控制(幀(m))。在這種情形下，接通SWl的操作(預(yù)定操作)可以被改述為指示拍攝準備的操作或者指示聚焦的操作。在圖3中，時段F2是幀速率為120fps的時段(幀速率被設(shè)置為高速幀速率的時段)。在時段F2中，照相機微計算機101 (焦點檢測電路107)在驅(qū)動聚焦透鏡的同時，以高速幀速率的幀周期來獲得對比度評價值(A)。通過以高速幀速率獲得對比度評價值，使得能夠以更高的速度驅(qū)動聚焦透鏡來進行峰值搜索(B)。這使得能夠縮短焦點檢測處理(對比度AF)所需的時間。雖然本實施例中在AF控制期間設(shè)置的高速幀速率是120fps，但是適用的幀速率不局限于此。可以設(shè)置120fps以外的任何其他幀速率，只要該幀速率高于在待機狀態(tài)期間(時段Fl)設(shè)置的幀速率即可。
[0046]在由焦點檢測電路107完成對比度評價值的峰值搜索(B)時，照相機微計算機101使幀速率返回到作為針對待機狀態(tài)而設(shè)置的幀速率的30fps (低速幀速率)。在圖3中，時段F3是從高速幀速率改變?yōu)榈退賻俾蕰r開始的時段(峰值搜索(B)完成之后的時段)。在時段F3中，照相機微計算機101使幀速率返回到低速幀速率(30fps)，并且向代表對比度評價值(A)的峰值P的位置驅(qū)動聚焦透鏡。在圖3中，時段A2代表包括峰值搜索(B)及聚焦驅(qū)動(C)的一系列AF控制操作的時段。在時段A2中的右端定時，AF控制完成，從而滿足針對AF的拍攝條件。
[0047]在幀速率切換到作為低速幀速率的30fps時，測光電路106在AF控制完成之前(在時段A2中)開始測光處理。當切換幀速率時，需要數(shù)個處理，諸如用于測光的累積時間以及用于讀取的增益的設(shè)置等。因此，在時段B中，進行切換幀速率所需的處理。之后，測光電路106在時段Al中進行測光處理。測光電路106讀取在幀(η)中累積的像素數(shù)據(jù)，并且還在后續(xù)幀(η+1)中進行計算。照相機微計算機101基于計算的結(jié)果，來確定用于拍攝的曝光參數(shù)。在時段Al中的右端定時，測光處理完成，然后在幀(η+2)中，準備用于拍攝的曝光參數(shù)。由此，能夠滿足針對AE控制的條件。
[0048]如上所述，在針對AF控制和針對AE控制的拍攝條件均滿足時，照相機微計算機101準備好拍攝。在圖3中，時段R代表能夠進行拍攝的時段。當在早于時段R的起點(左端)的定時、接通了代表包括在輸入部112中的快門按鈕(圖中未示出)的全按下的SW2時，在由時段R的起點表示的定時，拍攝操作開始。另一方面，當在時段R中接通了 SW2時，拍攝操作立即開始。
[0049]隨后，將參照圖4，來描述該實施例中的AF控制及測光處理的流程。圖4是例示AF控制及測光處理的流程圖。主要由測光電路106或焦點檢測電路107，基于照相機微計算機101的命令(指令)來進行圖4的各步驟。
[0050]首先，在步驟S101，照相機微計算機101把在待機狀態(tài)期間應(yīng)用的低速幀速率(在該實施例中為30fps)，設(shè)置為實時瀏覽的幀速率。此外，照相機微計算機101進行定時生成器110所需的設(shè)置。
[0051]隨后，在步驟S102，測光電路106進行測光。測光電路106能夠與垂直同步信號(VD信號)同步地，在每個幀中進行測光。然而，該實施例不局限于此，并且考慮到系統(tǒng)(攝像裝置)的處理負荷，測光電路106可以被配置為周期性地(循環(huán)地)進行測光處理，例如，在數(shù)個幀中僅進行一次。
[0052]隨后，在步驟S103，照相機微計算機101確定SWl是否被接通。當照相機微計算機101確定SWl為斷開時，照相機微計算機101在等待快門按鈕的輸入的同時，重復(fù)步驟S102。另一方面，當照相機微計算機101確定SWl被接通時，流程進入到步驟S104。
[0053]隨后，在步驟S104，照相機微計算機101進行幀速率切換，即從低速幀速率(低幀速率)切換到高速幀速率(高幀速率)。在該實施例中，照相機微計算機101進行從30fps的幀速率到120fps的幀速率的切換。通過這種方式的低速幀速率到高速幀速率的切換，縮短了對比度評價值采樣周期，這使得能夠以更高的速度驅(qū)動聚焦透鏡來進行峰值搜索。這使得能夠縮短對比度AF的處理時間。
[0054]在切換到高速幀速率之后，在步驟S105，照相機微計算機101進行AF曝光控制，使得針對由用戶選擇的AF框(AF框的周邊)實現(xiàn)適當?shù)钠毓?。在圖3中所示的VD信號的幀(m)中，來進行AF曝光控制。具體而言，照相機微計算機101基于在時段Fl中進行的測光的結(jié)果，確定是否針對與AF框相鄰的塊實現(xiàn)了適當?shù)钠毓?。當照相機微計算機101確定針對這些塊的曝光與適當?shù)钠毓庀嗖領(lǐng)EV或更多時，照相機微計算機101進行曝光控制(AE控制)。可以通過任意選用累積時間、讀取增益以及鏡頭單元的光闌，來進行曝光控制。這使得即使當要聚焦的被攝體與畫面中的其他區(qū)域相比較暗時，也能夠?qū)⒂糜诮裹c檢測的對比度評價值輸出為具有適當水平的值。另一方面，在待機狀態(tài)期間，考慮到整個畫面的亮度來進行AE控制。這可能導(dǎo)致待機狀態(tài)期間的實時瀏覽的曝光與AF處理期間的曝光之間的差異。
