攝像裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種攝像裝置及其控制方法，該攝像裝置用于改善當獲取合成圖像時的攝像光學系統(tǒng)的對焦位置的檢測精度。所述攝像裝置檢測分別與多個圖像相對應的攝像光學系統(tǒng)的對焦位置，所述多個圖像具有不同曝光并且用來生成合成圖像，并且所述攝像裝置基于預定條件，從檢測出的多個對焦位置之中選擇用來控制所述攝像裝置的操作的對焦位置。
【專利說明】攝像裝置及其控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種攝像裝置及其控制方法，并且更特別地涉及一種能夠獲取具有擴大的動態(tài)范圍的圖像的攝像裝置及其控制方法。

【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)上，在數(shù)字照相機中使用的圖像傳感器(電荷耦合器件(CXD)圖像傳感器、互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器等)具有比鹵化銀膠片窄的動態(tài)范圍(能夠由輸出值代表的輸入亮度的范圍)。作為獲得具有比圖像傳感器的動態(tài)范圍寬的動態(tài)范圍的圖像的方法，已知有被稱為高動態(tài)范圍(HDR)的技術。HDR技術是如下的方法:組合通過以不同的曝光量拍攝同一場景而獲得的多個圖像(例如，具有大的曝光量的高曝光圖像和具有小的曝光量的低曝光圖像)(參見日本特開平11-164195號公報)。
[0003]近年來，討論了使用如下的圖像傳感器來生成HDR圖像的技術，該圖像傳感器能夠在一個幀周期中捕獲具有不同曝光的多個圖像(參見日本特開2011-244309號公報)。
[0004]在用于組合多個圖像來生成幀圖像(合成圖像)的HDR拍攝中，當由合成圖像檢測拍攝所需的焦點信號時，用于檢測焦點狀態(tài)的焦點信號反映定時被延遲。不僅在如日本特開平11-164195號公報中所討論的、在多個幀周期中獲取具有不同曝光的多個圖像的結構中，而且在如日本特開2011-244309號公報中所討論的、能夠在一個幀周期中獲取具有不同曝光的多個圖像的結構中，同樣存在上述的問題。
[0005]例如，考慮如下的對比度自動聚焦(AF)系統(tǒng)的AF控制操作，該對比度AF系統(tǒng)用于在捕獲HDR圖像時，基于圖像來獲取代表圖像的清晰度的AF評價值，并且控制聚焦透鏡位置使得AF評價值達到最大，從而進行焦點調節(jié)。在這種情況下，使用由合成圖像檢測出的AF評價值來進行AF控制操作，使得僅在圖像被組合之后，才在拍攝中反映AF評價值。這樣，AF對被攝體的運動的響應性劣化。因此，期望使用未被組合的圖像，來檢測和反映AF評價值。
[0006]然而，當通過始終使用尚未組合的圖像(例如，高曝光圖像或者低曝光圖像)中的僅一個、來檢測AF評價值時，依據(jù)曝光量與捕獲的場景之間的關系，可能無法由未組合的圖像檢測出高精度的AF評價值。
[0007]例如，在以夜景作為背景來拍攝人物的非常暗的場景中，無法由低曝光圖像以高精度檢測出AF評價值。此外，在捕獲的場景足夠亮、并且捕獲的場景的動態(tài)范圍寬的情況下，被攝體可能會曝光過度或曝光不足，因此，不能由高曝光圖像以高精度檢測出AF評價值。在背光場景(主被攝體的背景非常亮的場景)和隧道場景(背景暗并且主被攝體占據(jù)的面積小的場景)中，也會出現(xiàn)類似的問題。


【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明旨在提供一種攝像裝置及其控制方法，該攝像裝置用于改善當獲取合成圖像時的攝像光學系統(tǒng)的對焦位置的檢測精度。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種焦點檢測方法，該焦點檢測方法包括以下步驟:由具有不同曝光條件的多個圖像信號的各個圖像信號檢測焦點信號，所述多個圖像信號被從圖像傳感器輸出以組合圖像，從而生成一幀的合成圖像；以及基于所檢測到的焦點信號，來獲取分別與所述曝光條件相對應的多個對焦位置，并且從所述多個對焦位置之中選擇要進行聚焦的對焦位置。
