攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法。該攝像設(shè)備包括：圖像傳感器，其具有焦點(diǎn)檢測(cè)像素和攝像像素；計(jì)算單元，用于計(jì)算第一和第二電荷累積時(shí)間段；控制單元，用于讀出所述第一電荷累積時(shí)間段內(nèi)所累積的來(lái)自焦點(diǎn)檢測(cè)像素的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述第二電荷累積時(shí)間段內(nèi)所累積的來(lái)自攝像像素中的攝像信號(hào)；顯示單元，用于顯示所述攝像信號(hào)；以及調(diào)焦控制單元，用于基于所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行相位差調(diào)焦控制處理。在所述第二電荷累積時(shí)間段設(shè)置得長(zhǎng)于所述第一電荷累積時(shí)間段的情況下，所述控制單元并行地讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像信號(hào)，并將所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)的讀出速率設(shè)置得低于所述攝像信號(hào)的讀出速率。
【專利說(shuō)明】攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法，尤其涉及進(jìn)行自動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)整的攝像設(shè)備和攝像設(shè)備的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，針對(duì)具有離散地配置有焦點(diǎn)檢測(cè)像素的圖像傳感器的攝像設(shè)備，已提出了各種自動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)整方法。日本特開2010-181751針對(duì)具有離散地配置有焦點(diǎn)檢測(cè)像素的圖像傳感器的攝像設(shè)備公開了如下技術(shù):在從圖像傳感器間隔剔除讀出像素信號(hào)時(shí)，抑制由于焦點(diǎn)檢測(cè)像素所引起的圖像質(zhì)量的下降。具體地，該文獻(xiàn)公開了在間隔剔除讀出期間，通過(guò)改變間隔剔除率和間隔剔除相位中的至少一個(gè)來(lái)選擇性地使用讀出焦點(diǎn)檢測(cè)像素的讀出方法或不讀出焦點(diǎn)檢測(cè)像素的讀出方法。
[0003]然而，根據(jù)日本特開2010-181751，基于攝像設(shè)備的狀態(tài)來(lái)選擇讀出方法，因而盡管可以在各讀出方法中實(shí)現(xiàn)最佳曝光，但存在模式之間的切換以及切換模式時(shí)的曝光的變化均需要時(shí)間的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是考慮到上述情形而作出的，并且在無(wú)需在顯示所用的讀出方法和焦點(diǎn)檢測(cè)所用的讀出方法之間進(jìn)行切換的情況下，在將要顯示在顯示裝置中的圖像的曝光量控制為適當(dāng)?shù)耐瑫r(shí)，執(zhí)行更加正確的焦點(diǎn)檢測(cè)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，提供一種攝像設(shè)備，包括:圖像傳感器，其具有焦點(diǎn)檢測(cè)像素和攝像像素，其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素用于對(duì)穿過(guò)攝像光學(xué)系統(tǒng)的不同的出射光瞳區(qū)域的一對(duì)光束各自進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、并且輸出焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)；計(jì)算單元，用于計(jì)算所述攝像像素的第一電荷累積時(shí)間段和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的第二電荷累積時(shí)間段；控制單元，用于讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素中所累積的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像像素中所累積的攝像信號(hào)；顯示單元，用于顯示所述第一電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述攝像像素所讀出的攝像信號(hào)；以及調(diào)焦控制單元，用于基于所述第二電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素所讀出的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，來(lái)進(jìn)行相位差調(diào)焦控制處理，其中，在所述第二電荷累積時(shí)間段設(shè)置得長(zhǎng)于所述第一電荷累積時(shí)間段的情況下，所述控制單元并行地讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像信號(hào)，并且將所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)的讀出速率設(shè)置得低于所述攝像信號(hào)的讀出速率。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，提供一種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備包括具有焦點(diǎn)檢測(cè)像素和攝像像素的圖像傳感器，其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素用于對(duì)穿過(guò)攝像光學(xué)系統(tǒng)的不同的出射光瞳區(qū)域的一對(duì)光束各自進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、并且輸出焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，所述控制方法包括以下步驟:計(jì)算步驟，用于計(jì)算所述攝像像素的第一電荷累積時(shí)間段和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的第二電荷累積時(shí)間段；控制步驟，用于讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素中所累積的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像像素中所累積的攝像信號(hào)；顯示步驟，用于將所述第一電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述攝像像素所讀出的攝像信號(hào)顯示在顯示單元中；以及焦點(diǎn)調(diào)整步驟，用于基于所述第二電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素所讀出的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，來(lái)進(jìn)行相位差調(diào)焦控制處理，其中，在所述第二電荷累積時(shí)間段設(shè)置得長(zhǎng)于所述第一電荷累積時(shí)間段的情況下，在所述控制步驟中，并行地讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像信號(hào)，并且將所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)的讀出速率設(shè)置得低于所述攝像信號(hào)的讀出速率。
[0007]通過(guò)以下(參考附圖)對(duì)典型實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]包含在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書一部分的附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并和說(shuō)明書一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
[0009]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0010]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的圖像傳感器中的像素的結(jié)構(gòu)的示例的電路圖；
[0011]圖3A和3B是示出構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的圖像傳感器的像素的結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0012]圖4是示出根據(jù)第一實(shí)施例的圖像傳感器中的相位差A(yù)F像素的配置的圖；
[0013]圖5是示出正常攝像的時(shí)序圖；
[0014]圖6是示出正常攝像期間的電荷累積時(shí)間段和圖像讀出定時(shí)的圖；
[0015]圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施例的攝像操作過(guò)程的流程圖；
[0016]圖8是根據(jù)第一實(shí)施例的用于獲得EVF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)的時(shí)序圖；
[0017]圖9是示出根據(jù)第一實(shí)施例的AE處理所用的過(guò)程的流程圖；
[0018]圖10是示出根據(jù)第一實(shí)施例的相位差A(yù)F處理所用的過(guò)程的流程圖；
[0019]圖11是根據(jù)第一實(shí)施例的在進(jìn)行基于掃描的AF時(shí)的時(shí)序圖；
[0020]圖12是用于說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的基于掃描的AF操作的曲線圖；
[0021]圖13是示出根據(jù)第二實(shí)施例的圖像傳感器中的相位差A(yù)F像素的配置的圖；
[0022]圖14是根據(jù)第二實(shí)施例的在進(jìn)行相位差A(yù)F和基于掃描的AF時(shí)的時(shí)序圖；以及
[0023]圖15是示出根據(jù)第三實(shí)施例的圖像傳感器中的相位差A(yù)F像素的配置的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]將根據(jù)附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的典型實(shí)施例。
[0025]第一實(shí)施例
[0026]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的攝像設(shè)備I的整體結(jié)構(gòu)的框圖。在圖1中，攝像鏡筒31由以下構(gòu)成:變焦透鏡組2 ;調(diào)焦透鏡組3 ;以及光圈4，用于控制穿過(guò)由變焦透鏡組2和調(diào)焦透鏡組3等構(gòu)成的攝像光學(xué)系統(tǒng)的光束量。穿過(guò)了攝像光學(xué)系統(tǒng)并且由光圈4調(diào)整了光量的被攝體的光學(xué)圖像形成在圖像傳感器5的光接收面上；圖像傳感器5對(duì)已形成的被攝體的光學(xué)圖像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并輸出電氣圖像信號(hào)。