[0055]隨后，在步驟S106，照相機微計算機101開始搜索驅(qū)動，即對比度評價值的峰值搜索。然后，在步驟S107，焦點檢測電路107獲得對比度評價值(AF評價值)。在搜索驅(qū)動中，照相機微計算機101在獲得對比度評價值的同時移動聚焦透鏡，并且檢測對比度評價值達到峰值的聚焦透鏡的位置(聚焦透鏡的峰值位置)。之后，在步驟S108，照相機微計算機101確定焦點檢測電路107是否檢測出對比度評價值(AF評價值)達到峰值的聚焦透鏡的位置。當照相機微計算機101確定焦點檢測電路107未檢測出聚焦透鏡的峰值位置時，照相機微計算機101重復(fù)步驟S107，直到焦點檢測電路107檢測出峰值位置為止。另一方面，當照相機微計算機101確定焦點檢測電路107檢測出聚焦透鏡的峰值位置時，流程進入到步驟S109。在步驟S109，照相機微計算機101停止在步驟S106開始的、用于峰值搜索的聚焦透鏡的驅(qū)動。
[0056]隨后，照相機微計算機101并行地進行步驟SllO的幀速率切換和步驟S112的聚焦驅(qū)動(將聚焦透鏡驅(qū)動至對焦位置)。亦即，照相機微計算機101在聚焦驅(qū)動中切換幀速率。在步驟S110，照相機微計算機101把高速幀速率(120fps)，改變?yōu)獒槍崟r瀏覽而設(shè)置的正常幀速率(低速幀速率:30fps)。此外，照相機微計算機101在改變幀速率的同時，使在步驟S105進行的AF曝光控制的狀況返回到原始狀況。例如，照相機微計算機101在步驟S105，把在改變到AF曝光控制之前設(shè)置的曝光控制值(曝光控制參數(shù))，存儲在位于照相機微計算機101內(nèi)部的存儲器(存儲單元)中。然后，在步驟S110，照相機微計算機101把在AF曝光控制中要使用的曝光控制參數(shù)，改變?yōu)榇鎯υ诖鎯ζ髦械钠毓饪刂茀?shù)。然而，該實施例不局限于此，并且，可以使用其他方法來改變曝光控制狀況。
[0057]在照相機微計算機101將幀速率改變?yōu)榈退賻俾?30fps)之后，測光電路106在步驟Slll進行測光處理。在該實施例中，測光電路106通過對用于對焦框(對焦位置)的檢測的焦點檢測區(qū)域進行加權(quán)，來進行評價測光，即測光電路106基于與焦點檢測區(qū)域相對應(yīng)的信號，來進行測光處理。然而，該實施例不局限于此，并且，測光電路106可以進行整個畫面被平均的平均測光。另選地，如果能夠由用戶來選擇測光方法，則測光電路106可以根據(jù)用戶設(shè)置的測光方法來進行測光。照相機微計算機101計算用于靜止圖像拍攝的曝光參數(shù)(例如，TV，AC，IS0)，并將這些值存儲在位于照相機微計算機101內(nèi)部的存儲器(存儲單元)中，以基于檢測出的測光結(jié)果來進行用于靜止圖像拍攝的曝光控制。步驟Slll的測光處理的完成使得滿足針對AE控制的拍攝條件。
[0058]另一方面，在步驟S112，照相機微計算機101將聚焦透鏡驅(qū)動至對比度評價值達到峰值的位置(對焦位置)。步驟S112的AF控制的完成使得滿足針對AF控制的拍攝條件。
[0059]在步驟Slll的測光處理以及步驟S112的AF控制完成之后，照相機微計算機101在步驟S113，準許接受代表輸入部112中包括的快門按鈕的全按下的SW2(釋放許可)。這使得能夠在不早于該定時的任何定時進行拍攝。亦即，照相機微計算機101通過測光電路106完成測光處理，然后進行使得能夠進行拍攝操作的控制(準許拍攝處理)。在拍攝期間，照相機微計算機101 (測光電路106)能夠通過使用在步驟Slll存儲在存儲器中的曝光控制參數(shù)，來進行適當?shù)钠毓饪刂啤?br> [0060]在該實施例中，與由照相機微計算機101將聚焦透鏡驅(qū)動至對焦位置并行地，定時生成器I1將攝像元件102的幀速率從高速幀速率切換到低速幀速率。繼幀速率切換之后，測光電路106基于來自攝像元件102的信號進行測光處理。優(yōu)選地，在照相機微計算機101將聚焦透鏡驅(qū)動至對焦位置的同時(圖3的幀(n))，測光電路106累積來自攝像元件102的信號，以用于焦點檢測后的曝光控制。
[0061]更優(yōu)選地，當在以低速幀速率驅(qū)動攝像元件102的同時、接通輸入部112的SWl時，定時生成器I1將低速幀速率切換到高速幀速率，以驅(qū)動攝像元件102。在檢測出對焦位置時，定時生成器110將高速幀速率切換到低速幀速率，以驅(qū)動攝像元件102。
[0062]該實施例與AF控制中的聚焦透鏡的聚焦驅(qū)動并行地，進行幀速率切換以及針對AE控制的測光處理，這使得能夠在消耗電流及溫度上升被抑制的情況下進行高速拍攝操作(縮短時間滯后)。
[0063][第二實施例]
[0064]接下來，將描述本發(fā)明的第二實施例中的AF控制及測光處理。
[0065]存在能夠被采用作為可互換鏡頭系統(tǒng)的各種可互換鏡頭(鏡頭單元200)。另外，已知有通過聚焦操作來改變被攝體的圖像倍率的鏡頭單元。圖像倍率的改變，導(dǎo)致畫面中心附近的攝像面上的被攝體圖像的大小改變，以及畫面周邊的被攝體圖像的大小改變和位置移動。
[0066]在第一實施例中，描述了如下的結(jié)構(gòu)，即在攝像鏡頭的聚焦驅(qū)動中，進行幀速率切換及測光處理。當在第一實施例的結(jié)構(gòu)中、使用圖像倍率變化明顯的鏡頭單元時，通過在聚焦透鏡的聚焦驅(qū)動期間進行測光，有可能導(dǎo)出與在對焦狀態(tài)下導(dǎo)出的測光結(jié)果不同的測光結(jié)果。因此，在該實施例中，將描述如下的結(jié)構(gòu)，即在攝像鏡頭的聚焦驅(qū)動期間切換幀速率，并且在聚焦驅(qū)動之后進行測光。
[0067]首先，將參照圖5，來描述該實施例中的AF控制及測光處理的操作定時。圖5是AF控制及測光處理的操作定時的說明圖。在圖5中，將省略對與第一實施例(圖3)相同的部分的描述。
[0068]在圖5中，在幀速率切換完成時，即在時段B的右端定時，攝像裝置進入能夠開始測光的狀態(tài)。然而，在該實施例中，測光處理的開始被延遲，以便避免由于聚焦透鏡的聚焦驅(qū)動而導(dǎo)致的圖像倍率改變的影響。然而，該實施例不局限于此。例如，攝像裝置可以被配置為使得在繼幀(η-1)之后的各幀中進行測光處理，并且不將該測光處理的結(jié)果用于確定曝光控制參數(shù)。