[0010]通過以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是例示根據(jù)第一示例性實施例的攝像裝置的功能結構的示例的框圖。
[0012]圖2例示了根據(jù)第一示例性實施例的攝像裝置中的圖像傳感器的結構的示例。
[0013]圖3是用于例示當在根據(jù)第一示例性實施例的攝像裝置中獲取具有不同曝光的多個圖像時進行的垂直掃描單元的操作的時序圖。
[0014]圖4是用于例示與根據(jù)第一示例性實施例的攝像裝置中的合成圖像獲取相關的操作的流程圖。
[0015]圖5A及5B分別例示了根據(jù)第一示例性實施例的攝像裝置中的、在包括具有不同曝光的多個圖像的攝像畫面中設置的焦點檢測區(qū)域。
[0016]圖6A例示了在低圖像的不同區(qū)域選擇AF評價值的操作；圖6B、6C以及6D分別例示了根據(jù)第一示例性實施例具有分別對應于圖6A的AF評價區(qū)域的信號電平的統(tǒng)計圖(亮度值直方圖)。
[0017]圖7A例示了在高圖像的不同區(qū)域選擇AF評價值的操作；圖7B、7C以及7D分別例示了根據(jù)第一示例性實施例具有分別對應于圖7A的AF評價區(qū)域的信號電平的統(tǒng)計圖(亮度值直方圖)。
[0018]圖8是用于例示與圖4中所示的分區(qū)(zone)更新確定相關的操作的流程圖。
[0019]圖9是用于例示與圖4中所示的峰值位置選擇相關的操作的流程圖。
[0020]圖10是用于例示與根據(jù)第二示例性實施例的攝像裝置中的合成圖像獲取相關的操作的流程圖。
[0021]圖11是用于例示與圖10中所示的對焦位置選擇相關的操作的流程圖。

【具體實施方式】
[0022]下面，將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的各種示例性實施例、特征及方面。
[0023]以下的示例性實施例僅僅是說明性的，并且本發(fā)明不局限于本示例性實施例中描述的特有結構。
[0024]在本說明書中，“焦點信號”是指用于基于圖像來獲取代表圖像的清晰度的AF評價值的對比度AF系統(tǒng)中的AF評價值。在對比度AF系統(tǒng)中，控制聚焦透鏡位置，使得AF評價值達到最大，從而進行焦點調節(jié)。例如，圖像傳感器可以包括焦點檢測像素，這些焦點檢測像素用于分割攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域，并且對來自分割的光瞳區(qū)域的被攝體圖像進行光電轉換。在如下的相位差AF系統(tǒng)中，焦點信號也可以是輸出信號，所述相位差AF系統(tǒng)使用所述焦點檢測像素的輸出信號來檢測圖像信號間的相位差，從而進行焦點調節(jié)。此外，例如，可能存在使用如下圖像傳感器的情況，所述圖像傳感器包括由多個光電轉換單元構成的像素，所述光電轉換單元用于分割一個微透鏡以及出射光瞳。此外，“焦點信號”可以是相位差AF系統(tǒng)中的輸出信號。在相位差AF系統(tǒng)中，使用從像素輸出的多個信號，來檢測圖像信號間的相位差，其中，通過對分別穿過光學系統(tǒng)的不同出射光瞳的光束進行光電轉換，而獲得所述多個信號。相位差AF系統(tǒng)中的輸出信號是指相位差及離焦量。
[0025]〈攝像裝置的結構〉
[0026]圖1是例示根據(jù)第一示例性實施例的攝像裝置的功能結構的示例的框圖。