[0027]圖像處理電路6接收從圖像傳感器5輸出的圖像信號(hào)并對(duì)該圖像信號(hào)進(jìn)行各種圖像處理，從而生成采用預(yù)定格式的圖像信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換電路7將圖像處理電路6所生成的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)(圖像數(shù)據(jù))。將從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的圖像數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在諸如緩沖存儲(chǔ)器等的存儲(chǔ)器(VRAM) 8中。D/A轉(zhuǎn)換電路9讀出VRAM8中所存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬圖像信號(hào)，并且還將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成采用適合重放的格式的圖像信號(hào)；然后將該模擬圖像信號(hào)顯示在諸如液晶顯示器等的圖像顯示裝置10 (以下將成為“IXD10”)中。IXDlO通過(guò)經(jīng)由以上過(guò)程順次顯示圖像傳感器5定期獲得的圖像，還可以用作電子取景器(EVF)。
[0028]壓縮/解壓縮電路11由壓縮電路和解壓縮電路構(gòu)成；壓縮電路讀出臨時(shí)存儲(chǔ)在VRAM8中的圖像數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行壓縮處理和編碼處理等，從而將該圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合存儲(chǔ)在存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器12中的格式。解壓縮電路進(jìn)行解碼處理和解壓縮處理等，從而將存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器12中所存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合重放等的格式。存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器12由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等構(gòu)成，并且存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)。作為存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器12，可以采用諸如閃速存儲(chǔ)器等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、或者諸如具有卡或棒形狀并且相對(duì)于攝像設(shè)備I可以移除的卡型閃速存儲(chǔ)器等的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等。還可以使用諸如包括硬盤或軟(Floppy，注冊(cè)商標(biāo))盤等的磁性存儲(chǔ)介質(zhì)等的各種其它介質(zhì)。
[0029]例如，在操作后面將說(shuō)明的操作開關(guān)24中的模式切換開關(guān)(未示出)以使得進(jìn)入攝像模式、然后通過(guò)操作釋放開關(guān)指示了曝光和記錄操作的情況下，執(zhí)行以下將說(shuō)明的處理。首先，利用壓縮/解壓縮電路11的壓縮電路對(duì)如上所述臨時(shí)存儲(chǔ)在VRAM8中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和編碼，并將該圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器12中。另一方面，在進(jìn)入重放模式的情況下，開始重放操作，并且執(zhí)行以下處理。首先，以壓縮狀態(tài)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)用存儲(chǔ)器12中的圖像數(shù)據(jù)在壓縮/解壓縮電路11的解壓縮電路中經(jīng)過(guò)解碼處理和解壓縮處理等，并且被臨時(shí)存儲(chǔ)在VRAM8中。使用D/A轉(zhuǎn)換電路9將臨時(shí)存儲(chǔ)在VRAM8中的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成采用通過(guò)上述處理適合顯示的格式的模擬信號(hào)，并且作為圖像在IXDlO中重放。
[0030]CPU15包括計(jì)算所使用的存儲(chǔ)器，并且控制攝像設(shè)備I整體。AE處理電路13基于從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的圖像數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行自動(dòng)曝光(AE)處理。更具體地，AE處理電路13通過(guò)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換電路7進(jìn)行了數(shù)字化后的一個(gè)畫面的圖像數(shù)據(jù)的亮度值進(jìn)行諸如累計(jì)相加等的計(jì)算處理，來(lái)計(jì)算與被攝體的明度相對(duì)應(yīng)的AE評(píng)價(jià)值(測(cè)光結(jié)果)。將該AE評(píng)價(jià)值輸出至CPU15。
[0031]基于掃描的AF處理電路14基于從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的圖像數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行自動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)整(AF)處理。更具體地，基于掃描的AF處理電路14使用高通濾波器(HPF)等來(lái)提取與A/D轉(zhuǎn)換電路7進(jìn)行數(shù)字化后的一個(gè)畫面的圖像數(shù)據(jù)內(nèi)的已被指定為AF區(qū)域的畫面中的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)的高頻成分。此外，該基于掃描的AF處理電路執(zhí)行諸如累計(jì)相加等的計(jì)算處理，并且計(jì)算與高頻范圍的輪廓成分量相對(duì)應(yīng)的AF評(píng)價(jià)值(焦點(diǎn)評(píng)價(jià)值)。注意，AF區(qū)域可以是畫面的中央?yún)^(qū)域或任意區(qū)域中的一個(gè)位置、畫面的中央?yún)^(qū)域或任意區(qū)域中的彼此鄰接的多個(gè)位置、或者多個(gè)離散分布的位置等。
[0032]時(shí)序發(fā)生器(TG) 16生成預(yù)定的定時(shí)信號(hào)。傳感器驅(qū)動(dòng)器17驅(qū)動(dòng)圖像傳感器5。TG16將預(yù)定的定時(shí)信號(hào)輸出至CPU15、圖像處理電路6和傳感器驅(qū)動(dòng)器17，并且CPU15與該定時(shí)信號(hào)同步地執(zhí)行各種類型的控制。圖像處理電路6接收來(lái)自TG16的定時(shí)信號(hào)，并且與該定時(shí)信號(hào)同步地進(jìn)行諸如彩色信號(hào)分離等的各種類型的圖像處理。此外，傳感器驅(qū)動(dòng)器17接收來(lái)自TG16的定時(shí)信號(hào)并且與該定時(shí)信號(hào)同步地驅(qū)動(dòng)圖像傳感器5。
[0033]另一方面,光圈驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21驅(qū)動(dòng)光圈4,并且第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路18控制光圈驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21的驅(qū)動(dòng)。調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡組3，并且第二馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路19控制調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22的驅(qū)動(dòng)。變焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23驅(qū)動(dòng)變焦透鏡組2，并且第三馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路20控制變焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23的驅(qū)動(dòng)。
[0034]CPU15控制第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路18、第二馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路19和第三馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路20。結(jié)果，分別經(jīng)由光圈驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21、調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22和變焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23來(lái)控制光圈4、調(diào)焦透鏡組3和變焦透鏡組2的驅(qū)動(dòng)。CPU15通過(guò)求出基于AE處理電路13所計(jì)算出的AE評(píng)價(jià)值等獲得適當(dāng)曝光量的電荷累積時(shí)間段和光圈值、控制第一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路18由此驅(qū)動(dòng)圈驅(qū)動(dòng)馬達(dá)21、并且將光圈4的光圈值調(diào)整為適當(dāng)值，來(lái)執(zhí)行AE控制。