[0069]在AF控制中的聚焦驅(qū)動完成之后，即在繼時段A2之后的幀(η)中，測光電路106開始測光處理。測光電路106在幀(η+1)中，讀取在幀(η)中累積的像素數(shù)據(jù)，并且針對該像素數(shù)據(jù)進行計算，以確定用于拍攝的曝光控制參數(shù)。在時段Al的端點(右端)定時，測光處理完成，并且在繼幀(η+2)之后的幀中，準備用于拍攝的曝光控制參數(shù)。這使得滿足針對AE控制的拍攝條件。在這一系列處理完成時，攝像系統(tǒng)進入能夠進行拍攝的狀態(tài)(時段R)。
[0070]接下來，將參照圖6，來描述該實施例中的AF控制及測光處理的流程。圖6是例示AF控制及測光處理的流程圖。主要由測光電路106或焦點檢測電路107，基于照相機微計算機101的命令(指令)來進行圖6的各步驟。由于圖6的步驟S201至S209分別與第一實施例中描述的圖4的步驟SlOl至S109相同，所以將省略重復(fù)的描述。
[0071]在圖6的步驟S209，照相機微計算機101停止在步驟S206開始的、用于峰值搜索的聚焦透鏡的驅(qū)動。隨后，照相機微計算機101并行地進行步驟S210的幀速率切換和步驟S211的聚焦驅(qū)動(將聚焦透鏡驅(qū)動至對焦位置)。亦即，照相機微計算機101在聚焦驅(qū)動期間切換幀速率。由于圖6的步驟S210及S211分別與步驟SllO及S112相同，所以將不再詳細描述。
[0072]在步驟S210的幀速率改變以及步驟S211的AF控制完成之后，測光電路106在步驟S212進行測光處理。在步驟S212的測光處理(以及步驟S211的AF控制)完成之后，照相機微計算機101在步驟S213，準許接受代表輸入部112中包括的快門按鈕的全按下的SW2 (釋放許可)。這使得能夠在不早于該定時的任何定時進行拍攝(照相機微計算機101準許拍攝處理)。在拍攝期間，照相機微計算機101(測光電路106)能夠通過使用在步驟S212存儲在存儲器中的曝光控制參數(shù)，來進行適當?shù)钠毓饪刂啤?br> [0073]如上所述，在該實施例中，測光電路106在照相機微計算機101完成聚焦透鏡的聚焦驅(qū)動之后，基于來自攝像元件102的信號進行測光處理。
[0074]在該實施例中，與AF控制中的聚焦透鏡的聚焦驅(qū)動并行地進行幀速率切換，并且在聚焦驅(qū)動完成時進行測光處理。這使得能夠在降低圖像倍率改變的影響的同時，在消耗電流及溫度上升被抑制的情況下進行高速拍攝操作(縮短時間滯后)。
[0075][第三實施例]
[0076]接下來，將參照圖7，來描述本發(fā)明的第三實施例中的攝像裝置的結(jié)構(gòu)。圖7是例示第三實施例中的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。雖然在該實施例中，將描述鏡頭單元700(鏡頭裝置)被可拆卸地附裝至作為攝像裝置的照相機主體720的攝像系統(tǒng)，但是，適用的結(jié)構(gòu)不局限于此。該實施例也適用于由相互一體化的照相機主體720和鏡頭單元700構(gòu)成的攝像
>j-U ρ?α裝直。
[0077]在圖7的鏡頭單元700中，第一透鏡單元701被布置在鏡頭單元700的前端，并且在沿光軸OA的方向(光軸方向)上被可前后移動地保持。光闌702通過調(diào)節(jié)自身的開口直徑，來調(diào)節(jié)拍攝期間的光強。光闌702和第二透鏡單元703以一體化的方式在光軸方向上前后移動，并且與第一透鏡單元701的前后移動連動地實現(xiàn)變焦功能。第三透鏡單元704(聚焦透鏡)通過在光軸方向上前后移動來進行聚焦。
[0078]變焦致動器711驅(qū)動第一透鏡單元701及第二透鏡單元703在光軸方向上前后移動，以進行變焦操作。光闌致動器712包括步進電機等。聚焦致動器713驅(qū)動第三透鏡單元704在光軸方向上前后移動，以進行聚焦。變焦驅(qū)動電路714響應(yīng)于用戶的變焦操作,來驅(qū)動變焦致動器711。光闌驅(qū)動電路715驅(qū)動光闌致動器712，以控制光闌702的開口。聚焦驅(qū)動電路716基于焦點檢測結(jié)果來進行聚焦致動器713的驅(qū)動控制，并且驅(qū)動第三透鏡單元704在光軸方向上前后移動，以進行聚焦。
[0079]鏡頭微計算機717 (控制器)進行針對鏡頭單元700的全部計算及控制。鏡頭微計算機717控制變焦驅(qū)動電路714、光闌驅(qū)動電路715、聚焦驅(qū)動電路716及鏡頭存儲器718。此外，鏡頭微計算機717檢測各鏡頭單元的當前位置，并且響應(yīng)于來自照相機微計算機725的命令(指令)，將鏡頭位置信息通知給照相機微計算機725。鏡頭存儲器718存儲自動聚焦所需的光學信息。鏡頭單元700經(jīng)由支座710被附裝至照相機主體720。
[0080]在照相機主體720中，光學低通濾波器721是用來減輕拍攝圖像的假色或波紋(moire)的光學元件。攝像元件722被配置為對被攝體圖像(光學圖像)進行光電轉(zhuǎn)換，并且包括CMOS傳感器(或CXD傳感器)及其周邊電路。在攝像元件722中，在水平方向上具有m個像素并且在垂直方向上具有η個像素的各光接收像素上，放置一個光電轉(zhuǎn)換元件，并且，離散地布置焦點檢測像素行。
