本發(fā)明涉及攝像裝置和攝像裝置的控制方法。

背景技術(shù)：

公知有利用攝像元件的一部分像素作為焦點(diǎn)檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)焦點(diǎn)狀態(tài)的攝像裝置。這種攝像裝置將攝像元件的一部分像素設(shè)定為焦點(diǎn)檢測(cè)像素，使穿過(guò)關(guān)于攝影鏡頭的光軸中心對(duì)稱的不同光瞳區(qū)域后的被攝體光束在多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素中成像，通過(guò)檢測(cè)該被攝體光束之間的相位差，檢測(cè)攝影鏡頭的焦點(diǎn)狀態(tài)。

另一方面，在攝像裝置中公知有被稱為實(shí)時(shí)取景顯示等的技術(shù)。實(shí)時(shí)取景顯示是在顯示部中實(shí)時(shí)顯示基于由攝像元件的各像素得到的像素信號(hào)的圖像的技術(shù)。

作為用于同時(shí)實(shí)現(xiàn)這種實(shí)時(shí)取景顯示和焦點(diǎn)檢測(cè)的技術(shù)，例如公知有日本特開(kāi)2014-56088號(hào)公報(bào)和日本特開(kāi)2013-178564號(hào)公報(bào)的技術(shù)。日本特開(kāi)2014-56088號(hào)公報(bào)和日本特開(kāi)2013-178564號(hào)公報(bào)中提出的攝像裝置交替進(jìn)行從實(shí)時(shí)取景顯示用的攝像像素中讀出像素信號(hào)的讀出和從焦點(diǎn)檢測(cè)用的焦點(diǎn)檢測(cè)像素中讀出像素信號(hào)的讀出。

當(dāng)要在低亮度時(shí)確保一定以上的實(shí)時(shí)取景顯示的幀率時(shí)，很難確保充分執(zhí)行焦點(diǎn)檢測(cè)的亮度。相反，當(dāng)要在低亮度時(shí)確保充分執(zhí)行焦點(diǎn)檢測(cè)的亮度時(shí)，幀率降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于所述情況而完成的，其目的在于，提供能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速的實(shí)時(shí)取景顯示和高精度的焦點(diǎn)檢測(cè)的攝像裝置及其控制方法。

第1方式的攝像裝置具有攝像元件，該攝像元件具備具有受光部的多個(gè)攝像像素和受光部的開(kāi)口位置相對(duì)于所述攝像像素偏移的多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素，其中，所述攝像裝置具有：讀出部，其從所述攝像像素和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素中讀出像素信號(hào)；顯示部，其顯示基于從所述攝像像素中讀出的像素信號(hào)的圖像；以及控制部，其進(jìn)行控制，使 得在與所述顯示部的顯示幀率對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行所述顯示部中的圖像的顯示和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)的讀出動(dòng)作，在能夠在與所述顯示部的顯示幀率對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行所述攝像像素的曝光及像素信號(hào)的讀出和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光及像素信號(hào)的讀出這雙方時(shí)，所述控制部進(jìn)行控制，使得交替進(jìn)行所述攝像像素的曝光及像素信號(hào)的讀出和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光及像素信號(hào)的讀出，在無(wú)法在與所述顯示部的顯示幀率對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行所述攝像像素的曝光及像素信號(hào)的讀出和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光及像素信號(hào)的讀出這雙方時(shí)，所述控制部進(jìn)行控制，使得同時(shí)進(jìn)行所述攝像像素和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光，在所述攝像像素和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光結(jié)束后，讀出所述攝像像素的像素信號(hào)和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)。

在第2方式的攝像裝置的控制方法中，該攝像裝置具有攝像元件，該攝像元件具備具有受光部的多個(gè)攝像像素和受光部的開(kāi)口位置相對(duì)于所述攝像像素偏移的多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素，其中，所述攝像裝置的控制方法具有以下步驟：如果能夠在與顯示部的顯示幀率對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行所述攝像像素的曝光及像素信號(hào)的讀出和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光及像素信號(hào)的讀出這雙方，則設(shè)定為交替進(jìn)行所述攝像像素的曝光及像素信號(hào)的讀出和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光及像素信號(hào)的讀出，如果無(wú)法在與所述顯示部的顯示幀率對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行所述攝像像素的曝光及像素信號(hào)的讀出和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光及像素信號(hào)的讀出這雙方，則設(shè)定為同時(shí)進(jìn)行所述攝像像素和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光，并以在所述攝像像素和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光結(jié)束后讀出所述攝像像素的像素信號(hào)和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)的方式，從所述攝像像素和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素中讀出像素信號(hào)；根據(jù)所述設(shè)定進(jìn)行所述攝像像素的曝光及像素信號(hào)的讀出和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光及讀出；以及顯示基于從所述攝像像素中讀出的像素信號(hào)的圖像。