[0027]透鏡組101是構成攝像光學系統(tǒng)的透鏡組。透鏡組101包括用于調節(jié)對焦距離的聚焦透鏡，也可以包括非例示的用于調節(jié)圖像倍率的變焦透鏡。聚焦透鏡的位置是能夠沿光軸方向改變的。系統(tǒng)控制單元107基于由焦點信號檢測單元106檢測出的AF評價值，經(jīng)由透鏡驅動控制單元105來控制聚焦透鏡的位置。透鏡組101及透鏡驅動控制單元105可以在可互換透鏡單元中實現(xiàn)，該可互換透鏡單元被可拆卸地附裝至照相機主體。
[0028]在包括C⑶或CMOS圖像傳感器的圖像傳感器102的圖像形成面上，經(jīng)由透鏡組101進入的光被形成為被攝體的光學圖像。
[0029]圖像傳感器102包括將入射于各像素上的光光電轉換為模擬信號的像素部。在圖像傳感器102中，模擬至數(shù)字(A/D)轉換電路將模擬信號轉換為數(shù)字信號，，噪聲的數(shù)字信號處理電路校正信號(稍后將詳細描述)。該A/D轉換電路及數(shù)字信號處理電路可以與圖像傳感器102分開配設?？梢栽趫D像傳感器102中配設如下的電路，這些電路用于在后述的焦點信號檢測單元106及系統(tǒng)控制單元107中進行如下的處理，諸如對焦位置的選擇、焦點包圍拍攝(focus bracket shooting)期間的聚焦透鏡位置的確定、以及場景確定等。
[0030]焦點信號檢測單元106由圖像傳感器102輸出的圖像數(shù)據(jù)，檢測AF評價值。在這種情況下，在從系統(tǒng)控制單元107的輸出定時，由尚未經(jīng)歷用于組合多個圖像來生成幀圖像的處理的高曝光圖像和低曝光圖像，檢測充當焦點信號的AF評價值。這里，組合多個圖像來生成幀圖像的處理將被稱為高動態(tài)范圍處理(HDR處理)。
[0031]系統(tǒng)控制單元107基于檢測出的AF評價值來確定控制透鏡組101 (聚焦透鏡)的值(或者量)，并且將該控制量輸出到透鏡驅動控制單元105。
[0032]透鏡驅動控制單元105基于從系統(tǒng)控制單元107接收的控制量，在光軸方向上驅動透鏡組101中包括的聚焦透鏡，并且調節(jié)透鏡組101的對焦距離。
[0033]視頻信號處理單元103使從圖像傳感器102輸入的圖像數(shù)據(jù)，經(jīng)歷校正參數(shù)生成處理及圖像信號校正處理。幀存儲器112存儲被輸入到視頻信號處理單元103的圖像數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制單元107控制在幀存儲器112中的圖像數(shù)據(jù)的存儲，因此系統(tǒng)控制單元107也作為存儲控制單元。視頻信號處理單元103使存儲在幀存儲器112中的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)歷預定處理，以生成合成圖像，并且將生成的合成圖像輸出為能夠在顯示單元104上顯示的圖像信號。
[0034]系統(tǒng)控制單元107控制整個系統(tǒng)。為達到該目的，系統(tǒng)控制單元107包括由一個或多個微處理器實現(xiàn)的中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、模擬-數(shù)字(A/D)轉換器、D/A轉換器、通信接口電路等。
[0035]具體而言，系統(tǒng)控制單元107控制各攝像光學系統(tǒng)中配設的透鏡驅動控制單元105、圖像傳感器102、視頻信號處理單元103及焦點信號檢測單元106的每一個的操作和處理。系統(tǒng)控制單元107還控制顯示單元104、外部輸入/輸出端子單元108、操作單元109、存儲單元110及電源單元111。系統(tǒng)控制單元107根據(jù)要由未例示的中央處理單元(CPU)解釋并執(zhí)行的程序，來進行處理。