[0035]CPU15還根據(jù)基于掃描的AF處理電路14所計(jì)算出的AF評(píng)價(jià)值或者后面將說(shuō)明的相位差A(yù)F處理電路37所求出的兩個(gè)圖像之間的相位差，來(lái)控制第二馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路19以驅(qū)動(dòng)調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22。據(jù)此，執(zhí)行了使調(diào)焦透鏡組3移動(dòng)至聚焦位置的AF控制。另一方面，在操作了操作開關(guān)24中的變焦開關(guān)(未示出)的情況下，CPU15響應(yīng)于此，通過(guò)控制第三馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路20、控制變焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)23的驅(qū)動(dòng)、結(jié)果使變焦透鏡組2移動(dòng)，來(lái)執(zhí)行攝像光學(xué)系統(tǒng)的變倍操作(變焦操作)。
[0036]操作開關(guān)24由各種類型的開關(guān)構(gòu)成，并且例如包括以下開關(guān)。首先，存在以下開關(guān):主電源開關(guān)，用于啟動(dòng)攝像設(shè)備I并向其供給電源；釋放開關(guān)，用于開始攝像操作(存儲(chǔ)操作)等；重放開關(guān)，用于開始重放操作；以及變焦開關(guān)，用于指示變焦倍率的變化、或者換句話說(shuō)用于指示變焦透鏡組2移動(dòng)。還存在光學(xué)取景器(OVF)/電子取景器(EVF)切換開關(guān)等。在本實(shí)施例中，釋放開關(guān)由具有第一行程(以下稱為“SW1”)和第二行程(以下稱為“SW2”)的兩級(jí)開關(guān)構(gòu)成。在SWl接通的情況下，在開始攝像操作之前生成用于開始AE處理和AF處理的指示信號(hào)。然后，在SW2接通的情況下，生成用于開始拍攝并記錄圖像的曝光記錄操作的指示信號(hào)。
[0037]EEPR0M25是只讀存儲(chǔ)器，其中該只讀存儲(chǔ)器可以以電氣方式重寫，并且預(yù)先存儲(chǔ)有用于執(zhí)行各種類型的控制的程序和用于進(jìn)行各種類型的操作的數(shù)據(jù)等。附圖標(biāo)記26表示電池；附圖標(biāo)記28表示閃光燈發(fā)光單元；附圖標(biāo)記27表示對(duì)利用閃光燈發(fā)光單元28的閃光發(fā)光進(jìn)行控制的切換電路；附圖標(biāo)記29表示進(jìn)行警告顯示等的諸如LED等的顯示元件；并且附圖標(biāo)記30表示用于執(zhí)行基于音頻的引導(dǎo)和警告等的揚(yáng)聲器。
[0038]AF輔助光發(fā)光單元33由諸如LED等的光源構(gòu)成，其中該光源在獲得AF評(píng)價(jià)值時(shí)對(duì)被攝體的一部分或全部進(jìn)行照明，并且AF輔助光驅(qū)動(dòng)電路32驅(qū)動(dòng)AF輔助光發(fā)光單元33。
[0039]抖動(dòng)檢測(cè)傳感器35檢測(cè)照相機(jī)抖動(dòng)，并且抖動(dòng)檢測(cè)電路34對(duì)來(lái)自抖動(dòng)檢測(cè)傳感器35的信號(hào)進(jìn)行處理。面部檢測(cè)電路36接收來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換電路7的輸出并且檢測(cè)畫面中的面部的位置和大小等。面部檢測(cè)電路36在從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的圖像數(shù)據(jù)中搜索諸如眼睛或眉毛等的面部的特征區(qū)域，并且求出人物的面部在圖像中的位置。還根據(jù)諸如面部的特征部分之間的距離等的位置關(guān)系來(lái)求出面部的大小和傾斜等。
[0040]相位差A(yù)F處理電路37校正使用相位差方法的焦點(diǎn)檢測(cè)處理(相位差A(yù)F)所用的信號(hào)，計(jì)算基準(zhǔn)圖像(A圖像)和比較圖像(B圖像)之間的相關(guān)性，并且計(jì)算這兩個(gè)圖像的信號(hào)將一致的圖像偏移量(即，兩個(gè)圖像之間的相位差)。在本實(shí)施例中，在攝像面中配置有用于執(zhí)行相位差A(yù)F的像素。
[0041]然后，CPU15通過(guò)根據(jù)相位差A(yù)F處理電路37所求出的兩個(gè)圖像之間的相位差求出散焦量并求出為了使場(chǎng)景聚焦而驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡組3的量，來(lái)執(zhí)行相位差A(yù)F。
[0042]接著，將參考圖2?3B來(lái)說(shuō)明圖像傳感器5中所設(shè)置的像素的結(jié)構(gòu)。圖2是示出像素的結(jié)構(gòu)的示例的電路圖。與一個(gè)單位(像素)相對(duì)應(yīng)的像素單元201由光電二極管202、傳送晶體管203、信號(hào)放大器204和復(fù)位晶體管205構(gòu)成。傳送晶體管203和復(fù)位晶體管205響應(yīng)于來(lái)自垂直掃描電路206的信號(hào)而進(jìn)行工作。垂直掃描電路206包括移位寄存器和用于生成傳送晶體管203等所用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)各像素的信號(hào)生成電路等。通過(guò)使用所生成的定時(shí)信號(hào)(TXl?TX4和RSl?RS4等)控制傳送晶體管203和復(fù)位晶體管205，可以進(jìn)行光電二極管202中的電荷的復(fù)位或讀出等，從而使得可以控制電荷累積時(shí)間段。盡管圖2僅示出四個(gè)像素，但應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)際上，二維配置有采用像素單元201作為像素單位的多個(gè)像素。
[0043]在本實(shí)施例中，二維配置的這些像素包括正常攝像像素和相位差A(yù)F像素(焦點(diǎn)檢測(cè)像素)這兩者。為了在攝像面中執(zhí)行相位差A(yù)F，如圖3A所示，與正常攝像像素相比，相位差A(yù)F像素在ALl層中所具有的開口受到更多限制，并且穿過(guò)微透鏡的出射光瞳偏移。結(jié)果，相位差A(yù)F像素接收到穿過(guò)攝像鏡筒31中所包括的透鏡的不同出射光瞳區(qū)域的一對(duì)光束。圖3B是示出圖像傳感器5的光接收面中的與開口相對(duì)應(yīng)的光接收區(qū)域(即，光經(jīng)由開口入射的區(qū)域)的示例的圖。為了獲得基準(zhǔn)圖像(A圖像)和比較圖像(B圖像)，分別在相對(duì)側(cè)設(shè)置開口。存在相位差A(yù)F像素的開口率下降為攝像像素的開口率的約1/4的情況，并且在已對(duì)曝光條件進(jìn)行了設(shè)置以使得IXDlO中所顯示的圖像的亮度適當(dāng)(在預(yù)定范圍內(nèi))的情況下，相位差A(yù)F像素的曝光量將大大不足。
[0044]水平掃描電路209包括移位寄存器(未示出)、列放大器電路210、信號(hào)輸出選擇開關(guān)211和向著外部的輸出所用的輸出電路(未示出)等?？梢酝ㄟ^(guò)經(jīng)由來(lái)自傳感器驅(qū)動(dòng)器17的信號(hào)改變列放大器電路210的設(shè)置來(lái)放大從像素所讀出的信號(hào)。
[0045]相位差A(yù)F像素和攝像像素例如如圖4所示進(jìn)行配置。圖4中的“A”所表示的像素是相位差A(yù)F像素中的形成基準(zhǔn)圖像的像素，“B”所表示的像素是相位差A(yù)F像素中的形成比較圖像的像素，并且其余像素是攝像像素。
[0046]接著，將說(shuō)明使用具有上述結(jié)構(gòu)的攝像設(shè)備I在正常攝像期間所執(zhí)行的操作。圖5是示出根據(jù)第一實(shí)施例的在獲得正常圖像時(shí)垂直掃描電路206所生成的信號(hào)的時(shí)序圖。
[0047]首先，在TXl信號(hào)和RSl信號(hào)這兩者變?yōu)楦叩那闆r下，傳送晶體管203和復(fù)位晶體管205變?yōu)閷?dǎo)通，并且光電二極管202中的電荷被復(fù)位。在該復(fù)位之后，在TXl信號(hào)變?yōu)榈偷那闆r下，開始電荷累積。在之后經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間段的情況下，TXl信號(hào)再次變?yōu)楦?，并且光電二極管202中累積的電荷經(jīng)由傳送晶體管203被讀出至信號(hào)放大器204。從TXl信號(hào)變?yōu)榈推鹬钡絋Xl信號(hào)變?yōu)楦邽橹沟臅r(shí)間用作電荷累積時(shí)間段(快門速度)。在TG16所設(shè)置的條件下，根據(jù)預(yù)定順序(在圖5所示的示例中，按從TXl到TX4以及從RSl到RS4的順序)順次執(zhí)行該操作。根據(jù)來(lái)自信號(hào)放大器204的信號(hào)來(lái)生成圖像信號(hào)，并且經(jīng)由水平掃描電路209輸出該圖像信號(hào)。該操作也在TG16所設(shè)置的條件下執(zhí)行。
[0048]在本實(shí)施例中，攝像設(shè)備I中所設(shè)置的圖像傳感器5是CMOS圖像傳感器。因此，根據(jù)垂直掃描電路206中的移位寄存器的設(shè)置，可以選擇按何種順序驅(qū)動(dòng)給定行的傳送晶體管203 ;此外，可以重復(fù)選擇同一行并從該行讀出信號(hào)。此外，根據(jù)水平掃描電路209中的移位寄存器的設(shè)置，可以通過(guò)使某個(gè)列的選擇開關(guān)211進(jìn)行工作，來(lái)從要讀出的行的信號(hào)中選擇將開始該列的信號(hào)輸出。通過(guò)該操作，可以指定要從畫面內(nèi)的哪些像素中按何種順序讀出信號(hào)。
[0049]圖6示出電荷累積時(shí)間段和將所累積的電荷作為圖像讀出的定時(shí)?；赥G16和傳感器驅(qū)動(dòng)器17所生成的垂直同步信號(hào)來(lái)執(zhí)行曝光和信號(hào)讀出。
[0050]接著，將參考圖7?12來(lái)說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的攝像設(shè)備I所進(jìn)行的攝像操作。圖7是示出攝像操作的主要流程的流程圖；在攝像設(shè)備I的主電源開關(guān)接通、并且將攝像設(shè)備I的操作模式設(shè)置為攝像(記錄)模式的情況下，能夠通過(guò)向圖像傳感器5等供給電源來(lái)進(jìn)行攝像，之后執(zhí)行攝像操作。
[0051]首先，在步驟SI中，CPU15設(shè)置圖像傳感器5的驅(qū)動(dòng)模式，從而并行地執(zhí)行IXDlO中的顯示所用的EVF顯示和相位差A(yù)F。圖8示出該驅(qū)動(dòng)模式所用的時(shí)序圖。在該驅(qū)動(dòng)模式中，將針對(duì)EVF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)這兩者的來(lái)自圖像傳感器5的讀出速率最大設(shè)置為約60fps。
[0052]如上所述，相位差A(yù)F像素與攝像像素相比具有較小的開口率。因此，在本第一實(shí)施例中，在不同的曝光條件下對(duì)相位差A(yù)F像素和攝像像素進(jìn)行曝光，并且大致同時(shí)讀出來(lái)自相位差A(yù)F像素的圖像信號(hào)和來(lái)自攝像像素的圖像信號(hào)。更具體地，如圖8所示，將用于獲得相位差A(yù)F用圖像信號(hào)的電荷累積時(shí)間段設(shè)置得比用于獲得EVF用圖像信號(hào)的電荷累積時(shí)間段長(zhǎng)。結(jié)果，用于執(zhí)行相位差A(yù)F操作的信號(hào)的讀出速率變慢。為了實(shí)現(xiàn)此，針對(duì)每?jī)尚性O(shè)置用于分別獲得EVF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)的曝光條件，并且針對(duì)來(lái)自圖像傳感器5的復(fù)位和輸出傳送設(shè)置不同的定時(shí)。在步驟S2的AE處理期間進(jìn)行實(shí)際的曝光條件設(shè)置。