附圖說(shuō)明

圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的照相機(jī)系統(tǒng)的一例的結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是示出作為一例的攝像元件的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的配置的圖。

圖3是示出照相機(jī)系統(tǒng)中的AF動(dòng)作的流程圖。

圖4是攝像元件的像素排列的例子。

圖5A是用于說(shuō)明交替讀出模式的圖。

圖5B是用于說(shuō)明水平期間后半讀出模式的圖。

圖6是示出曝光時(shí)間t與攝像驅(qū)動(dòng)模式、像素相加數(shù)和曝光時(shí)間ts之間的關(guān)系的圖。

圖7是用于說(shuō)明像素相加的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的照相機(jī)系統(tǒng)的一例的結(jié)構(gòu)的框圖。這里，在圖1中，帶箭頭的實(shí)線表示數(shù)據(jù)流，帶箭頭的虛線表示控制信號(hào)流。

圖1所示的照相機(jī)系統(tǒng)1具有更換鏡頭100和照相機(jī)主體200。更換鏡頭100構(gòu)成為相對(duì)于照相機(jī)主體200進(jìn)行拆裝。在更換鏡頭100裝配在照相機(jī)主體200上時(shí)，更換鏡頭100和照相機(jī)主體200以通信自如的方式連接。另外，照相機(jī)系統(tǒng)1也可以不是鏡頭更換式的照相機(jī)系統(tǒng)。例如，照相機(jī)系統(tǒng)1可以是鏡頭一體型的照相機(jī)系統(tǒng)。

更換鏡頭100具有攝影鏡頭102、驅(qū)動(dòng)部104、鏡頭CPU106、鏡頭側(cè)存儲(chǔ)部108。

攝影鏡頭102是用于使被攝體光束在照相機(jī)主體200的攝像元件208上成像的攝影光學(xué)系統(tǒng)。該攝影鏡頭102具有對(duì)焦鏡頭1021和光圈1022。對(duì)焦鏡頭1021構(gòu)成為通過(guò)在光軸方向上移動(dòng)，對(duì)攝影鏡頭102的焦點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。光圈1022配置在對(duì)焦鏡頭1021的光軸上，構(gòu)成為其口徑可變。光圈1022限制穿過(guò)對(duì)焦鏡頭1021的被攝體光束的量。驅(qū)動(dòng)部104根據(jù)來(lái)自鏡頭CPU106的控制信號(hào)對(duì)對(duì)焦鏡頭1021、光圈1022進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這里，攝影鏡頭102也可以構(gòu)成為變焦鏡頭，該情況下，驅(qū)動(dòng)部104還進(jìn)行變焦驅(qū)動(dòng)。

鏡頭CPU106構(gòu)成為經(jīng)由接口(I/F)110而與照相機(jī)主體200的CPU216通信自如。該鏡頭CPU106根據(jù)CPU216的控制進(jìn)行驅(qū)動(dòng)部104的控制。并且，鏡頭CPU106還經(jīng)由接口110將光圈1022的光圈值(F值)和存儲(chǔ)在鏡頭側(cè)存儲(chǔ)部108中的鏡頭數(shù)據(jù)這樣的信息發(fā)送到CPU216。

鏡頭側(cè)存儲(chǔ)部108存儲(chǔ)與更換鏡頭100有關(guān)的鏡頭數(shù)據(jù)。鏡頭數(shù)據(jù)例如包括攝影鏡頭102的焦距的信息和像差的信息。

照相機(jī)主體200具有機(jī)械快門202、驅(qū)動(dòng)部204、操作部206、攝像元件208、攝像控制電路210、模擬處理部212、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換部(ADC)214、CPU216、圖像處 理部218、圖像壓縮解壓縮部220、焦點(diǎn)檢測(cè)電路222、顯示部224、總線226、DRAM228、主體側(cè)存儲(chǔ)部230、記錄介質(zhì)232。