[0036]外部輸入/輸出端子單元108是用于將外部設備連接到攝像裝置的外部接口電路，并且配設有符合諸如高清晰度多媒體接口(HDMI)(注冊商標)及通用串行總線(USB)等的標準的連接器。操作單元109是輸入設備組，該輸入設備組供用戶用來對攝像裝置發(fā)出指令和進行設置。操作單元109包括一般在攝像裝置中配設的按鈕及按鍵，即釋放按鈕、記錄/再現(xiàn)模式改變開關、方向鍵、確定/執(zhí)行鍵以及菜單按鈕。操作單元109還包括用于實現(xiàn)不使用硬件按鍵的輸入方法的結構，諸如觸摸屏或語音輸入等。存儲單元110包括存儲介質，并且將捕獲的運動圖像或靜止圖像記錄在記錄介質上。記錄介質既可以是諸如半導體存儲卡等的可拆卸型記錄介質，也可以是諸如內置硬盤驅動器(HHD)或固態(tài)驅動器(SSD)等的固定型記錄介質，或者是這兩者。電源單元111包括例如二次電池及電源電路，并且供給用于驅動攝像裝置中的各單元的電力。
[0037]圖2例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的CMOS圖像傳感器102作為示例。圖像傳感器102包括由大量圖片元件或者單位像素(以下簡稱為“像素”)200構成的像素陣列單元201，這些單位像素200包括以矩陣狀二維排列的光電轉換元件。
[0038]圖像傳感器102包括例如垂直掃描單元202、列信號處理電路203、列選擇電路204及水平掃描單元205，作為像素陣列單元201的周邊電路。
[0039]在單位像素200中，垂直信號線206是針對各列布線的，并且驅動控制線是針對各行布線的，例如復位控制線RST207、傳送控制線TRS208及選擇控制線SEL209。
[0040]圖2中所示的垂直掃描單元202包括行選擇電路及驅動電路。
[0041]行選擇電路包括移位寄存器或地址解碼器。行選擇電路通過在系統(tǒng)控制單元107的控制下，來生成用于逐行垂直掃描像素陣列單元201中的各單位像素200的像素驅動脈沖，諸如傳送脈沖、復位脈沖及選擇脈沖等。
[0042]驅動電路與行選擇電路的垂直掃描同步地向單位像素200供給傳送脈沖、復位脈沖及選擇脈沖，這些脈沖分別具有用于導通/關斷單位像素200中的晶體管的預定電壓。驅動電路還能夠進行如下的處理:與垂直掃描同步地向單位像素200供給傳送脈沖，該傳送脈沖具有用于導通/關斷單位像素200中的晶體管的電壓之中的中間的電壓。
[0043]列信號處理電路203是針對像素陣列單元201的各列分別布置的。列信號處理電路203對經(jīng)由垂直信號線206、從通過垂直掃描選擇的讀出行上的各單位像素200輸出的電信號，進行預定信號處理，生成與從單位像素200中讀出的信號電荷相對應的像素信號，并且臨時保持生成的像素信號。例如，列信號處理電路203進行相關雙采樣(CDS)處理作為信號處理，以降低復位噪聲、以及諸如放大晶體管303的閾值變化等的像素固有的固定圖案噪聲。列信號處理電路203還進行用于將模擬信號轉換為數(shù)字信號的模擬數(shù)字(AD)轉換處理。
[0044]列選擇電路204包括移位寄存器或地址解碼器。列選擇電路204進行針對像素陣列單元201的各像素列的水平掃描，并且水平掃描單元205以水平掃描順序，讀出臨時保持在列信號處理電路203中的像素信號。
[0045]水平掃描單元205包括水平選擇開關，并且通過由列選擇電路204進行的水平掃描，針對各像素列依次讀出被臨時保持在列信號處理電路203中的像素信號，并且逐行地輸出圖像信號。
[0046]系統(tǒng)控制單元107控制垂直掃描單元202和列選擇電路204各自的操作，逐行地在垂直方向上掃描像素陣列單元201中的單位像素200，并且通過水平掃描，來輸出通過垂直掃描而讀出的各像素信號。
[0047]一般而言，單板式的彩色圖像傳感器包括原色拜耳(Bayer)陣列的濾色器，所述原色拜耳陣列包括像素R、GU B及G2,這些像素是使用長兩個像素和寬兩個像素作為重復單位而規(guī)則排列的。
[0048]此外，在本示例性實施例中，圖像傳感器102包括原色拜耳陣列的濾色器。