[0081]攝像元件驅(qū)動電路723 (驅(qū)動單元)控制攝像元件722的攝像操作，并且對從攝像元件722輸出的圖像信號進行A/D轉(zhuǎn)換，以將數(shù)字圖像信號發(fā)送到照相機微計算機725。此外，攝像元件驅(qū)動電路723響應(yīng)于照相機微計算機725的命令(指令)，來切換攝像元件722的幀速率(驅(qū)動幀速率)。
[0082]圖像處理電路724對從攝像元件722輸出的圖像信號，進行諸如伽瑪轉(zhuǎn)換、顏色插值及JPEG壓縮等的各種圖像處理。諸如LCD等的顯示器726 (顯示單元)顯示關(guān)于照相機主體720的拍攝模式的信息、拍攝前的預(yù)覽圖像及拍攝后的待檢查圖像，以及焦點檢測時的對焦狀態(tài)顯示圖像等。此外，顯示器726顯示從以低速幀速率(低幀速率)驅(qū)動的攝像元件722發(fā)送的圖像，作為實時瀏覽。操作SW727(操作開關(guān)組)包括電源開關(guān)、釋放(拍攝觸發(fā))開關(guān)、變焦操作開關(guān)，以及拍攝模式選擇開關(guān)等。在該實施例中，操作SW還包括用來進行自動聚焦(AF控制)的AF開始按鈕。
[0083]可移動存儲器728 (快閃存儲器)記錄拍攝圖像。攝像面相位差焦點檢測單元729通過使用從攝像元件722的焦點檢測像素獲得的信號，來進行相位差方法的焦點檢測。對比度焦點檢測單元730通過使用由圖像處理電路724獲得的圖像的高頻分量而生成的對比度評價值，來進行對比度方法的焦點檢測處理。在該實施例中，對比度焦點檢測單元730在攝像元件驅(qū)動電路723以高速幀速率(高幀速率)驅(qū)動攝像元件722的同時，進行對比度方法的焦點檢測。
[0084]照相機微計算機725 (控制器)進行照相機主體720中的全部計算及控制。照相機微計算機725控制攝像元件驅(qū)動電路723、圖像處理電路724、顯示器726、操作SW727、存儲器728、攝像面相位差焦點檢測單元729及對比度焦點檢測單元730。照相機微計算機725經(jīng)由支座710的信號線與鏡頭微計算機717通信，以向鏡頭微計算機717，發(fā)送用于獲得透鏡位置信息以及用于以預(yù)定驅(qū)動量驅(qū)動各透鏡的請求。照相機微計算機725能夠獲得各鏡頭單元700(可互換鏡頭)特有的光學信息。照相機微計算機725包括被配置為存儲用來控制照相機主體720的操作的程序的ROM、被配置為存儲變量的RAM，以及被配置為存儲各種參數(shù)的EEPR0M(電可擦除可編程只讀存儲器)。此外，照相機微計算機725根據(jù)存儲在ROM中的程序，來進行后述的焦點檢測處理(攝像裝置的控制)。
[0085]在該實施例中,攝像元件722包括攝像像素及焦點檢測像素。攝像面相位差焦點檢測單元729基于由穿過彼此不同的光瞳區(qū)域(分割光瞳區(qū)域)的光束在焦點檢測像素上形成的一對圖像的圖像偏移量，來進行相位差方法的焦點檢測(攝像面相位差A(yù)F)。
[0086]接下來，將參照圖9A及圖9B至圖12來描述攝像面相位差A(yù)F。圖9A及圖9B至圖1lA及圖1lB是說明攝像像素及焦點檢測像素的結(jié)構(gòu)的圖。該實施例采用通過4個(2X2)像素的重復(fù)而構(gòu)成的拜耳(Bayer)陣列，在該拜耳陣列中，在兩個對角像素位置，布置具有對G(綠色)的光譜靈敏度的兩個像素，并且在另外兩個像素位置，布置具有對R(紅色)的光譜靈敏度的一個像素，以及具有對B(藍色)的光譜靈敏度的一個像素。在拜耳陣列中，根據(jù)預(yù)定規(guī)則離散地布置具有后述結(jié)構(gòu)的焦點檢測像素。
[0087]圖9A及圖9B例示了攝像像素的布置及結(jié)構(gòu)。圖9A是以兩行兩列布置的攝像像素的平面圖。如通常所知，在拜耳陣列中，在對角方向上布置G像素，并且在另外兩個像素位置布置R像素及B像素。兩行兩列的結(jié)構(gòu)被重復(fù)布置。
[0088]圖9B是例示圖9A的截面A-A的橫截面圖。符號ML表示布置在各像素前面的片上微透鏡，符號CFk表不R(紅色)濾色器,并且符號CFe表不G (綠色)濾色器。符號F1D表示被示意性地例示的CMOS傳感器的光電轉(zhuǎn)換部，并且符號CL表示用來形成信號線的布線層，該信號線被配置為傳輸CMOS傳感器中的各種信號。符號TL表示被示意性地例示的攝像光學系統(tǒng)(攝像鏡頭)。
[0089]各攝像像素的片上微透鏡ML以及光電轉(zhuǎn)換部H)，被配置為盡可能有效地捕獲穿過攝像光學系統(tǒng)TL的光束。換言之，攝像光學系統(tǒng)TL的出射光瞳EP和光電轉(zhuǎn)換部ro通過微透鏡ML而彼此形成共軛關(guān)系，并且光電轉(zhuǎn)換部ro被設(shè)計為具有大的有效面積。雖然在圖9B中描述了 G像素上的入射光束，但是，R像素及B (藍色)像素也具有相同的結(jié)構(gòu)。因此，與攝像像素R、G及B中的各個相對應(yīng)的出射光瞳EP具有大的直徑，并且來自被攝體的光束被有效地捕獲，從而提高圖像信號的信噪比(S/N)。
[0090]圖1OA及圖1OB例示了用來在攝像光學系統(tǒng)TL(攝像鏡頭)的水平方向(x方向)上進行光瞳分割的焦點檢測像素的布置及結(jié)構(gòu)。該實施例中所使用的“水平方向(X方向)”是指當照相機被握持使得攝像光學系統(tǒng)TL的光軸為水平時、沿與光軸正交并且水平延伸的直線的方向。圖1OA是包括焦點檢測像素的兩行兩列的像素的平面圖。當獲得用于記錄或觀看的圖像信號時，通過G像素來獲得亮度信息的主要分量。由于人的圖像辨識特性對亮度信息敏感，所以當G像素有缺陷時，容易辨識出圖像劣化。另一方面，由于人的視覺感知對顏色信息不敏感，因此，當使用作為被配置為獲得顏色信息(色差信息)的像素的R及B像素時，即使用來獲得顏色信息的像素有一定程度的缺陷，也難以辨識出圖像劣化。因此，在該實施例中，兩行兩列中的G像素仍然作為攝像像素,并且R及B像素被替換為焦點檢測像素。在圖1OA中，焦點檢測像素用符號Sha及Shb來表示。