機(jī)械快門202構(gòu)成為開(kāi)閉自如，對(duì)來(lái)自被攝體的被攝體光束入射到攝像元件208的入射時(shí)間(攝像元件208的曝光時(shí)間)進(jìn)行調(diào)節(jié)。作為機(jī)械快門202，可以采用公知的焦面快門、中心式快門等。驅(qū)動(dòng)部204根據(jù)來(lái)自CPU216的控制信號(hào)對(duì)機(jī)械快門202進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

操作部206包括電源按鈕、釋放按鈕、動(dòng)態(tài)圖像按鈕、再現(xiàn)按鈕、菜單按鈕這樣的各種操作按鈕和觸摸面板等各種操作部件。該操作部206檢測(cè)各種操作部件的操作狀態(tài)，將表示檢測(cè)結(jié)果的信號(hào)輸出到CPU216。

攝像元件208配置在攝影鏡頭102的光軸上的機(jī)械快門202的后方且通過(guò)攝影鏡頭102使被攝體光束成像的位置。攝像元件208構(gòu)成為二維配置有構(gòu)成像素的受光部(例如光電二極管)。構(gòu)成攝像元件208的受光部生成與受光量對(duì)應(yīng)的電荷。受光部中產(chǎn)生的電荷蓄積在與各受光部連接的電容器中。根據(jù)來(lái)自攝像控制電路210的控制信號(hào)，讀出該電容器中蓄積的電荷作為像素信號(hào)。這里，在本實(shí)施方式中，以能夠以行單位讀出像素信號(hào)的方式構(gòu)成攝像元件208。

并且，本實(shí)施方式中的攝像元件208具有用于取得記錄和顯示用的圖像的攝像像素和用于進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)的焦點(diǎn)檢測(cè)像素作為像素。焦點(diǎn)檢測(cè)像素是受光部的開(kāi)口位置相對(duì)于攝像像素偏移的像素。圖2是示出作為一例的攝像元件208的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的配置的圖。作為一例的攝像元件208的濾色器排列是拜耳排列。通過(guò)在二維方向上排列由R、Gr、Gb、B這4個(gè)像素構(gòu)成的濾色器單位來(lái)構(gòu)成拜耳排列。

在圖2的例子中，在特定的Gr像素的位置形成水平像素列。水平像素列具有右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208r和左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208l。右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208r(圖中表記為Fr)是左半面的區(qū)域被遮光、且在右半面的區(qū)域形成開(kāi)口的像素。左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208l(圖中表記為Fl)是右半面的區(qū)域被遮光、且在左半面的區(qū)域形成開(kāi)口的像素。當(dāng)以一個(gè)水平像素列進(jìn)行觀察時(shí)，右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208r和左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208l配置成在水平方向和垂直方向上分離4個(gè)像素間距。并且，奇數(shù)行的水平像素列和偶數(shù)行的水平像素列配置成分離2個(gè)像素間距。

并且，如圖2所示，在特定的B像素的位置形成垂直像素列。垂直像素列具有上開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208t和下開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208b。上開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208t(圖 中表記為Ft)是形成下半面的區(qū)域被遮光、且在上半面的區(qū)域形成開(kāi)口的像素。下開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208b(圖中表記為Fb)是形成上半面的區(qū)域被遮光、且在下半面的區(qū)域形成開(kāi)口的像素。在一個(gè)垂直像素列內(nèi)，上開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208t和下開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208b配置成在水平方向和垂直方向上分離4個(gè)像素間距。并且，奇數(shù)列的垂直像素列和偶數(shù)列的垂直像素列配置成分離2個(gè)像素間距。即，在圖2的例子中，垂直像素列配置在使水平像素列旋轉(zhuǎn)90度而得到的位置。

作為讀出部的攝像控制電路210根據(jù)來(lái)自攝像元件208的像素信號(hào)的讀出的設(shè)定，對(duì)攝像元件208的曝光和來(lái)自攝像元件208的像素信號(hào)的讀出進(jìn)行控制。這里，本實(shí)施方式的攝像元件208構(gòu)成為能夠?qū)?lái)自多個(gè)相同顏色像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加(或混合)并讀出。攝像控制電路210還進(jìn)行攝像元件208的像素信號(hào)的相加數(shù)的控制。

模擬處理部212根據(jù)攝像控制電路210的控制，對(duì)從攝像元件208讀出的像素信號(hào)進(jìn)行放大處理等模擬處理。ADC214將從模擬處理部212輸出的像素信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式的像素信號(hào)(像素?cái)?shù)據(jù))。下面，在本說(shuō)明書中，將多個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)的集合記載為攝像數(shù)據(jù)。