[0053]需要通過(guò)考慮到對(duì)于用戶觀看被攝體的能力而言最佳的曝光量、平搖和針對(duì)被攝體移動(dòng)的追蹤等來(lái)確定EVF圖像所用的曝光條件。另一方面，考慮到對(duì)于相位差A(yù)F而言最佳的曝光量、AF時(shí)間段、AF時(shí)間段內(nèi)的被攝體移動(dòng)和照相機(jī)抖動(dòng)對(duì)AF的影響等來(lái)確定相位差A(yù)F用圖像信號(hào)的曝光條件、特別是電荷累積時(shí)間段。如圖3A和3B所示，攝像像素和相位差A(yù)F像素具有不同的開口率，并且在遠(yuǎn)離圖像傳感器5的中心的位置處，由于從攝像鏡筒31的出射光瞳入射的光束發(fā)生傾斜而導(dǎo)致入射光量下降。因此，相位差A(yù)F像素與攝像像素相比需要開口率的百分比以上的較大曝光量(例如，約4倍以上的曝光量)。
[0054]這里，將使用圖9來(lái)詳細(xì)說(shuō)明步驟S2中所執(zhí)行的根據(jù)第一實(shí)施例的AE處理。首先，在步驟S21中，參考AE處理電路13基于通過(guò)攝像所獲得的圖像數(shù)據(jù)所計(jì)算出的AE評(píng)價(jià)值，將用于實(shí)現(xiàn)適當(dāng)曝光量的光圈值、放大率和電荷累積時(shí)間段的組合確定作為EVF圖像用曝光條件。此時(shí)，在慢的快門速度側(cè)的極限為1/8秒、并且以基于圖像傳感器5的性能等所確定的最小電荷累積時(shí)間段作為快的快門速度側(cè)的極限的情況下，設(shè)置EVF圖像用電荷累積時(shí)間段。通過(guò)調(diào)整列放大器電路210的值來(lái)設(shè)置放大率。使用被稱為“程序線圖”的方法來(lái)確定這些值，其中在該方法中，一旦測(cè)量到被攝體的亮度，則整體確定光圈值、放大率和電荷累積時(shí)間段。例如，在日本特開2000-78461和日本特開平4-70632等中公開了其詳情，因而這里將不進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0055]接著，在步驟S22中，利用AE處理電路13基于使用所設(shè)置的曝光條件所獲得的圖像數(shù)據(jù)來(lái)再次計(jì)算AE評(píng)價(jià)值，并且在步驟S23中，基于所計(jì)算出的AE評(píng)價(jià)值來(lái)再次確定適當(dāng)?shù)钠毓鈼l件。然后，在步驟S24中，判斷再次設(shè)置的曝光條件和先前設(shè)置的曝光條件之間的差是否在預(yù)定范圍內(nèi)。在該差不在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下，處理返回至步驟S22，并且重復(fù)用于確定曝光條件的處理，直到該差落在預(yù)定范圍內(nèi)為止。
[0056]在曝光條件之間的差在預(yù)定范圍內(nèi)的情況下(步驟S24中為“是”)，處理進(jìn)入從步驟S25起繼續(xù)執(zhí)行的、用于確定相位差A(yù)F用曝光條件的處理。然而，由于相位差A(yù)F用曝光條件中的光圈值與EVF用曝光條件中的光圈值相同，因此再次確定電荷累積時(shí)間段和放大率。
[0057]首先，在步驟S25中，求出相位差A(yù)F用的電荷累積時(shí)間段和放大率。利用AE處理電路13基于從開口率較高的攝像像素所輸出的圖像信號(hào)、或者換句話說(shuō)基于EVF用圖像數(shù)據(jù)來(lái)求出AE評(píng)價(jià)值。如此，如果求出了對(duì)于EVF圖像而言最佳的電荷累積時(shí)間段，則可以通過(guò)將開口率的百分比乘以由于針對(duì)中心像素的像高而產(chǎn)生的入射光的減光量的比來(lái)獲得該值的倒數(shù)倍。例如，如果開口率為1/3并且減光量為0.8倍，則將曝光量設(shè)置為3.75倍，而如果開口率為1/4并且減光量為0.8倍，則將曝光量設(shè)置為5倍。
[0058]該減光量依賴于由于像高而產(chǎn)生的入射光束的入射角度，因而是攝像鏡筒31的出射光瞳距離、像高和執(zhí)行相位差A(yù)F時(shí)的光圈值的函數(shù)。如此，在使用整個(gè)畫面執(zhí)行相位差A(yù)F的情況下，使用平均值，但在諸如用戶選擇了畫面中的用于進(jìn)行焦點(diǎn)檢測(cè)的位置(AF點(diǎn))的情況等的、相位差A(yù)F所用的區(qū)域(焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域)局限于畫面的一部分的情況下，針對(duì)該區(qū)域計(jì)算減光量。
[0059]然后，如前面所述，基于開口率的百分比和所計(jì)算出的減光量來(lái)改變電荷累積時(shí)間段并設(shè)置放大率。在以EVF圖像顯示所用的更新時(shí)間段(周期)作為慢的快門速度側(cè)的極限的情況下設(shè)置電荷累積時(shí)間段，使得相位差A(yù)F所需的時(shí)間不會(huì)變長(zhǎng)。同樣，在以基于圖像傳感器5的性能等所確定的最小電荷累積時(shí)間段作為快的快門速度側(cè)的極限的情況下設(shè)置電荷累積時(shí)間段。此外，由于需要考慮到因照相機(jī)抖動(dòng)所引起的AF精度的下降，因此在焦距大于預(yù)定值的情況下，根據(jù)焦距來(lái)減小上限值。
[0060]在通過(guò)取EVF圖像所用的最佳電荷累積時(shí)間段的倒數(shù)倍所獲得的電荷累積時(shí)間段比上限值長(zhǎng)的情況下，將EVF圖像顯示所用的更新時(shí)間段設(shè)置為電荷累積時(shí)間段，并且通過(guò)放大信號(hào)來(lái)對(duì)不足的曝光量進(jìn)行補(bǔ)償。例如，在EVF圖像顯示所用的更新時(shí)間段為1/8秒并且所計(jì)算出的電荷累積時(shí)間段為1/4秒的情況下，將電荷累積時(shí)間段設(shè)置為1/8秒，并且將信號(hào)放大2倍。如上所述，通過(guò)調(diào)整列放大器電路210的值來(lái)設(shè)置放大率。然而，從信號(hào)的SN比的觀點(diǎn)，對(duì)放大率的設(shè)置存在極限；因而在即使當(dāng)EVF圖像顯示所用的更新時(shí)間段設(shè)置為電荷累積時(shí)間段并且放大率設(shè)置為該極限時(shí)、曝光量也不足的情況下，即使電荷累積時(shí)間段變得比上限值長(zhǎng)，也響應(yīng)于該不足的曝光量而延長(zhǎng)電荷累積時(shí)間段。
[0061]接著，在步驟S26中，判斷在步驟S25中所求出的曝光條件下進(jìn)行攝像的情況下、在相位差A(yù)F像素中是否存在飽和像素。飽和對(duì)相位差A(yù)F產(chǎn)生不利影響，因而需要對(duì)曝光條件進(jìn)行微調(diào)整，使得相位差A(yù)F像素沒有發(fā)生飽和。在不存在飽和像素的情況下，使用步驟S23中所求出的曝光條件作為EVF用曝光條件，相反則采用步驟S25中所求出的電荷累積時(shí)間段和放大率以及步驟S23中所求出的光圈值作為相位差A(yù)F用曝光條件，并且處理返回至圖7所示的處理。
[0062]可以根據(jù)在獲得AE評(píng)價(jià)值的時(shí)間點(diǎn)處從相位差A(yù)F像素輸出的信號(hào)和開口率的百分比來(lái)判斷是否存在飽和像素。首先，求出在獲得AE評(píng)價(jià)值的時(shí)間點(diǎn)處從相位差A(yù)F像素輸出的信號(hào)的最大值，并且如上所述乘以倒數(shù)值。如果由此得到的積表現(xiàn)為超過(guò)飽和值，則可以假定在通過(guò)迄今為止所執(zhí)行的過(guò)程所確定的曝光條件下，從相位差A(yù)F像素輸出的信號(hào)將發(fā)生飽和。這是因?yàn)?，如上所述，在EVF用曝光條件下計(jì)算出AE評(píng)價(jià)值，并且將該值的倒數(shù)倍用于相位差A(yù)F用曝光條件。在存在飽和像素的情況下，在步驟S27中調(diào)整電荷累積時(shí)間段和放大率。首先，采用通過(guò)以下公式所求出的、將步驟S23中所求出的EVF用電荷累積時(shí)間段乘以系數(shù)I所得的結(jié)果作為相位差A(yù)F用電荷累積時(shí)間段。
[0063]系數(shù)I =(飽和值)+ (EVF用曝光條件下的相位差A(yù)F用圖像信號(hào)的最大值)
[0064]在已求出的電荷累積時(shí)間段比上限值長(zhǎng)的情況下，將EVF圖像顯示用更新時(shí)間段取為電荷累積時(shí)間段，并且通過(guò)乘以信號(hào)來(lái)對(duì)不足的曝光量進(jìn)行補(bǔ)償。例如，在EVF圖像顯示所用的更新時(shí)間段為1/8秒并且所計(jì)算出的電荷累積時(shí)間段為1/4秒的情況下，將電荷累積時(shí)間段設(shè)置為1/8秒，并且將信號(hào)放大2倍。通過(guò)調(diào)整列放大器電路210的值來(lái)設(shè)置放大率。然而，從信號(hào)的SN比的觀點(diǎn)，對(duì)放大率的設(shè)置存在極限；因而在即使當(dāng)EVF圖像顯示所用的更新時(shí)間段設(shè)置為電荷累積時(shí)間段并且放大率設(shè)置為該極限時(shí)、曝光量也不足的情況下，即使電荷累積時(shí)間段變得比上限值長(zhǎng)，也響應(yīng)于該不足的曝光量而延長(zhǎng)電荷累積時(shí)間段。
[0065]注意，針對(duì)正常被攝體執(zhí)行上述的用于確定相位差A(yù)F用電荷累積時(shí)間段的方法，并且在針對(duì)諸如照明源、天體、日落和日出等的作為點(diǎn)光源的被攝體執(zhí)行AF的情況下，不必通過(guò)倒數(shù)倍求出電荷累積時(shí)間段。這些被攝體發(fā)生飽和，因而在通過(guò)已知方法(例如，日本特開2011-150281所公開的方法)確定了點(diǎn)光源被攝體的情況下，將曝光條件設(shè)置為與EVF圖像所使用的曝光條件相同的曝光條件。判斷在這些曝光條件下是否存在飽和像素，并且在存在飽和像素的情況下，在步驟S27中調(diào)整電荷累積時(shí)間段和放大率。然后處理進(jìn)入圖7的步驟S3，其中在該步驟S3中，采用步驟S27中調(diào)整后的電荷累積時(shí)間段和放大率以及步驟S23中所求出的光圈值作為相位差A(yù)F用曝光條件。
[0066]一旦設(shè)置了曝光條件，則在步驟S3中，在所確定的曝光條件下進(jìn)行攝像，并且將由攝像像素形成的圖像作為圖像顯示在IXDlO中。這里，如圖8所示對(duì)TX信號(hào)和RS信號(hào)進(jìn)行控制。圖8是示出為了獲得EVF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)而利用垂直掃描電路206所生成的信號(hào)的時(shí)序圖。
[0067]通過(guò)根據(jù)圖8的時(shí)序圖所示的定時(shí)驅(qū)動(dòng)圖像傳感器5，可以在不同的曝光條件下以不同的讀出速率大致同時(shí)獲得EVF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)此，針對(duì)每?jī)尚性O(shè)置用于分別獲得EVF圖像和相位差A(yù)F用信號(hào)的曝光條件，并且針對(duì)來(lái)自圖像傳感器5的復(fù)位和輸出傳送設(shè)置不同的定時(shí)。