[0091]圖1OB是例示圖1OA的截面B-B的橫截面圖。微透鏡ML及光電轉(zhuǎn)換部PD的結(jié)構(gòu)與圖9B中所示的攝像像素相同。由于在該實施例中，未將聚焦檢測像素的信號用于生成圖像，所以放置了透明膜CFW(白色)，來替代用于分離顏色的濾色器。為了對攝像元件722進行光瞳分割，布線層CL的開口在一個方向上(在X方向上)，相對于相應(yīng)微透鏡ML的中心線是偏心的。具體而言，由于像素Sha的開口 OPha向右(在-X方向上)偏心，因此，像素Sha接收穿過攝像光學系統(tǒng)TL的左側(cè)出射光瞳EPha的光束。同樣，由于像素Shb的開口 OPhb向左(在+X方向上)偏心，因此，像素Shb接收穿過攝像光學系統(tǒng)TL的右側(cè)出射光瞳EPhb的光束。像素Sha在水平方向上(在X方向上)規(guī)則地排列，并且通過像素Sha獲得的被攝體圖像被定義為A圖像。同樣，像素Shb在水平方向上(在X方向上)規(guī)則地排列，并且通過像素Shb獲得的被攝體圖像被定義為B圖像。通過A圖像與B圖像的相對位置的計算，使得能夠檢測被攝體圖像的焦點偏移量(散焦量)。
[0092]雖然在像素Sha及Shb中，能夠?qū)υ谂臄z畫面的X方向上具有亮度分布的被攝體，例如垂直線(y方向上的線)，進行焦點檢測，但是無法對在垂直方向(y方向)上具有亮度分布的水平線(X方向上的線)進行焦點檢測。在該實施例中，為了使得能夠?qū)笳哌M行焦點檢測，還配設(shè)了如下的像素，這些像素被配置為在攝像光學系統(tǒng)TL的垂直方向(y方向)上進行光瞳分割。
[0093]圖1lA及圖1lB例示了用來在攝像光學系統(tǒng)TL的垂直方向(y方向)上進行光瞳分割的焦點檢測像素的布置及結(jié)構(gòu)。該實施例中所使用的“垂直方向(y方向)”，是指當照相機被握持使得攝像光學系統(tǒng)TL的光軸為水平時、沿與光軸正交并且垂直延伸的直線的方向。圖1lA是包括焦點檢測像素的兩行兩列的像素的平面圖，并且如同在圖1OA的情況下一樣，G像素仍然是攝像像素，并且R及B像素是焦點檢測像素。在圖1OA中，焦點檢測像素用符號Sve及Svd來表不。
[0094]圖1lB是例示圖1IA的截面C-C的橫截面圖。相比于具有在水平方向(x方向)上分割光瞳的結(jié)構(gòu)的圖1OB的像素，圖1lB的像素具有在垂直方向(y方向)上分割光瞳的結(jié)構(gòu)。圖1lB的其他像素的結(jié)構(gòu)與圖1OB相同。亦即，由于像素Svc的開口 OPvc向下(在-y方向上)偏心，因此像素Svc接收穿過攝像光學系統(tǒng)TL的上側(cè)(+y方向)出射光瞳EPvc的光束。同樣，由于像素Svd的開口 OPvd向上(在+y方向上)偏心，因此像素Svd接收穿過攝像光學系統(tǒng)TL的右側(cè)出射光瞳EPvd的光束。像素Svc在垂直方向(y方向)上規(guī)則地排列，并且通過這些像素(像素組)獲得的被攝體圖像被定義為C圖像。同樣，像素Svd在垂直方向(y方向)上規(guī)則地排列，并且通過這些像素(像素組)獲得的被攝體圖像被定義為D圖像。通過C圖像與D圖像之間的相對位置的檢測(計算)，使得能夠檢測被攝體圖像的焦點偏移量(散焦量)。
[0095]另外，隨著像素Sve的開口 OPto與像素Svd的開口 OPvd的偏心量之差變大，針對散焦的靈敏度變高，并且焦點檢測精度提高。相反，當發(fā)生大量散焦時，圖像偏移量變大，并且能夠進行焦點檢測的最大散焦范圍相對變小。通過排列作為具有不同特性的焦點檢測系統(tǒng)的、圖10A、圖10B、圖1lA及圖1lB中所示的針對水平方向檢測的和針對垂直方向檢測的焦點檢測像素中的任何一類，使得能夠提高聚焦精度。
[0096]圖12是概念性地說明該實施例中的攝像元件722的光瞳分割情形的圖。在圖12中，符號TL表不攝像鏡頭，附圖標記722表不攝像兀件，符號OBJ表不被攝體，并且符號IMG表示被攝體圖像。如參照圖9A及圖9B所描述的，攝像像素接收穿過攝像光學系統(tǒng)TL的出射光瞳EP的整個區(qū)域的光束。另一方面，如參照圖10A、圖10B、圖1lA及圖1lB所描述的，焦點檢測像素具有光瞳分割功能。
[0097]具體而言，圖1OA及圖1OB中所示的像素Sha接收穿過+X方向側(cè)的光瞳的光束，即穿過圖12中所示的光瞳EPha的光束Lm。同樣，像素SHB、Svc及Svd分別接收穿過光瞳EPhb、EPvc及EPvd的光束Lm、Lvc及Lvd。焦點檢測像素分布在攝像元件722的整個區(qū)域上，因此，能夠通過攝像面相位差A(yù)F來進行焦點檢測。此外，由于能夠在整個攝像區(qū)域上進行焦點檢測，因此，能夠在由用戶設(shè)置的任意位置的同一測距框(焦點檢測框)中，與對比度焦點檢測單元730同步地獲得攝像面相位差A(yù)F的結(jié)果。
[0098]雖然描述了使用攝像面相位差A(yù)F的焦點檢測方法，作為該實施例中的示例，但是，適用的焦點檢測方法不局限于此，只要這些方法是不使用對比度評價值的焦點檢測方法即可。例如，也可以采用運用外側(cè)的相位差檢測或者有效測距(active ranging)的焦點檢測方法。在該實施例中，將主要描述當AF開始按鈕被操作時進行的焦點檢測控制及幀速率切換，并且將省略其他的描述。
[0099]接下來，將參照圖8，來描述該實施例中的攝像裝置的控制。圖8是例示該實施例中的攝像裝置的控制的流程圖。在此，將描述通過對AF開始按鈕的操作而觸發(fā)的一系列操作，其中，在AF開始按鈕被操作之前，在以低速幀速率驅(qū)動攝像元件722的情況下顯示實時瀏覽圖像的狀態(tài)下時，進行所述的對AF開始按鈕的操作。主要由攝像面相位差焦點檢測單元729、對比度焦點檢測單元730或攝像元件驅(qū)動電路723，基于照相機微計算機725的命令(指令)來進行圖8的各步驟。