CPU216是根據(jù)存儲(chǔ)在主體側(cè)存儲(chǔ)部230中的程序進(jìn)行照相機(jī)系統(tǒng)1的整體控制的控制部。圖像處理部218對(duì)攝像數(shù)據(jù)實(shí)施各種圖像處理而生成圖像數(shù)據(jù)。例如，在靜態(tài)圖像的記錄時(shí)，圖像處理部218實(shí)施靜態(tài)圖像記錄用的圖像處理而生成靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)。同樣，在動(dòng)態(tài)圖像的記錄時(shí)，圖像處理部218實(shí)施動(dòng)態(tài)圖像記錄用的圖像處理而生成動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)。進(jìn)而，在實(shí)時(shí)取景顯示時(shí)，圖像處理部218實(shí)施顯示用的圖像處理而生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。在該實(shí)時(shí)取景顯示時(shí)，圖像處理部218還對(duì)來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行校正處理。如上所述，焦點(diǎn)檢測(cè)像素的一部分區(qū)域被遮光。因此，在焦點(diǎn)檢測(cè)像素中產(chǎn)生光量的降低。圖像處理部218對(duì)該光量的降低進(jìn)行校正。該校正例如包括對(duì)來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)施加與光量降低對(duì)應(yīng)的增益的處理、使用焦點(diǎn)檢測(cè)像素周圍的相同顏色的攝像像素的像素?cái)?shù)據(jù)的插值處理。

在記錄圖像數(shù)據(jù)時(shí)，圖像壓縮解壓縮部220對(duì)圖像處理部218生成的圖像數(shù)據(jù)(靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)或動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行壓縮。并且，在圖像數(shù)據(jù)的再現(xiàn)時(shí)，對(duì)以壓縮狀態(tài)記錄在記錄介質(zhì)232中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮。

焦點(diǎn)檢測(cè)電路222取得來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)所取得的像素?cái)?shù)據(jù)， 使用公知的相位差方式計(jì)算對(duì)焦鏡頭1021相對(duì)于對(duì)焦位置的焦點(diǎn)偏移方向和焦點(diǎn)偏移量。即，焦點(diǎn)檢測(cè)電路222根據(jù)從水平像素列所包含的各個(gè)右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208r取得的像素?cái)?shù)據(jù)與從各個(gè)左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208l取得的像素?cái)?shù)據(jù)之間的相位差，計(jì)算對(duì)焦鏡頭1021相對(duì)于對(duì)焦位置的焦點(diǎn)偏移方向和焦點(diǎn)偏移量。并且，焦點(diǎn)檢測(cè)電路222根據(jù)從垂直像素列所包含的各個(gè)上開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208t取得的像素?cái)?shù)據(jù)與從各個(gè)下開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素208b取得的像素?cái)?shù)據(jù)之間的相位差，計(jì)算對(duì)焦鏡頭1021相對(duì)于對(duì)焦位置的焦點(diǎn)偏移方向和焦點(diǎn)偏移量。

顯示部224例如是液晶顯示器或有機(jī)EL顯示器這樣的顯示部，例如配置在照相機(jī)主體200的背面。該顯示部224根據(jù)CPU216的控制來(lái)顯示圖像。顯示部224用于實(shí)時(shí)取景顯示和已記錄圖像的顯示等。

總線226與ADC214、CPU216、圖像處理部218、圖像壓縮解壓縮部220、焦點(diǎn)檢測(cè)電路222、DRAM228、主體側(cè)存儲(chǔ)部230、記錄介質(zhì)232連接，作為用于轉(zhuǎn)送在這些塊中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)送路發(fā)揮功能。

DRAM228是可電改寫的存儲(chǔ)器，暫時(shí)存儲(chǔ)所述攝像數(shù)據(jù)(像素?cái)?shù)據(jù))、記錄用圖像數(shù)據(jù)、顯示用圖像數(shù)據(jù)、CPU216中的處理數(shù)據(jù)這樣的各種數(shù)據(jù)。另外，作為暫時(shí)存儲(chǔ)用，也可以使用SDRAM。