[0049]在包括布置在拜耳陣列中的濾色器的圖像傳感器102中，兩行構成一組或多行，即一行包括像素R及G，一行包括像素G及B。因此，在本示例性實施例中，使用相鄰的兩行作為單位，而設置了用于長時間曝光的偶數(shù)(Even)行和用于短時間曝光的奇數(shù)(Odd)行，以控制像素陣列單元201的掃描，如圖2所示。具體而言，兩行Ln及Ln+Ι的組對應于短時間曝光，并且兩行Hn及Hn+1的組對應于長時間曝光。
[0050]圖3是例示要由垂直掃描單元202生成的信號的時序圖，這些信號用來在一個幀周期中，獲取具有用于生成本示例性實施例中的合成圖像的不同曝光的多個圖像。在當前情況下，圖3示出了如下兩組控制線的信號定時，其中一組是與短時間曝光相對應的奇數(shù)(Odd)行Ln中的復位控制線RST_Ln及傳送控制線TRS_Ln，另一組是與長時間曝光相對應的偶數(shù)行Hn中的復位控制線RST_Hn及傳送控制線TRS_Hn。
[0051 ] 在本示例性實施例中，在如后所述的掃描操作中，在移動聚焦透鏡的同時，依次獲取具有不同曝光量的多個圖像，以分別獲取AF評價值，同時生成合成圖像，并將生成的合成圖像作為實時取景(live view)圖像顯示在顯示單元104上。在這種情況下，為了便于描述和理解，對具有不同曝光量的兩個圖像進行組合，來生成一個合成圖像。然而，也可以使用三個或更多圖像來生成一個合成圖像。在本示例性實施例中，不僅包括捕獲在拍攝待機期間要在顯示單元104上顯示的實時取景圖像，而且包括捕獲用于記錄的運動圖像。
[0052]在以下的描述中，以比適當曝光多的曝光捕獲的曝光過度圖像可以稱為高(High)圖像，以適當?shù)钠毓獠东@的圖像可以稱為中(Middle)圖像，并且以比適當曝光少的曝光捕獲的曝光不足圖像可以稱為低(Low)圖像。
[0053]傳送控制線TRS及復位控制線RST上升，使得充當光電轉換單元的光電二極管300中儲存的電荷被復位，以開始曝光(電荷累積)。在由系統(tǒng)控制單元107設置的條件下，針對像素陣列單元201中的各行，以預定的順序依次進行所述操作。
[0054]然后，在用于低圖像的奇數(shù)行中，在經(jīng)過用于獲取低圖像的曝光時間之后，用于奇數(shù)行的TRS_Ln信號依次上升。因此，儲存在光電二極管300中的電荷被讀出到選擇晶體管304，并且經(jīng)由列選擇電路204而被輸出。從該TRS_Ln信號中，獲得低圖像。
[0055]在經(jīng)過用于獲取高圖像的曝光時間之后，用于偶數(shù)行的TRS_Hn信號依次上升，并且，儲存在光電二極管300中的電荷被讀出到選擇晶體管304，并經(jīng)由列選擇電路204而被輸出。從該TRS_Hn信號中，獲得高圖像。
[0056]通過改變曝光條件，例如改變光電二極管300的曝光量或光電二極管300的增益，來獲取高曝光圖像和低曝光圖像。因此，可以如上所述來以改變曝光時間，并且可以通過改變對光電二極管300的開口來改變曝光量。
[0057]<攝像裝置的操作流程>
[0058]下面，將參照圖4中所示的流程圖，來具體描述根據(jù)本示例性實施例的攝像裝置的操作。在以下的描述中，基于高圖像來檢測AF評價值α，并且基于低圖像來檢測AF評價值β。
[0059]當通過操作操作單元109中的電源開關而接通電源時，從電源單元111向各單元供給電力。系統(tǒng)控制單元107進行各種類型的初始設置，以進入拍攝待機狀態(tài)，并且開始拍攝要在顯示單元104上顯示的實時取景視頻。在這種情況下，執(zhí)行合成圖像捕獲。
[0060]在步驟S401中，系統(tǒng)控制單元107確定掃描操作是否已開始。掃描操作是如下的操作:在預定范圍(例如，從無限遠端到最近端的范圍)中移動聚焦透鏡的同時，基于圖像信號來依次獲取代表圖像的清晰度的AF評價值。如果確定掃描操作已開始(步驟S401:是)，則處理進入到步驟S402。