[0068]換句話說(shuō)，對(duì)于EVF用信號(hào)和相位差A(yù)F用信號(hào)這兩者，在TX信號(hào)和RS信號(hào)變?yōu)楦叩那闆r下，各像素的光電二極管202的電荷被復(fù)位，并且開始曝光。在TG16所設(shè)置的條件下，在像素單元201中按照預(yù)定順序順次執(zhí)行該操作。之后，在用于獲得EVF圖像的行中，在經(jīng)過(guò)了步驟S2中所確定的EVF用電荷累積時(shí)間段之后，TXl信號(hào)和TX2信號(hào)順次變?yōu)楦?，并且光電二極管202的電荷被讀出至信號(hào)放大器204。經(jīng)由水平掃描電路209輸出所讀出的信號(hào)，并且獲得了 EVF用圖像信號(hào)。
[0069]之后，TX1、RS1、TX2和RS2信號(hào)再次順次變?yōu)楦?，并且EVF所用的行被復(fù)位。重復(fù)該操作從而獲得EVF用圖像信號(hào)。注意，在圖8所示的示例中，在一個(gè)垂直同步時(shí)間段內(nèi)，讀出三次EVF用圖像信號(hào)并且讀出一次相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。在這種情況下，丟棄所讀出的三個(gè)EVF用圖像信號(hào)中的兩個(gè)EVF用圖像信號(hào)?？梢允褂米詈笞x出的EVF用圖像信號(hào)來(lái)進(jìn)行IXDlO中的EVF顯示，從而大致同時(shí)讀出EVF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。此夕卜，可以對(duì)TX1、TX2、RS1和RS2信號(hào)的定時(shí)進(jìn)行控制，以使得在一個(gè)垂直同步時(shí)間段內(nèi)僅讀出一次EVF用圖像信號(hào)。將基于這樣所獲得的圖像信號(hào)的EVF圖像顯示在IXDlO中。
[0070]同樣，為了獲得相位差A(yù)F用圖像信號(hào)，在經(jīng)過(guò)了步驟S2中所確定的相位差A(yù)F用電荷累積時(shí)間段之后，TX3信號(hào)和TX4信號(hào)順次變?yōu)楦?，并且光電二極管202的電荷被讀出至信號(hào)放大器204。通過(guò)水平掃描電路209輸出所讀出的圖像信號(hào)，并且獲得相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。
[0071]接著，在步驟S4中，檢查釋放開關(guān)的狀態(tài)。在CPU15確認(rèn)為用戶操作了釋放開關(guān)并且SWl為接通的情況下，處理進(jìn)入步驟S5，其中在該步驟S5中，執(zhí)行相位差A(yù)F處理。后面將說(shuō)明該處理。
[0072]如果在步驟S6中判斷為相位差A(yù)F處理得到了聚焦場(chǎng)景，則處理進(jìn)入步驟S9，其中在該步驟S9中，執(zhí)行AF OK(確定)顯示。這里，例如，執(zhí)行用于使LED29點(diǎn)亮或者在IXDlO中顯示綠色框等的處理。另一方面，在步驟S6中判斷為場(chǎng)景沒有聚焦的情況下，處理進(jìn)入步驟S7，其中在該步驟S7中，圖像傳感器5的驅(qū)動(dòng)定時(shí)如圖11所示改變。注意，光圈沒有改變。
[0073]在步驟S7中，增加用于獲得基于掃描的AF圖像信號(hào)的幀頻，從而使后面將說(shuō)明的步驟S8中所執(zhí)行的基于掃描的AF處理高速化。增加幀頻縮短了電荷累積時(shí)間段，因而通過(guò)使放大率增大相應(yīng)量來(lái)確保充足的信號(hào)水平。然而，如果放大率過(guò)高，則無(wú)法確保良好的基于掃描的AF結(jié)果，因而針對(duì)放大率設(shè)置上限，并且在相應(yīng)的放大率超過(guò)該上限的情況下，將放大率設(shè)置為該上限并且調(diào)整電荷累積時(shí)間段從而確保適當(dāng)?shù)钠毓饬?。同樣，在這種情況下，電荷累積時(shí)間段比圖8示出的驅(qū)動(dòng)定時(shí)所表示的電荷累積時(shí)間段短。
[0074]例如，在將放大率的上限設(shè)置為5級(jí)、EVF圖像所用的最佳電荷累積時(shí)間段為1/30秒、并且放大率為O的情況下，如果將放大率設(shè)置為2級(jí)，則基于掃描的AF用電荷累積時(shí)間段將為1/120秒。然而，在由于低照度而導(dǎo)致EVF圖像所用的最佳電荷累積時(shí)間段為1/30秒并且放大率為4級(jí)的情況下，如果將放大率的上限設(shè)置為5級(jí)，則基于掃描的AF用電荷累積時(shí)間段將為1/60秒。注意，在基于掃描的AF處理期間，使用EVF像素作為基于掃描的AF像素。
[0075]然后，在步驟S8中執(zhí)行基于掃描的AF處理。注意，后面將參考圖11和12來(lái)詳細(xì)說(shuō)明基于掃描的AF處理。另一方面，在基于掃描的AF處理結(jié)束時(shí)，將圖像傳感器5的驅(qū)動(dòng)定時(shí)恢復(fù)為圖8所示的驅(qū)動(dòng)定時(shí)。如果基于掃描的AF處理的結(jié)果表示場(chǎng)景聚焦，則處理進(jìn)入步驟S9并且執(zhí)行AF OK顯示。
[0076]然而，在步驟S8中判斷為場(chǎng)景沒有聚焦的情況下，處理進(jìn)入步驟S9并且執(zhí)行AFNG(否定)顯示。這里，例如，執(zhí)行用于使LED29閃爍并且同時(shí)在IXD中顯示黃色框等的處理。
[0077]在步驟SlO中，CPU15檢查SW2的狀態(tài)，并且如果SW2接通，則處理進(jìn)入步驟S11，其中在該步驟Sll中，執(zhí)行攝像；在攝像結(jié)束的情況下，這一系列攝像操作結(jié)束。
[0078]接著，將使用圖10來(lái)給出步驟S5中所執(zhí)行的、用于檢測(cè)聚焦位置的相位差A(yù)F處理的概述。如上所述，為了在不同的曝光條件下獲得EVF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)，針對(duì)每?jī)尚衼?lái)分別對(duì)EVF和相位差A(yù)F設(shè)置曝光條件。結(jié)果，在相位差A(yù)F處理期間還可以獲得EVF用圖像信號(hào)，因而將由于所獲得的EVF用圖像信號(hào)而產(chǎn)生的圖像顯示在LCDlO中。
[0079]首先，在步驟S501中，將從A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出的相位差A(yù)F用圖像信號(hào)記錄在相位差A(yù)F處理電路37的預(yù)定記錄區(qū)域中。然后，在步驟S502中，對(duì)所記錄的圖像進(jìn)行校正。如上所述，在本實(shí)施例中，在攝像面中配置有用于執(zhí)行相位差A(yù)F的像素。因此，不同于外部相位差A(yù)F，在成像面和傳感器之間無(wú)法配置對(duì)由于因像高而產(chǎn)生的光束的差異所引起的圖像失真進(jìn)行校正的場(chǎng)透鏡、用于限制入射到相位差A(yù)F用傳感器的光束的光瞳位置的光圈、以及用于遮蔽不必要的光束的掩模。因此，相位差A(yù)F信號(hào)針對(duì)各像素將具有不同的遮光和偏移，而需要對(duì)這些不同的遮光和偏移進(jìn)行校正。如此，相位差A(yù)F處理電路37承擔(dān)圖像校正功能和用于通過(guò)相關(guān)處理求出散焦量的功能。
[0080]該遮光將根據(jù)相對(duì)于光軸中心的像素的位置(即，像高)、攝像鏡頭的出射光瞳位置和光圈、像素中的開口部的位置而不同，并且這些因素各自具有圖像校正量；因而根據(jù)該因素來(lái)針對(duì)各相位差A(yù)F像素執(zhí)行圖像校正。此外，偏移將根據(jù)相位差A(yù)F像素的放大率和像素內(nèi)的開口部的位置、以及相位差A(yù)F像素的列放大器的特性而不同；這些因素各自具有圖像校正量，因而根據(jù)該因素來(lái)針對(duì)各相位差A(yù)F像素執(zhí)行圖像校正。注意，例如在日本特開2012-252280中可以找到該圖像校正方法的詳情，因而這里將省略其說(shuō)明。
[0081 ] 然后，在步驟S503中，重排校正后的相位差A(yù)F用圖像信號(hào)并且生成基準(zhǔn)圖像和比較圖像。例如，相位差A(yù)F像素如圖4所示進(jìn)行配置。
[0082]將附圖中的“A”和“B”所示的相位差A(yù)F像素的輸出記錄在相位差A(yù)F處理電路37中，并且讀出順序?yàn)椤癆” 一 “B” 一 “A” 一 “B”…，從而以“A” 一 “B”結(jié)束。將步驟S502中所執(zhí)行的圖像校正之后的輸出按相同順序記錄在相位差A(yù)F處理電路37的預(yù)定記錄區(qū)域中。因此，提取從“A”表示的構(gòu)成基準(zhǔn)圖像的像素所輸出的圖像信號(hào)，按所提取的順序排列這些圖像信號(hào)，并將這些圖像信號(hào)視為基準(zhǔn)圖像(A圖像)。同樣，提取從“B”表示的構(gòu)成比較圖像的像素所輸出的圖像信號(hào)，按所提取的順序排列這些圖像信號(hào)，并且將這些圖像信號(hào)視為比較圖像(B圖像)。
[0083]之后，在步驟S504中，設(shè)置執(zhí)行相關(guān)處理時(shí)所使用的初始值。然后，在步驟S505中，設(shè)置了初始值的相位差A(yù)F處理電路37根據(jù)公式(I)來(lái)執(zhí)行相關(guān)處理，并且求出基準(zhǔn)圖像(A圖像)和比較圖像(B圖像)之間的相關(guān)值。
[0084]Uk= Xmax (aj+1, bj+k)-Xmax (aj, bj+k+1)…(I)
[0085]這里,max (X，Y)表不將取X和Y中的較大一個(gè)。另一方面,k表不用于執(zhí)行相關(guān)處理的圖像偏移量，并且j表示用于執(zhí)行相關(guān)處理的像素?cái)?shù)；在步驟S504中對(duì)這些值進(jìn)行初始化。
[0086]然后，在步驟S506中，CPU15從相位差A(yù)F處理電路37獲得基準(zhǔn)圖像(A圖像)和比較圖像(B圖像)之間的相關(guān)值。如果在步驟S507中存在已臨時(shí)記錄的相關(guān)值，則判斷該相關(guān)值的符號(hào)是否相同；在符號(hào)相反的情況下、或者在所獲得的相關(guān)量為O的情況下，處理從步驟S507進(jìn)入步驟S511。
[0087]另一方面，在符號(hào)相同的情況下，在步驟S508中，利用臨時(shí)記錄的相關(guān)值來(lái)替換所獲得的相關(guān)值。在不存在臨時(shí)記錄的相關(guān)值的情況下，臨時(shí)記錄所獲得的相關(guān)值。然后，在步驟S509中，判斷偏移量是否達(dá)到用于求出相關(guān)值的處理的終端值。在該值沒有達(dá)到終端值的情況下，處理進(jìn)入步驟S520，其中在該步驟S520中，將偏移量k更新為k+Ι，之后處理返回至步驟S505。然而，在該值已達(dá)到終端值的情況下，處理進(jìn)入S510，其中在該步驟S510中，判斷為相位差A(yù)F失敗，之后處理結(jié)束。
[0088]在步驟S511中，計(jì)算相關(guān)量達(dá)到O所利用的偏移量。在一次偏移一個(gè)像素的同時(shí)執(zhí)行相關(guān)值計(jì)算，因而相位差A(yù)F處理電路37所計(jì)算出的相關(guān)量很少達(dá)到O。因此，根據(jù)符號(hào)不同的兩個(gè)相關(guān)量和這兩個(gè)相關(guān)量之間的偏移量來(lái)求出相關(guān)量將變?yōu)镺的偏移量。
[0089]在假定作為通過(guò)公式⑴計(jì)算相關(guān)量的結(jié)果、在K = I和K = 1+1之間相關(guān)量Uk的符號(hào)已反轉(zhuǎn)的情況下，如公式(2)所示，可以通過(guò)線性插值來(lái)求出相關(guān)量將變?yōu)镺的圖像偏移量δ。
[0090]δ = l+|ui|+ [|U1| + |U1+1|]...(2)