主體側(cè)存儲(chǔ)部230存儲(chǔ)CPU216中使用的程序、照相機(jī)主體200的調(diào)整值等各種數(shù)據(jù)。

記錄介質(zhì)232構(gòu)成為內(nèi)置或裝填在照相機(jī)主體200中，將記錄用圖像數(shù)據(jù)記錄為規(guī)定形式的圖像文件。

下面，對(duì)本實(shí)施方式的照相機(jī)系統(tǒng)1中的AF動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖3是示出照相機(jī)系統(tǒng)1中的AF動(dòng)作的流程圖。根據(jù)存儲(chǔ)在主體側(cè)存儲(chǔ)部230中的程序，通過(guò)CPU216執(zhí)行圖3所示的流程圖的處理。在對(duì)照相機(jī)系統(tǒng)1的AF動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，如圖4所示定義攝像元件208的像素排列。即，以下的例子中說(shuō)明的攝像元件208具有4000像素×3000像素的范圍A的像素。左上端的像素的坐標(biāo)是(1,1)，右下端的像素的坐標(biāo)是(4000,3000)。并且，如圖2中說(shuō)明的那樣，焦點(diǎn)檢測(cè)像素配置在左上端的坐標(biāo)為(4000,300)、右下端的坐標(biāo)為(3600,2700)的范圍B內(nèi)。

例如在照相機(jī)主體200的電源接通后，圖3的流程圖的處理開(kāi)始。在步驟S101中，CPU216以水平期間后半讀出模式取入實(shí)時(shí)取景用的圖像數(shù)據(jù)。本實(shí)施方式中的 攝像元件208具有交替讀出模式和水平期間后半讀出模式作為攝像驅(qū)動(dòng)模式。

如圖5A所示，交替讀出模式是將實(shí)時(shí)取景(LV)用的曝光和讀出、與焦點(diǎn)檢測(cè)(AF)用的曝光和讀出分開(kāi)而進(jìn)行的攝像驅(qū)動(dòng)模式。在交替讀出模式中，在與實(shí)時(shí)取景顯示的顯示幀率相當(dāng)?shù)钠陂g(例如在顯示幀率為30fps的情況下為1/30秒)中，進(jìn)行LV用的曝光和AF用的曝光這雙方。并且，在LV用的曝光中，攝像控制電路210對(duì)曝光結(jié)束后的像素中的相鄰的多個(gè)相同顏色的像素(例如水平2像素×垂直2像素這4個(gè)像素)的像素信號(hào)進(jìn)行相加并讀出。另一方面，在AF用的曝光中，攝像控制電路210僅對(duì)來(lái)自曝光結(jié)束后的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加并讀出。在這種交替讀出模式中，在LV用曝光和AF用曝光中，能夠單獨(dú)設(shè)定曝光時(shí)間。

并且，如圖5B所示，水平期間讀出模式是同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)取景(LV)用的曝光和焦點(diǎn)檢測(cè)(AF)用的曝光的驅(qū)動(dòng)模式。在水平期間后半讀出模式中，與交替讀出模式同樣，攝像控制電路210對(duì)攝像像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加并讀出。并且，攝像控制電路210將焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)暫時(shí)保持在行存儲(chǔ)器中，在攝像像素的像素信號(hào)的讀出后(水平期間的后半)，對(duì)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)中的同一開(kāi)口的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加并從行存儲(chǔ)器中讀出。這種水平期間讀出模式能夠使幀率高速化。在本實(shí)施方式中，在進(jìn)行第1釋放操作之前，以水平期間讀出模式進(jìn)行曝光，以使得優(yōu)先維持顯示的幀率。另外，在讀出攝像像素的像素信號(hào)后讀出焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)，但是，可以使該順序相反，在讀出焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)后讀出攝像像素的像素信號(hào)。

在步驟S102中，圖像處理部218對(duì)來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行校正處理。通過(guò)該校正處理，能夠與來(lái)自攝像像素的像素?cái)?shù)據(jù)同樣地使用來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)。在該校正處理后，圖像處理部218進(jìn)行顯示用圖像數(shù)據(jù)的生成所需要的其他處理，生成顯示用圖像數(shù)據(jù)。

在步驟S103中，CPU216進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示。即，CPU216根據(jù)圖像處理部218生成的顯示用圖像數(shù)據(jù)，使顯示部224顯示實(shí)時(shí)取景圖像。