[0100]首先，在步驟S301，當AF開始按鈕(操作SW727)未被用戶操作時，照相機微計算機725控制攝像元件驅(qū)動電路723以低速幀速率驅(qū)動攝像元件722。在這種情形下，以低速幀速率，在顯示器726上顯示由圖像處理電路724處理過的圖像(實時瀏覽顯示)。隨后，在步驟S302，攝像面相位差焦點檢測單元729獲得用于攝像面相位差A(yù)F的圖像信息。此時，照相機微計算機725從攝像面相位差焦點檢測單元729，獲得與圖中未例示的設(shè)定測距框(焦點檢測框)相對應(yīng)的圖像信息。除獲得圖像信息外，也可以獲得對比度評價值。
[0101]隨后，在步驟S303，照相機微計算機725確定用戶是否操作了 AF開始按鈕(SW727)。響應(yīng)于對AF開始按鈕的操作，照相機微計算機725開始聚焦控制(AF控制)。當照相機微計算機725確定AF開始按鈕未被操作時，照相機微計算機725重復(fù)步驟S302及S303。亦即，照相機微計算機725繼續(xù)從攝像面相位差焦點檢測單元729獲得圖像信息。另一方面，當照相機微計算機725確定AF開始按鈕被操作時，流程進入到步驟S304。
[0102]在步驟S304，照相機微計算機725確定在步驟S302獲得的最新圖像信息(作為攝像面相位差A(yù)F輸出的焦點檢測信號)是否具有可靠性。使用例如在JP2007-052072中公開的S級別(SELECT LEVEL(選擇級別))值，來確定圖像信息的可靠性。當照相機微計算機725確定攝像面相位差A(yù)F輸出的可靠性低時，流程進入到步驟S306。另一方面，當照相機微計算機725確定攝像面相位差A(yù)F輸出的可靠性高時，流程進入到步驟S305。
[0103]在步驟S305，照相機微計算機725基于在步驟S302獲得的圖像信息，開始將聚焦透鏡(第三透鏡單元704)從作為攝像面相位差A(yù)F的結(jié)果而獲得的對焦位置驅(qū)動至與該對焦位置相隔預(yù)定距離范圍的位置。之后，在步驟S306，照相機微計算機725進行用于將幀速率切換到高速幀速率的切換處理，以便以高速進行對比度AF控制。當照相機微計算機725在步驟S304確定在幀速率切換前獲得的最新圖像信息的可靠性高時，照相機微計算機725切換幀速率，同時將聚焦透鏡移動到由圖像信息獲得的位置。聚焦透鏡被移動到的位置(基于圖像信息而獲得的、與對焦位置相隔預(yù)定距離范圍的位置)，對應(yīng)于通過在步驟S308要進行的對比度AF而開始掃描的位置。當預(yù)先已知近似的對焦位置時，通過從估計的對焦位置的周邊開始掃描操作，而不是在聚焦透鏡的整個可移動范圍內(nèi)進行掃描操作，能夠縮短AF時間段。在該實施例中，預(yù)定距離范圍被設(shè)置為通過實驗或憑經(jīng)驗獲得的值，使得當在基于圖像信息獲得的對焦位置的周邊進行掃描操作時，能夠滿意地檢測出對比度評價值的峰值。雖然在幀速率切換期間，不能獲得來自攝像元件722的輸出信號，但是在該實施例中，通過使用在幀速率切換之前獲得的圖像信息，而將聚焦透鏡驅(qū)動至掃描開始位置。通過進行該控制，使得能夠?qū)⒕劢雇哥R驅(qū)動至基于通過攝像面相位差A(yù)F確定的對焦位置的掃描開始位置，而不必等待幀速率切換完成，因此，能夠縮短焦點檢測所需的時間段。
[0104]在步驟S307，照相機微計算機725控制攝像元件驅(qū)動電路723以高速幀速率驅(qū)動攝像元件722。此時，以高速幀速率，在顯示器726上顯示由圖像處理電路724處理過的圖像。隨后，在步驟S308，對比度焦點檢測單元730以高速幀速率，來進行對比度方法的焦點檢測。在這種情形下，照相機微計算機725進行在獲得對比度評價值的同時移動聚焦透鏡的掃描操作。如上所述，基于使用在幀速率切換之前獲得的圖像信息而獲得的對焦位置，來確定掃描操作的開始位置?；趻呙璧慕Y(jié)果，聚焦透鏡被移動到對比度評價值達到峰值的位置，然后，AF處理完成。
[0105]如上所述，當進行聚焦控制時，照相機微計算機725把攝像元件722的幀速率，從低速幀速率改變?yōu)楦咚賻俾省Ｔ谶@種情況下，當通過攝像面相位差A(yù)F而確定的圖像信息(焦點檢測信號)的可靠性高時，照相機微計算機725基于該圖像信息，來確定聚焦控制的掃描開始位置。之后，照相機微計算機725在進行幀速率切換的同時，將聚焦透鏡驅(qū)動至掃描開始位置。
[0106]根據(jù)圖8的流程圖，在焦點檢測開始時，照相機微計算機725基于在不使用對比度評價值的情況下獲得的焦點檢測結(jié)果(在該實施例中為攝像面相位差A(yù)F的輸出結(jié)果)，開始將聚焦透鏡驅(qū)動至掃描開始位置。照相機微計算機725與聚焦透鏡的驅(qū)動并行地，將低速幀速率切換到高速幀速率。這使得能夠進行高速且平穩(wěn)的聚焦控制。
[0107]在某些情況下，可以在向基于通過攝像面相位差A(yù)F確定的對焦位置而獲得的掃描開始位置、驅(qū)動聚焦透鏡的同時，將低速幀速率切換到高速幀速率。在這些情況下，該實施例使得無需停止聚焦透鏡的驅(qū)動，就能夠轉(zhuǎn)變到對比度AF的聚焦控制。這使得能夠以更高的速度進行更平穩(wěn)的聚焦控制。
[0108][第四實施例]