[0091]這里，|z|表示z的絕對(duì)值。
[0092]接著，在步驟S511中，如公式(3)所示，根據(jù)圖像偏移量δ來(lái)求出預(yù)測(cè)量P。
[0093]P= δ - Δ...(3)
[0094]這里，Λ表示聚焦時(shí)的圖像偏移量。然后，在步驟S512中，通過(guò)使用基于攝像鏡筒31的特性所確定的基線長(zhǎng)度，通過(guò)公式(4)根據(jù)預(yù)測(cè)量P來(lái)求出散焦量d(調(diào)焦透鏡組的移動(dòng)量和方向)，之后處理結(jié)束。
[0095]d = K.P...(4)
[0096]這里，K表示與調(diào)焦有關(guān)的靈敏度，并且是依賴于攝像鏡筒31的焦距、光圈4的值和像高的值；因此，在EEPR0M25中準(zhǔn)備采用這些值作為參數(shù)的表，并且通過(guò)參考該表來(lái)獲得該值。在步驟S512中求出了散焦量的情況下，處理返回至圖7所示的處理。
[0097]接著，將使用圖11和12來(lái)說(shuō)明圖7的步驟S8中所執(zhí)行的、用于檢測(cè)聚焦位置的基于掃描的AF處理。
[0098]注意，在以下說(shuō)明中，將用于在使調(diào)焦透鏡組3移動(dòng)的同時(shí)獲得AF評(píng)價(jià)值的操作稱為“掃描”，將獲得AF評(píng)價(jià)值的調(diào)焦透鏡組3的位置稱為“掃描位置”，并且將掃描位置之間的間隔稱為“掃描間隔”。此外，將用于獲得AF評(píng)價(jià)值的范圍(換句話說(shuō)，使調(diào)焦透鏡組3移動(dòng)的范圍)稱為“掃描范圍”。
[0099]在作為步驟S8中所設(shè)置的曝光條件下執(zhí)行基于掃描的AF的結(jié)果、可以調(diào)整焦點(diǎn)的情況下，將調(diào)焦透鏡組3控制為聚焦位置。相反，在無(wú)法執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整的情況下，將調(diào)焦透鏡組3控制為被稱為超焦距位置的調(diào)焦透鏡位置，其中在該超焦距位置處，調(diào)焦透鏡組3聚焦于景深的遠(yuǎn)側(cè)包括無(wú)限遠(yuǎn)的景深的最近位置。
[0100]在基于掃描的AF處理期間，根據(jù)圖11所示的時(shí)序圖中示出的定時(shí)來(lái)驅(qū)動(dòng)圖像傳感器5，但代替EVF用圖像信號(hào)而獲得基于掃描的AF用圖像信號(hào)。另一方面，相位差A(yù)F用圖像信號(hào)是在與步驟S5的相位差A(yù)F處理相同的曝光條件下所獲得的，并且是以不同的讀出速率與基于掃描的AF用圖像信號(hào)并行獲得的。為了實(shí)現(xiàn)此，針對(duì)每?jī)尚性O(shè)置用于分別獲得基于掃描的AF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)的曝光條件，并且針對(duì)來(lái)自圖像傳感器5的復(fù)位和輸出傳送設(shè)置不同的定時(shí)。然而，在基于掃描的AF處理中不使用相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。
[0101]另一方面，例如，在慢的快門速度側(cè)的極限為1/32秒、并且以基于圖像傳感器5的性能所確定的最小電荷累積時(shí)間段作為快的快門速度側(cè)的極限的情況下，設(shè)置基于掃描的AF所用的電荷累積時(shí)間段，并且通過(guò)參考步驟S3中所進(jìn)行的AE處理的結(jié)果來(lái)調(diào)整光圈和列放大器電路210的值，從而將曝光量設(shè)置為適當(dāng)量。盡管在基于掃描的AF期間、曝光對(duì)于EVF顯示而言可能不適當(dāng)，但可以通過(guò)使用通過(guò)對(duì)基于掃描的AF用圖像信號(hào)進(jìn)行相加和放大所獲得的信號(hào)來(lái)創(chuàng)建適合EVF顯示的圖像。注意，即使曝光對(duì)于EVF顯示而言可能不適當(dāng)，該處理也優(yōu)先基于掃描的AF性能。
[0102]在基于掃描的AF用電荷累積時(shí)間段比相位差A(yù)F用電荷累積時(shí)間段短的情況下，結(jié)果基于掃描的AF所用的讀出速率將增加。作為一個(gè)示例，基于掃描的AF用電荷累積時(shí)間段為1/128秒并且讀出速率為128FPS，而相位差A(yù)F圖像用電荷累積時(shí)間段為1/8秒并且讀出速率為8FPS。光圈4的值沒有改變。
[0103]一旦設(shè)置了曝光條件(電荷累積時(shí)間段)，則如圖11所示控制TX信號(hào)和RS信號(hào)。換句話說(shuō)，在基于掃描的AF所使用的攝像像素和相位差A(yù)F像素中，在TX信號(hào)和RS信號(hào)這兩者變?yōu)楦叩那闆r下，各像素的光電二極管202中的電荷被復(fù)位，并且在TX信號(hào)變?yōu)榈偷那闆r下，開始電荷累積。在TG16所設(shè)置的條件下，按照預(yù)定順序來(lái)順次執(zhí)行該操作。然后，在基于掃描的AF所用的行中，在經(jīng)過(guò)了預(yù)定的電荷累積時(shí)間段之后，TXl信號(hào)和TX2信號(hào)順次變?yōu)楦?；光電二極管202中的電荷被讀出至信號(hào)放大器204，經(jīng)由水平掃描電路209輸出該電荷，并且獲得了基于掃描的AF用圖像信號(hào)。之后，TX1、RS1、TX2、RS2信號(hào)再次順次變?yōu)楦撸⑶一趻呙璧腁F所用的行被復(fù)位。重復(fù)相同操作從而獲得基于掃描的AF用圖像信號(hào)。然后，在經(jīng)過(guò)了相位差A(yù)F用電荷累積時(shí)間段之后，TX3信號(hào)和TX4信號(hào)順次變?yōu)楦?，光電二極管202中的電荷被讀出至信號(hào)放大器204，經(jīng)由水平掃描電路209輸出該電荷，并且獲得了相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。然而，如上所述，在基于掃描的AF處理中，沒有使用所獲得的相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。
[0104]在已使調(diào)焦透鏡組3移動(dòng)至預(yù)定位置之后執(zhí)行這些操作，之后使用基于掃描的AF處理電路14來(lái)處理所獲得的圖像信號(hào)并且計(jì)算AF評(píng)價(jià)值。一旦獲得了 AF評(píng)價(jià)值，則使調(diào)焦透鏡組3移動(dòng)至下一掃描位置，并且通過(guò)相同操作來(lái)獲得AF評(píng)價(jià)值。
[0105]這里將使用圖12來(lái)說(shuō)明AF掃描操作的詳情。如上所述，通過(guò)求出調(diào)焦透鏡組3的如下位置來(lái)執(zhí)行基于掃描的AF，其中在該位置處，在從圖像傳感器5中針對(duì)每?jī)尚兴O(shè)置的基于掃描的AF像素輸出的圖像信號(hào)中所提取的高頻成分的量變?yōu)樽畲蟆?br> [0106]CPU15經(jīng)由對(duì)調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的第二馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路19控制調(diào)焦驅(qū)動(dòng)馬達(dá)22。據(jù)此，使調(diào)焦透鏡組3從與遠(yuǎn)端相對(duì)應(yīng)的位置(圖12中的“A”)移動(dòng)至與針對(duì)各攝像模式所設(shè)置的近端相對(duì)應(yīng)的位置(圖12中的“B”)。在該移動(dòng)期間獲得基于掃描的AF處理電路14的輸出(AF評(píng)價(jià)值信號(hào))。根據(jù)在調(diào)焦透鏡組3的移動(dòng)結(jié)束的時(shí)間點(diǎn)處所獲得的AF評(píng)價(jià)值信號(hào)來(lái)求出AF評(píng)價(jià)值信號(hào)最大的位置(圖12中的“C”)，然后使調(diào)焦透鏡組3移動(dòng)至該位置。
[0107]按預(yù)定的掃描間隔而不是在調(diào)焦透鏡組3可以停止的所有停止位置處執(zhí)行來(lái)自基于掃描的AF處理電路14的輸出的獲得，從而使基于掃描的AF高速化。在這種情況下，可以在圖12所示的點(diǎn)al、a2和a3處獲得AF評(píng)價(jià)值信號(hào)。在這種情況下，使用AF評(píng)價(jià)值信號(hào)是最大值的點(diǎn)以及該點(diǎn)前后的點(diǎn)，通過(guò)插值處理來(lái)求出聚焦位置C。在通過(guò)這種插值求出AF評(píng)價(jià)值信號(hào)最大的點(diǎn)(圖12中的“C”)之前，評(píng)價(jià)AF評(píng)價(jià)值信號(hào)的可靠性。日本專利04235422和日本專利04185741公開了這種方法的具體示例，因而這里將省略針對(duì)該方法的說(shuō)明。
[0108]在AF評(píng)價(jià)值的可靠性足夠的情況下，求出AF評(píng)價(jià)值信號(hào)最大的點(diǎn)，并且在圖7的步驟S9中執(zhí)行AF OK顯示。然而，在可靠性不夠的情況下，不執(zhí)行用于求出AF評(píng)價(jià)值信號(hào)最大的點(diǎn)的處理，并且在圖7的步驟S9中執(zhí)行AFNG顯示。
[0109]注意，在本實(shí)施例中慢的快門速度側(cè)的極限時(shí)間僅是一個(gè)示例，并且如果圖像傳感器5的特性和攝像光學(xué)系統(tǒng)的特性等不同，則可以使用不同的值。
[0110]盡管本第一實(shí)施例說(shuō)明了設(shè)置一個(gè)AF區(qū)域(焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域)的情況，但可以通過(guò)針對(duì)多個(gè)AF區(qū)域各自重復(fù)相同的處理來(lái)應(yīng)對(duì)這多個(gè)AF區(qū)域。
[0111]此外，盡管上述第一實(shí)施例說(shuō)明了使用緊挨在SWl接通之后所讀出的信號(hào)來(lái)進(jìn)行相位差A(yù)F處理，但可以連續(xù)記錄步驟S3中執(zhí)行IXD顯示時(shí)所獲得的相位差A(yù)F信號(hào)，并且可以使用緊挨SWl接通之前所獲得的信號(hào)來(lái)進(jìn)行相位差A(yù)F處理。
[0112]此外，在諸如用戶選擇了畫面中的用于檢測(cè)聚焦位置的位置(AF位置)的情況等的、已將要執(zhí)行相位差A(yù)F的區(qū)域限制為畫面的一部分的情況下，可以僅從該區(qū)域讀出相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。據(jù)此，可以縮短獲得用于執(zhí)行相位差A(yù)F的圖像信號(hào)所需的時(shí)間。此外，在讀出了僅來(lái)自該區(qū)域的圖像信號(hào)之后，可以在設(shè)置時(shí)間段內(nèi)停止圖像傳感器5的驅(qū)動(dòng)，從而省電。
[0113]根據(jù)如迄今為止所述的本第一實(shí)施例，可以通過(guò)針對(duì)與攝像像素相比開口率較小的相位差A(yù)F像素設(shè)置適當(dāng)?shù)钠毓饬縼?lái)實(shí)現(xiàn)更加正確的焦點(diǎn)調(diào)整，并且可以通過(guò)針對(duì)顯示裝置中所顯示的圖像設(shè)置適當(dāng)曝光的曝光量來(lái)實(shí)現(xiàn)被攝體的可視性的提高。