在步驟S104中，CPU216決定焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光量(曝光時(shí)間t[ms])。焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光時(shí)間t[ms]由被攝體亮度決定。即，曝光時(shí)間t是使根據(jù)被攝體亮度計(jì)算出的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的對(duì)比度值(相鄰焦點(diǎn)檢測(cè)像素之間的像素值之差)成為充分實(shí)施相位差A(yù)F的規(guī)定對(duì)比度值所需要的曝光時(shí)間。當(dāng)設(shè)充分實(shí)施相位差A(yù)F的對(duì)比度 值例如為中間亮度(最小亮度與最大亮度的正中間的值)時(shí)，如果像素信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換分辨率為10位，則充分實(shí)施相位差A(yù)F的規(guī)定對(duì)比度值成為對(duì)比度值512。根據(jù)以下的(式1)計(jì)算該情況下的曝光時(shí)間t。另外，根據(jù)實(shí)時(shí)取景顯示時(shí)的被攝體亮度計(jì)算以下的式子中的曝光時(shí)間tl。

曝光時(shí)間t＝實(shí)時(shí)取景用曝光時(shí)間tl×[512/對(duì)比度值](式1)

另外，不僅在低對(duì)比度的情況下，在焦點(diǎn)檢測(cè)像素飽和的情況下也無(wú)法實(shí)施相位差A(yù)F。因此，在決定曝光時(shí)間t時(shí)，還需要滿足“曝光時(shí)間t經(jīng)過(guò)后的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)的最大值×[512/對(duì)比度值]不超過(guò)AD轉(zhuǎn)換范圍的最大值(在AD轉(zhuǎn)換分辨率為10位的情況下為1023)”這樣的條件。

在步驟S105中，CPU216判定用戶是否進(jìn)行了第1釋放操作。第1釋放操作例如是釋放按鈕的半按操作。在步驟S105中判定為未進(jìn)行第1釋放操作的情況下，處理返回步驟S101。在步驟S105中判定為進(jìn)行了第1釋放操作的情況下，處理轉(zhuǎn)移到步驟S106。

在步驟S106中，CPU216在攝像控制電路210中分別設(shè)定攝像驅(qū)動(dòng)模式、像素相加數(shù)、AF動(dòng)作中實(shí)際在攝像元件208中設(shè)定的曝光時(shí)間ts。根據(jù)步驟S104中決定的曝光時(shí)間t來(lái)設(shè)定攝像驅(qū)動(dòng)模式、像素相加數(shù)、實(shí)際的曝光時(shí)間。

圖6是示出曝光時(shí)間t與攝像驅(qū)動(dòng)模式、像素相加數(shù)和曝光時(shí)間ts之間的關(guān)系的圖。在圖6的例子中，CPU216在曝光時(shí)間t為比較短的時(shí)間的情況下，將攝像驅(qū)動(dòng)模式設(shè)為交替讀出模式，并且，設(shè)定像素相加數(shù)以使得實(shí)時(shí)取景顯示的顯示幀率維持60fps。并且，CPU216在曝光時(shí)間t變長(zhǎng)，僅通過(guò)像素相加數(shù)的設(shè)定無(wú)法使實(shí)時(shí)取景顯示的顯示幀率維持60fps時(shí)，將顯示幀率切換為30fps。進(jìn)而，CPU216在設(shè)攝像驅(qū)動(dòng)模式為交替讀出模式的狀態(tài)下無(wú)法使實(shí)時(shí)取景顯示的顯示幀率維持最低限度的顯示幀率即例如30fps時(shí)，將攝像驅(qū)動(dòng)模式切換為水平期間后半讀出模式。下面具體進(jìn)行說(shuō)明。

例如，在曝光時(shí)間t為8ms以下的情況下，攝像驅(qū)動(dòng)模式設(shè)定為交替讀出模式。并且，像素相加數(shù)設(shè)定為4像素相加。例如如右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素和左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的例子所示，通過(guò)對(duì)圖7的參照標(biāo)號(hào)302所示的范圍內(nèi)包含的接近的4個(gè)右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加、并且對(duì)接近的4個(gè)左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加，來(lái)進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)的4像素相加。另外，設(shè)各焦點(diǎn)檢測(cè)像 素中入射有基本上來(lái)自被攝體的同一部分的光。通過(guò)進(jìn)行這種4像素相加，像素信號(hào)的大小大致成為4倍。此時(shí)，在圖6的例子中，設(shè)定為曝光時(shí)間ts＝t。由于曝光時(shí)間ts為8ms以下，所以，顯示幀率能夠維持60fps。