[0109]接下來，將參照圖13，來描述本發(fā)明的第四實施例中的攝像裝置的結(jié)構(gòu)。圖13是例示該實施例中的攝像裝置(攝像系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)的框圖。與圖7中所示的第三實施例的攝像裝置的不同點在于，圖13中所示的該實施例的攝像裝置未配設(shè)攝像面相位差焦點檢測單元729。由于其他結(jié)構(gòu)與第三實施例的攝像裝置的結(jié)構(gòu)相同，所以將省略重復(fù)的描述。
[0110]照相機微計算機725及對比度焦點檢測單元730進行上述的掃描操作，以檢測對比度評價值達到峰值的聚焦透鏡的位置，進而進行聚焦控制。由于對比度AF控制的性質(zhì)，當在聚焦控制開始時、聚焦透鏡位于對比度評價值的峰值附近的位置時，需要聚焦透鏡一度離開峰值附近的位置，以便檢測峰值。使聚焦透鏡離開對比度評價值的峰值位置的控制，是不需要對比度評價值的控制。該實施例涉及在該控制期間切換幀速率的控制。
[0111]接下來，將參照圖14描述該實施例中的攝像裝置的控制。圖14是例示該實施例中的攝像裝置的控制的流程圖。在此，將描述通過對AF開始按鈕的操作而觸發(fā)的一系列操作，其中，在AF開始按鈕被操作之前，在以低速幀速率驅(qū)動攝像元件722的情況下顯示實時瀏覽圖像的狀態(tài)下時，進行所述的對AF開始按鈕的操作。主要由對比度焦點檢測單元730或攝像元件驅(qū)動電路723，基于照相機微計算機725的命令(指令)來進行圖14的各步驟。
[0112]首先，在步驟S801，當AF開始按鈕(操作SW727)未被用戶操作時，照相機微計算機725控制攝像元件驅(qū)動電路723以低速幀速率驅(qū)動攝像元件722。在這種情形下，以低速幀速率，在顯示器726上顯示由圖像處理電路724處理過的圖像(實時瀏覽顯示)。
[0113]隨后，在步驟S802，照相機微計算機725確定用戶是否操作了 AF開始按鈕(SW727)。當照相機微計算機725確定AF開始按鈕未被操作時，照相機微計算機725重復(fù)步驟S802。另一方面，當照相機微計算機725確定AF開始按鈕被操作時，流程進入到步驟S803。照相機微計算機725繼續(xù)獲得對比度評價值，直到AF開始按鈕被操作為止。
[0114]之后，在步驟S803，照相機微計算機725確定聚焦透鏡(第三透鏡單元704)是否位于近對焦位置(near in-focus posit1n)(進行近對焦位置確定)。例如，當最新的對比度評價值高于預(yù)定的閾值時，照相機微計算機725確定聚焦透鏡位于近對焦位置。當照相機微計算機725在步驟S803確定聚焦透鏡未位于近對焦位置時，流程進入到步驟S805。另一方面，當照相機微計算機725確定聚焦透鏡位于近對焦位置時，流程進入到步驟S804。
[0115]當照相機微計算機725在步驟S803確定聚焦透鏡位于近對焦位置時，照相機微計算機725在步驟S804開始驅(qū)動聚焦透鏡，以將聚焦透鏡移動到與近對焦位置相隔預(yù)定距離范圍的位置。
[0116]在步驟S805，照相機微計算機725進行用于將幀速率切換到高速幀速率的切換處理，從而以高速進行對比度AF控制。當照相機微計算機725在步驟S803確定聚焦透鏡位于近對焦位置時，照相機微計算機725切換幀速率，同時將聚焦透鏡移動到與近對焦位置相隔預(yù)定距離范圍的位置。聚焦透鏡被移動到的位置(與近對焦位置相隔預(yù)定距離范圍的位置)，對應(yīng)于通過在步驟S807要進行的對比度AF而開始掃描的位置。在該實施例中，預(yù)定距離范圍被設(shè)置為通過實驗或憑經(jīng)驗獲得的值，使得當在對焦位置的周邊進行掃描操作時，能夠滿意地檢測出對比度評價值的峰值。雖然在幀速率切換期間，不能獲得來自攝像元件722的輸出信號，但是在該實施例中，基于在進行幀速率切換之前獲得的對比度評價值，而確定聚焦透鏡是否位于近對焦位置。當照相機微計算機725確定聚焦透鏡位于近對焦位置時，照相機微計算機725將聚焦透鏡驅(qū)動到與近對焦位置相隔預(yù)定距離范圍的位置，使得能夠檢測出對比度評價值的峰值。通過進行該控制，使得能夠?qū)⒕劢雇哥R從被確定為位于對焦位置附近的位置，移動到掃描器開始位置，而不必等待幀速率切換完成，因此，能夠縮短焦點檢測所需的時間段。
[0117]隨后，在步驟S806，照相機微計算機725控制攝像元件驅(qū)動電路723以高速幀速率驅(qū)動攝像元件722。在這種情形下，以高速幀速率，在顯示器726上顯示由圖像處理電路724處理過的圖像。隨后，在步驟S807，對比度焦點檢測單元730以高速幀速率，來進行對比度方法的焦點檢測。在該焦點檢測中，照相機微計算機725進行在獲得對比度評價值的同時移動聚焦透鏡的掃描操作。如上所述，基于在幀速率切換之前被確定為位于對焦位置附近的位置，來確定掃描操作的開始位置。基于掃描的結(jié)果，聚焦透鏡被移動到對比度評價值達到峰值的位置，然后AF處理完成。
[0118]如上所述，照相機微計算機725在自身要進行聚焦控制時，確定聚焦透鏡是否位于近對焦位置。當照相機微計算機725確定聚焦透鏡位于近對焦位置時，照相機微計算機725從近對焦位置移動聚焦透鏡，同時將攝像元件722的幀速率從低速幀速率切換到高速幀速率。當例如對比度評價值高于預(yù)定的閾值時，照相機微計算機725確定聚焦透鏡位于近對焦位置。
[0119]根據(jù)圖14的流程圖，在焦點檢測的開始，照相機微計算機725在不使用基于對比度評價值獲得的焦點評價值的情況下，開始驅(qū)動聚焦透鏡。然后，照相機微計算機725在驅(qū)動聚焦透鏡的同時，將幀速率從低速幀速率切換到高速幀速率。這使得能夠進行高速的焦點檢測控制。
[0120][其他實施方式]