[0114]另一方面，傳統(tǒng)上已對(duì)來(lái)自多個(gè)幀的輸出進(jìn)行了相加從而對(duì)相位差A(yù)F像素中的不足曝光量進(jìn)行補(bǔ)償，在本實(shí)施例中可以使用從一個(gè)幀所獲得的信息來(lái)執(zhí)行正確的焦點(diǎn)調(diào)整，因而可以縮短獲得相位差A(yù)F彳目息所需的時(shí)間。
[0115]第二實(shí)施例
[0116]接著，將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，IXDlO中所顯示的EVF用圖像信號(hào)、基于掃描的AF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)這三個(gè)信號(hào)是在不同的曝光條件下獲得的，并且是以不同的讀出速率獲得的。這點(diǎn)不同于第一實(shí)施例，在第一實(shí)施例中，EVF用圖像信號(hào)或基于掃描的AF用圖像信號(hào)與相位差A(yù)F用圖像信號(hào)這兩個(gè)信號(hào)是在不同的曝光條件下獲得的，并且是大致同時(shí)獲得的。
[0117]為了實(shí)現(xiàn)此，在第二實(shí)施例中，針對(duì)每?jī)尚蟹謩e設(shè)置EVF用圖像信號(hào)、基于掃描的AF用圖像信號(hào)和相位差A(yù)F用圖像信號(hào)所用的曝光條件，并且針對(duì)來(lái)自圖像傳感器5的復(fù)位和輸出傳送設(shè)置不同的定時(shí)。
[0118]在第二實(shí)施例中，例如，像素如圖13所示進(jìn)行配置。圖13中的“A”所表示的像素是相位差A(yù)F像素中的形成基準(zhǔn)圖像(A圖像)的像素，“B”所表示的像素是相位差A(yù)F像素中的形成比較圖像(B圖像)的像素，并且其余像素是攝像像素。在攝像像素中，使用上兩行來(lái)進(jìn)行基于掃描的AF，并且使用下兩行來(lái)進(jìn)行EVF。
[0119]注意，除像素的配置以外，攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例所述的結(jié)構(gòu)相同，因而這里將省略針對(duì)該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說(shuō)明。
[0120]在本第二實(shí)施例中，根據(jù)圖14的時(shí)序圖所示的定時(shí)來(lái)驅(qū)動(dòng)圖像傳感器5。首先，在EVF像素、基于掃描的AF像素和相位差A(yù)F像素中，在TX信號(hào)和RS信號(hào)這兩者變?yōu)楦叩那闆r下，各像素中的光電二極管202的電荷被復(fù)位，并且在TX信號(hào)變?yōu)榈偷那闆r下，開始電荷累積。在TG16所設(shè)置的條件下順次執(zhí)行該操作。
[0121]在基于掃描的AF所用的行中經(jīng)過(guò)了預(yù)定的電荷累積時(shí)間段的情況下，TX5信號(hào)和TX6信號(hào)順次變?yōu)楦?，并且光電二極管202中所累積的電荷經(jīng)由傳送晶體管203被讀出至信號(hào)放大器204。經(jīng)由水平掃描電路209輸出所讀出的電荷，并且獲得了基于掃描的AF用圖像信號(hào)。之后，TX5、RS5、TX6、RS6信號(hào)再次順次變?yōu)楦?，并且基于掃描的AF所用的行被復(fù)位。重復(fù)該操作從而獲得基于掃描的AF用圖像信號(hào)。
[0122]同樣，在經(jīng)過(guò)了預(yù)定的EVF用電荷累積時(shí)間段的情況下，TXl信號(hào)和TX2信號(hào)順次變?yōu)楦?，并且光電二極管202中所累積的電荷經(jīng)由傳送晶體管203被讀出至信號(hào)放大器204。經(jīng)由水平掃描電路209輸出所讀出的電荷，并且獲得了 EVF用圖像信號(hào)。之后，TXl、RSU TX2、RS2信號(hào)再次順次變?yōu)楦?，并且EVF所用的行被復(fù)位。重復(fù)該操作從而獲得EVF用圖像信號(hào)。注意，在圖14所示的示例中，與第一實(shí)施例相同，在一個(gè)垂直同步時(shí)間段內(nèi)讀出三次EVF用圖像信號(hào)；將這些圖像信號(hào)其中之一顯示在IXDlO中，并且丟棄其它信號(hào)。
[0123]同樣，在經(jīng)過(guò)了預(yù)定的相位差A(yù)F用電荷累積時(shí)間段的情況下，TX3信號(hào)和TX4信號(hào)順次變?yōu)楦?，并且光電二極管202中所累積的電荷經(jīng)由傳送晶體管203被讀出至信號(hào)放大器204，然后經(jīng)由水平掃描電路209輸出。這樣獲得了相位差A(yù)F用圖像信號(hào)。
[0124]以與第一實(shí)施例相同的方式，根據(jù)圖7所示的過(guò)程來(lái)執(zhí)行使用從這樣驅(qū)動(dòng)的圖像傳感器5所輸出的信號(hào)的操作。然而，在第二實(shí)施例中，存在基于掃描的AF像素，因而不執(zhí)行步驟S7的處理(改變傳感器驅(qū)動(dòng)定時(shí))。另一方面，用于確定獲得各信號(hào)所用的曝光條件的方法與第一實(shí)施例相同。通過(guò)在所確定的曝光條件下執(zhí)行相位差A(yù)F處理和基于掃描的AF處理來(lái)求出聚焦位置。
[0125]該處理的具體詳情與第一實(shí)施例相同。
[0126]根據(jù)如上所述的本第二實(shí)施例，可以獲得與第一實(shí)施例的效果相同的效果；此外，由于可以并行地獲得EVF、基于掃描的AF和相位差A(yù)F所用的圖像信號(hào)，因此不必切換驅(qū)動(dòng)方法，從而使得可以更加快速地調(diào)整焦點(diǎn)。
[0127]此外，通過(guò)執(zhí)行基于掃描的AF并且在SWl接通之前獲得大致聚焦位置，可以縮短在SWl接通之后攝像準(zhǔn)備所需的時(shí)間量。
[0128]盡管第一實(shí)施例和第二實(shí)施例說(shuō)明了緊湊型數(shù)字照相機(jī)作為示例，但本發(fā)明還可應(yīng)用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和數(shù)字單鏡頭反光照相機(jī)的實(shí)時(shí)取景期間所執(zhí)行的AF，并且可應(yīng)用于使用移動(dòng)終端的照相機(jī)功能時(shí)等的AF。
[0129]第三實(shí)施例
[0130]接著，將說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于:如圖15所示，在圖像傳感器5中配置有相位差A(yù)F像素。在第三實(shí)施例中，在各行中每隔一列配置有相位差A(yù)F像素，并且在連續(xù)行中沒有配置相位差A(yù)F像素。圖15中的“A”所表示的像素是相位差A(yù)F像素中的形成基準(zhǔn)圖像(A圖像)的像素，“B”所表示的像素是相位差A(yù)F像素中的形成比較圖像(B圖像)的像素，并且其余像素是攝像像素。注意，除像素的配置以外，攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例所述的結(jié)構(gòu)相同，因而這里將省略針對(duì)該結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說(shuō)明。
[0131]在第三實(shí)施例中，根據(jù)圖8的時(shí)序圖所示的定時(shí)來(lái)驅(qū)動(dòng)如上所述構(gòu)成的圖像傳感器5。這里，利用圖8中的RS3、TX3、RS4和TX4信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)包含相位差A(yù)F像素的行。該驅(qū)動(dòng)以交替方式設(shè)置EVF所用的行和相位差A(yù)F所用的行。
[0132]除圖10的步驟S503的處理不同以外，本第三實(shí)施例的攝像操作與第一實(shí)施例所述的攝像操作相同，因而這里將說(shuō)明該處理。
[0133]在對(duì)步驟S502中所記錄的相位差A(yù)F用圖像信號(hào)進(jìn)行校正之后，在步驟S503中，僅從圖15中表示為“A”的像素提取圖像信號(hào)，按提取順序排列這些圖像信號(hào)，并且采用這些圖像信號(hào)作為基準(zhǔn)圖像(A圖像)。同樣，僅從表示為“B”的像素提取圖像信號(hào)，按提取順序排列這些圖像信號(hào)，并且采用這些圖像信號(hào)作為比較圖像(B圖像)?；谶@樣所獲得的基準(zhǔn)圖像(A圖像)和比較圖像(B圖像)來(lái)執(zhí)行相位差A(yù)F處理。
[0134]在第三實(shí)施例中，僅使用從EVF所用的行所讀出的圖像信號(hào)來(lái)進(jìn)行EVF顯示。從相位差A(yù)F所用的行中的攝像像素所輸出的圖像信號(hào)發(fā)生過(guò)曝光，因而曝光量不適合EVF，但在EVF顯示中不使用這些信號(hào)，因而不存在問(wèn)題。
[0135]如迄今為止所述，根據(jù)第三實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例所述的效果相同的效果O
[0136]本發(fā)明中的相位差A(yù)F像素的配置不限于第一實(shí)施例?第三實(shí)施例所述的配置，并且可以采用任何配置，只要存在包含相位差A(yù)F像素的行和不包含相位差A(yù)F像素的行即可。在這種情況下，按圖8的RS3、TX3、RS4和TX4信號(hào)所表示的相位差A(yù)F用定時(shí)來(lái)驅(qū)動(dòng)包含相位差A(yù)F像素的至少一行，并且按圖8的RS1、TX1、RS2和TX2信號(hào)所示的EVF用定時(shí)來(lái)驅(qū)動(dòng)不包含相位差A(yù)F像素的其余行。然后，在從根據(jù)相位差A(yù)F用定時(shí)而驅(qū)動(dòng)的包含相位差A(yù)F像素的行所輸出的圖像信號(hào)中，提取從相位差A(yù)F像素所輸出的圖像信號(hào)并且執(zhí)行相位差A(yù)F。使用從按EVF用定時(shí)而驅(qū)動(dòng)的不包含相位差A(yù)F像素的行所輸出的圖像信號(hào)來(lái)進(jìn)行EVF顯示。
[0137]此外，盡管上述的第一實(shí)施例?第三實(shí)施例說(shuō)明了通過(guò)驅(qū)動(dòng)調(diào)焦透鏡組3來(lái)執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整，但通過(guò)使圖像傳感器5沿光軸方向移動(dòng)來(lái)執(zhí)行焦點(diǎn)調(diào)整也包括在本發(fā)明的范圍中。
[0138]盡管已經(jīng)參考典型實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的典型實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功倉(cāng)泛。
【權(quán)利要求】