并且，例如，在曝光時(shí)間t為8ms以上且12ms以下的情況下，攝像驅(qū)動(dòng)模式也設(shè)定為交替讀出模式。并且，像素相加數(shù)設(shè)定為6像素相加。關(guān)于焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)的6像素相加，例如如右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素和左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的例子所示，對(duì)圖7的參照標(biāo)號(hào)304所示的范圍內(nèi)包含的接近的6個(gè)右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加，并且對(duì)接近的6個(gè)左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加。通過(guò)進(jìn)行這種6像素相加，像素信號(hào)的大小大致成為6倍。因此，能夠縮短到曝光時(shí)間ts＝t×4/6。由此，曝光時(shí)間ts成為8ms以下，顯示幀率能夠維持60fps。

并且，例如，在曝光時(shí)間t為12ms以上且16ms以下的情況下，攝像驅(qū)動(dòng)模式也設(shè)定為交替讀出模式。并且，像素相加數(shù)設(shè)定為8像素相加。關(guān)于焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)的8像素相加，例如如右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素和左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的例子所示，對(duì)圖7的參照標(biāo)號(hào)306所示的范圍內(nèi)包含的接近的8個(gè)右開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加，并且對(duì)接近的8個(gè)左開(kāi)口焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)進(jìn)行相加。通過(guò)進(jìn)行這種8像素相加，像素信號(hào)的大小大致成為8倍。因此，能夠縮短到曝光時(shí)間ts＝t×4/8。由此，曝光時(shí)間ts成為8ms以下，顯示幀率能夠維持60fps。

并且，例如，在曝光時(shí)間t為16ms以上且33ms以下的情況下，攝像驅(qū)動(dòng)模式也設(shè)定為交替讀出模式。并且，像素相加數(shù)設(shè)定為8像素相加。這是因?yàn)椋?dāng)進(jìn)行8像素以上的相加時(shí)，焦點(diǎn)檢測(cè)結(jié)果中的誤差增大。該情況下，能夠縮短到曝光時(shí)間ts＝t×4/8。但是，由于t比16ms長(zhǎng)，所以，顯示幀率不維持60fps而切換為30fps。

并且，例如，在曝光時(shí)間t超過(guò)33ms的情況下，攝像驅(qū)動(dòng)模式設(shè)定為水平期間后半讀出模式。并且，像素相加數(shù)設(shè)定為8像素相加。該情況下，在交替讀出模式中，曝光時(shí)間增加必要程度以上，所以，切換為水平期間后半讀出模式，由此抑制曝光時(shí)間的增大。由此，顯示幀率能夠維持30fps。

在步驟S107中，CPU216設(shè)定針對(duì)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素輸出的數(shù)字增益。該數(shù)字增益是如下的增益：該增益例如在曝光時(shí)間t超過(guò)33ms、并且即使攝像驅(qū)動(dòng)模式設(shè)定為水平期間后半讀出模式且像素相加數(shù)設(shè)定為8像素相加也會(huì)使曝光量不足的情況下，對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行放大。根據(jù)以下的(式2)計(jì)算該增益。

設(shè)定增益量＝場(chǎng)景整體的平均亮度/焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的平均亮度

另外，當(dāng)進(jìn)行增益放大時(shí)，噪聲也被放大，所以，期望以適當(dāng)值對(duì)數(shù)字增益的值進(jìn)行鉗位。例如，設(shè)設(shè)定增益量的最大值為2倍。當(dāng)然可以適當(dāng)變更該值。并且，示出在步驟S107中以數(shù)字方式對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行放大的例子。像素信號(hào)當(dāng)然也可以以模擬方式進(jìn)行放大。該情況下，在步驟S106中，與攝像驅(qū)動(dòng)模式、像素相加數(shù)一起設(shè)定模擬增益。

在步驟S108中，焦點(diǎn)檢測(cè)電路222使用從焦點(diǎn)檢測(cè)像素取得的像素?cái)?shù)據(jù)，使用公知的相位差方式計(jì)算對(duì)焦鏡頭1021相對(duì)于對(duì)焦位置的焦點(diǎn)偏移方向和焦點(diǎn)偏移量。根據(jù)步驟S106中設(shè)定的攝像驅(qū)動(dòng)模式、像素相加數(shù)、曝光時(shí)間ts進(jìn)行焦點(diǎn)偏移量的檢測(cè)時(shí)的曝光。因此，在步驟S108中以交替讀出模式或水平期間后半讀出模式中的任意一個(gè)模式進(jìn)行曝光。并且，在進(jìn)行了數(shù)字增益的設(shè)定的情況下，來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)例如在焦點(diǎn)檢測(cè)電路222中進(jìn)行數(shù)字放大。并且，在進(jìn)行了模擬增益的設(shè)定的情況下，來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)例如在模擬處理部212中進(jìn)行放大。