[0121]另外，可以通過讀出并執(zhí)行記錄在存儲介質(zhì)(例如，非臨時性計算機可讀存儲介質(zhì))上的計算機可執(zhí)行指令、以執(zhí)行本發(fā)明的上述實施例中的一個或更多實施例的功能的系統(tǒng)或裝置的計算機，來實現(xiàn)本發(fā)明的各實施例，并且，可以利用由通過例如讀出并執(zhí)行來自存儲介質(zhì)的計算機可執(zhí)行指令、以執(zhí)行上述實施例中的一個或更多實施例的功能的系統(tǒng)或裝置的計算機來執(zhí)行的方法，來實現(xiàn)本發(fā)明的各實施例。所述計算機可以包括中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)或其他電路中的一者或更多，并且可以包括獨立計算機或獨立計算機處理器的網(wǎng)絡(luò)。所述計算機可執(zhí)行指令可以例如從網(wǎng)絡(luò)或存儲介質(zhì)被提供給計算機。所述存儲介質(zhì)可以包括例如硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、分布式計算系統(tǒng)的存儲器、光盤(諸如壓縮光盤(CD)、數(shù)字通用光盤(DVD)或藍光光盤(BD)?)、閃存設(shè)備、存儲卡等中的一者或更多。
[0122]第一及第二實施例能夠提供一種能夠在消耗電流及溫度上升被抑制的情況下進行高速拍攝的攝像裝置，以及該攝像裝置的控制方法。第三及第四實施例能夠提供一種能夠在進行高速焦點檢測的同時顯示所需實時瀏覽的攝像裝置，以及該攝像裝置的控制方法。
[0123]雖然參照示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明不局限于所公開的示例性實施例。應(yīng)當對所附權(quán)利要求的范圍給予最寬的解釋，以使所述范圍涵蓋所有的此類變形以及等同結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種攝像裝置，該攝像裝置包括: 攝像單元，其用于對光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換；以及 控制單元，其用于基于從所述攝像單元輸出的信號來控制聚焦透鏡的驅(qū)動，并且用于控制用來驅(qū)動所述攝像單元的幀速率， 該攝像裝置的特征在于， 所述控制單元基于從以第一幀速率驅(qū)動的所述攝像單元輸出的信號，來檢測對焦位置，并且 所述控制單元在進行用來將所述聚焦透鏡驅(qū)動至所述對焦位置的第一操作的同時，將所述攝像單元的幀速率切換到低于所述第一幀速率的第二幀速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括測光單元，該測光單元用于基于從所述攝像單元輸出的信號進行測光處理， 該攝像裝置的特征在于，所述測光單元在所述第一操作進行的同時進行所述測光處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置， 該攝像裝置的特征在于，所述測光單元在所述控制單元將所述攝像單元的幀速率切換到所述第二幀速率之后，進行所述測光處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置， 該攝像裝置的特征在于，所述控制單元基于所述測光單元的所述測光處理的結(jié)果，進行用來拍攝靜止圖像的曝光控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置， 該攝像裝置的特征在于，所述控制單元在完成所述第一操作以及所述測光單元的所述測光處理之后，準許拍攝處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的攝像裝置， 該攝像裝置的特征在于，所述測光單元基于與用來檢測所述對焦位置的焦點檢測區(qū)域相對應(yīng)的信號，來進行所述測光處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任何一項所述的攝像裝置， 該攝像裝置的特征在于，所述控制單元以所述第二幀速率驅(qū)動所述攝像單元，直到進行了指示聚焦的預(yù)定操作為止，并且響應(yīng)于所述預(yù)定操作，將所述攝像單元的幀速率切換到所述第一幀速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任何一項所述的攝像裝置， 該攝像裝置的特征在于，所述控制單元在移動所述聚焦透鏡的同時，基于從所述攝像單元輸出的信號獲得焦點信號，并且檢測該焦點信號的峰值，以檢測所述對焦位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括測光單元，該測光單元用于基于從所述攝像單元輸出的信號進行測光處理， 該攝像裝置的特征在于，所述測光單元在所述第一操作完成之后進行所述測光處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的攝像裝置， 該攝像裝置的特征在于，所述測光單元在所述控制單元將所述攝像單元的幀速率切換到所述第二幀速率之后，進行所述測光處理。
11.一種攝像裝置的控制方法，該控制方法包括以下步驟: 在攝像單元中對光學圖像進行光電轉(zhuǎn)換； 基于從以第一幀速率驅(qū)動的所述攝像單元輸出的信號，來檢測對焦位置； 進行用來將所述聚焦透鏡驅(qū)動至所述對焦位置的第一操作；以及在進行所述第一操作的同時，將所述攝像單元的幀速率切換到低于所述第一幀速率的第二幀速率。
【文檔編號】H04N5/232GK104135607SQ201410174459
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月1日
【發(fā)明者】上坂天志, 井上浩二 申請人:佳能株式會社