1.一種攝像設(shè)備，包括: 圖像傳感器，其具有焦點(diǎn)檢測(cè)像素和攝像像素，其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素用于對(duì)穿過(guò)攝像光學(xué)系統(tǒng)的不同的出射光瞳區(qū)域的一對(duì)光束各自進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、并且輸出焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào); 計(jì)算單元，用于計(jì)算所述攝像像素的第一電荷累積時(shí)間段和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的第二電荷累積時(shí)間段； 控制單元，用于讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素中所累積的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像像素中所累積的攝像信號(hào)； 顯示單元，用于顯示所述第一電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述攝像像素所讀出的攝像信號(hào)；以及 調(diào)焦控制單元，用于基于所述第二電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素所讀出的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，來(lái)進(jìn)行相位差調(diào)焦控制處理， 其中，在所述第二電荷累積時(shí)間段設(shè)置得長(zhǎng)于所述第一電荷累積時(shí)間段的情況下，所述控制單元并行地讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像信號(hào)，并且將所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)的讀出速率設(shè)置得低于所述攝像信號(hào)的讀出速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，所述計(jì)算單元判斷在利用所述第二電荷累積時(shí)間段驅(qū)動(dòng)焦點(diǎn)檢測(cè)像素的情況下是否存在發(fā)生飽和的焦點(diǎn)檢測(cè)像素，并且在判斷為存在發(fā)生飽和的焦點(diǎn)檢測(cè)像素的情況下，所述計(jì)算單元將所述第二電荷累積時(shí)間段限制為焦點(diǎn)檢測(cè)像素沒有發(fā)生飽和的時(shí)間段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，所述計(jì)算單元判斷所述第二電荷累積時(shí)間段是否長(zhǎng)于所述顯示單元更新并顯示圖像信號(hào)的周期，并且在所述第二電荷累積時(shí)間段較長(zhǎng)的情況下，所述計(jì)算單元將所述第二電荷累積時(shí)間段限制為所述周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，所述計(jì)算單元判斷所述第二電荷累積時(shí)間段是否長(zhǎng)于基于所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的焦距而預(yù)先確定的上限時(shí)間，并且在所述第二電荷累積時(shí)間段較長(zhǎng)的情況下，所述計(jì)算單元將所述第二電荷累積時(shí)間段限制為所述上限時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的攝像設(shè)備，其中，還包括測(cè)光單元， 其中，所述計(jì)算單元進(jìn)行以下操作: 基于來(lái)自所述測(cè)光單元的測(cè)光結(jié)果來(lái)求出從所述攝像像素獲得具有預(yù)定范圍內(nèi)的亮度的信號(hào)的所述第一電荷累積時(shí)間段；以及 根據(jù)所述第一電荷累積時(shí)間段，基于所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素接收所述一對(duì)光束中的至少一個(gè)光束的光接收區(qū)域的開口率以及由于所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的像高而引起的減光量中的至少一個(gè)，來(lái)求出所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的所述第二電荷累積時(shí)間段。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像設(shè)備，其中，所述計(jì)算單元基于所述攝像光學(xué)系統(tǒng)的光瞳距離和光圈值來(lái)確定所述減光量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，還包括: 用于設(shè)置焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的單元；以及 用于判斷在所設(shè)置的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域中是否存在點(diǎn)光源被攝體的單元， 其中，在判斷為在所設(shè)置的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域中存在點(diǎn)光源被攝體的情況下，所述計(jì)算單元將所述第二電荷累積時(shí)間段調(diào)整到焦點(diǎn)檢測(cè)像素沒有發(fā)生飽和的時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，所述控制單元在調(diào)焦控制機(jī)構(gòu)移動(dòng)的同時(shí)，利用比所述第一電荷累積時(shí)間段短的第三電荷累積時(shí)間段來(lái)驅(qū)動(dòng)不包含所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的預(yù)定數(shù)量的行，以及 所述攝像設(shè)備還包括: 第二調(diào)焦控制單元，用于在所述調(diào)焦控制機(jī)構(gòu)移動(dòng)的同時(shí)，基于從利用所述第三電荷累積時(shí)間段所驅(qū)動(dòng)的行內(nèi)的所述攝像像素所獲得的圖像信號(hào)的高頻成分，來(lái)執(zhí)行焦點(diǎn)檢測(cè)處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像設(shè)備，其中，在所述調(diào)焦控制單元無(wú)法進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)整的情況下，所述控制單元在所述調(diào)焦控制機(jī)構(gòu)沿光軸方向移動(dòng)的同時(shí)，代替所述第一電荷累積時(shí)間段而是利用所述第三電荷累積時(shí)間段來(lái)驅(qū)動(dòng)不包含所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的預(yù)定數(shù)量的行。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像設(shè)備，其中，不包含所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的所述攝像像素的行包括利用所述第一電荷累積時(shí)間段所驅(qū)動(dòng)的行和利用所述第三電荷累積時(shí)間段所驅(qū)動(dòng)的行。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的攝像設(shè)備，其中，所述調(diào)焦控制單元在正在在所述調(diào)焦控制機(jī)構(gòu)移動(dòng)的同時(shí)、利用所述第三電荷累積時(shí)間段執(zhí)行驅(qū)動(dòng)的情況下，不執(zhí)行所述相位差調(diào)焦控制處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像設(shè)備，其中，還包括用于設(shè)置焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域的單元， 其中，在利用所述第二電荷累積時(shí)間段所驅(qū)動(dòng)的行中，所述控制單元從所設(shè)置的焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)所包含的焦點(diǎn)檢測(cè)像素中讀出圖像信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的攝像設(shè)備，其中，還包括放大器，所述放大器用于以與由于所述限制而縮短的時(shí)間相對(duì)應(yīng)的放大率來(lái)放大從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素所獲得的圖像信號(hào)， 其中，在針對(duì)所述放大器的放大率存在上限、并且即使當(dāng)放大率達(dá)到所述上限時(shí)所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的曝光量也不足的情況下，所述計(jì)算單元延長(zhǎng)所述第二電荷累積時(shí)間段。
14.一種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備包括具有焦點(diǎn)檢測(cè)像素和攝像像素的圖像傳感器，其中所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素用于對(duì)穿過(guò)攝像光學(xué)系統(tǒng)的不同的出射光瞳區(qū)域的一對(duì)光束各自進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換、并且輸出焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，所述控制方法包括以下步驟: 計(jì)算步驟，用于計(jì)算所述攝像像素的第一電荷累積時(shí)間段和所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素的第二電荷累積時(shí)間段； 控制步驟，用于讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素中所累積的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像像素中所累積的攝像信號(hào)； 顯示步驟，用于將所述第一電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述攝像像素所讀出的攝像信號(hào)顯示在顯示單元中；以及 焦點(diǎn)調(diào)整步驟，用于基于所述第二電荷累積時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行累積之后從所述焦點(diǎn)檢測(cè)像素所讀出的焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)，來(lái)進(jìn)行相位差調(diào)焦控制處理， 其中，在所述第二電荷累積時(shí)間段設(shè)置得長(zhǎng)于所述第一電荷累積時(shí)間段的情況下，在所述控制步驟中，并行地讀出所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)和所述攝像信號(hào)，并且將所述焦點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)的讀出速率設(shè)置得低于所述攝像信號(hào)的讀出速率。
【文檔編號(hào)】H04N5/232GK104519276SQ201410509770
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】小西一樹 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社