在步驟S109中，CPU216判定對(duì)焦鏡頭1021是否是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。例如通過(guò)判定焦點(diǎn)偏移量是否在預(yù)定的容許范圍內(nèi)，來(lái)判定是否是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)。在步驟S109中未判定為對(duì)焦鏡頭1021是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的情況下，處理轉(zhuǎn)移到步驟S110。在步驟S109中判定為對(duì)焦鏡頭1021是對(duì)焦?fàn)顟B(tài)的情況下，處理轉(zhuǎn)移到步驟S111。

在步驟S110中，CPU216對(duì)鏡頭CPU106發(fā)送指示，以使對(duì)焦鏡頭1021根據(jù)焦點(diǎn)偏移方向和焦點(diǎn)偏移量進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。接受該指示，鏡頭CPU106經(jīng)由驅(qū)動(dòng)部104對(duì)對(duì)焦鏡頭1021進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。然后，處理返回步驟S101。

在步驟S111中，CPU216判定用戶是否進(jìn)行了第2釋放操作。第2釋放操作例如是釋放按鈕的全按操作。在步驟S111中判定為未進(jìn)行第2釋放操作的情況下，處理返回步驟S106。在步驟S111中判定為進(jìn)行了第2釋放操作的情況下，處理轉(zhuǎn)移到步驟S112。

在步驟S112中，CPU216開(kāi)始進(jìn)行正式曝光。正式曝光是用于取得記錄用的攝像數(shù)據(jù)的曝光處理。在正式曝光中，CPU216對(duì)攝像控制電路210發(fā)送控制信號(hào)。攝像控制電路210接受控制信號(hào)，開(kāi)始進(jìn)行攝像元件208的曝光。在曝光結(jié)束后，攝像控制電路210讀出來(lái)自攝像元件208的各像素的像素信號(hào)。其結(jié)果，在DRAM228 中存儲(chǔ)攝像數(shù)據(jù)。然后，圖像處理部218進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素輸出的校正和用于生成其他記錄用圖像數(shù)據(jù)的處理。接著，圖像壓縮解壓縮部220對(duì)記錄用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。然后，CPU216將壓縮后的記錄用圖像數(shù)據(jù)作為圖像文件記錄在記錄介質(zhì)232中。

在步驟S113中，CPU216判定是否斷開(kāi)照相機(jī)主體200的電源。例如，在通過(guò)用戶對(duì)操作部206的操作而指示了電源斷開(kāi)的情況下或用戶在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未進(jìn)行操作部206的操作的情況下，判定為斷開(kāi)電源。在步驟S113中判定為未斷開(kāi)照相機(jī)主體200的電源的情況下，處理返回步驟S101。在步驟S113中判定為斷開(kāi)照相機(jī)主體200的電源的情況下，處理結(jié)束。

如以上說(shuō)明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，在進(jìn)行相位差A(yù)F時(shí)的來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像素信號(hào)的讀出中，通過(guò)根據(jù)曝光時(shí)間來(lái)選擇交替讀出和水平期間后半讀出，能夠盡可能地維持實(shí)時(shí)取景顯示的顯示幀率，并且還能夠確保相位差A(yù)F的精度。并且，在交替讀出或水平期間后半讀出中縮短曝光時(shí)間的情況下，即使增加像素相加數(shù)，也能夠盡可能地維持實(shí)時(shí)取景顯示的顯示幀率，并且還能夠確保相位差A(yù)F的精度。進(jìn)而，通過(guò)一并使用數(shù)字或模擬的增益放大，能夠更加容易地同時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)取景顯示的顯示幀率的維持和相位差A(yù)F的精度的提高這雙方。

所述實(shí)施方式的各處理也可以作為能夠由作為計(jì)算機(jī)的CPU等執(zhí)行的程序來(lái)存儲(chǔ)。除此之外，可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)卡、磁盤、光盤、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等外部存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)介質(zhì)中進(jìn)行發(fā)布。而且，CPU等通過(guò)讀入該外部存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)的程序并根據(jù)該讀入的程序來(lái)控制動(dòng)作，能夠執(zhí)行所述處理。