[0061]在步驟S402中，系統(tǒng)控制單元107使用任意的公知方法來計算適當?shù)钠毓鈼l件作為基準，并且確定高圖像曝光(Ev(H))和低圖像曝光(Ev(L))。在高圖像曝光(Ev(H))中，目標亮度水平被調節(jié)加一段，并且在低圖像曝光(Ev(L))中，目標亮度水平被調節(jié)減一段。在這種情況下，系統(tǒng)控制單元107將快門速度(進一步地，按需要調節(jié)感光度(增益量))從適當?shù)钠毓鈼l件起調節(jié)一段，以通過加一段來調節(jié)和確定Ev(H)，并且通過減一段來調節(jié)和確定Ev(L)。系統(tǒng)控制單元107控制圖像傳感器102中的電荷累積時間，以控制快門速度。
[0062]在步驟S403中，系統(tǒng)控制單元107進行控制，以基于在步驟S402中確定的曝光條件Ev(H)及Ev(L),而在圖像傳感器102中，在奇數(shù)和偶數(shù)行上在不同的曝光條件下捕獲圖像。由此，獲取到一個幀周期中的高圖像和低圖像。系統(tǒng)控制單元107將獲取到的高圖像和低圖像存儲在幀存儲器112中。在步驟S404中，系統(tǒng)控制單元107使用所述的高圖像和低圖像，來確定AF評價值的選擇。
[0063]具體而言，在步驟S404中，系統(tǒng)控制單元107獲取高圖像和低圖像中的各個中的像素的信號電平(亮度值)。系統(tǒng)控制單元107使用代表該亮度值的數(shù)據(jù)，來進行如下的確定:在攝像畫面中設置的多個焦點檢測區(qū)域(稍后參照圖5來描述)中，是選擇AF評價值α，選擇AF評價值β，還是選擇AF評價值α和β兩者。之所以在該時間點選擇AF評價值，是因為如果作為亮度值數(shù)據(jù)，圖像曝光過度或曝光不足，則從該圖像中獲得的AF評價值的可靠性可能劣化，并且使用低可靠性的AF評價值的確定導致錯誤檢測。為了預先排除這樣的情況，而選擇AF評價值。使用各焦點檢測區(qū)域中的圖像信號，來計算與各焦點檢測區(qū)域相對應的AF評價值。
[0064]<AF評價值的選擇>
[0065]下面，將具體描述用于檢測對焦位置的AF評價值的選擇。下面，將參照圖5、6及7，來描述使用各焦點檢測區(qū)域中的像素的信號電平(亮度值)的直方圖的方法。
[0066]圖5A例示了在低圖像(501)中布置的9行7列的矩陣中的焦點檢測區(qū)域(502)，并且圖5B例示了在高圖像(503)中布置的9行7列的矩陣中的焦點檢測區(qū)域(504)。
[0067]圖6A例示了在低圖像(501)中布置的9行7列的矩陣中的焦點檢測區(qū)域(502)之中的部分地覆蓋花的焦點檢測區(qū)域￠01)、部分地覆蓋狗的焦點檢測區(qū)域￠03)、以及部分地覆蓋房子和樹的焦點檢測區(qū)域￠05)。
[0068]圖6B、6C及6D中所示的圖分別是統(tǒng)計圖(亮度值直方圖)，這些統(tǒng)計圖分別將像素數(shù)和信號電平用作縱軸和橫軸。直方圖(602)是部分地覆蓋花的焦點檢測區(qū)域(601)的，直方圖(604)是部分地覆蓋狗的焦點檢測區(qū)域￠03)的，并且直方圖(606)是部分地覆蓋房子和樹的焦點檢測區(qū)域(605)的。
[0069]圖7A例示了在高圖像(503)中布置的9行7列的矩陣中的焦點檢測區(qū)域(504)之中的部分地覆蓋花的焦點檢測區(qū)域(701)、部分地覆蓋狗的焦點檢測區(qū)域(703)、以及部分地覆蓋房子和樹的焦點檢測區(qū)域(705)。
[0070]圖7B、7C及7D中所示的圖分別是統(tǒng)計圖(亮度值直方圖)，這些統(tǒng)計圖分別將像素數(shù)和信號電平用作縱軸和橫軸。直方圖(702)是部分地覆蓋花的焦點檢測區(qū)域(701)的，直方圖(704)是部分地覆蓋狗的焦點檢測區(qū)域(703)的，并且直方圖(706)是部分地覆蓋房子和樹的焦點檢測區(qū)域(705)的。因此，能夠計算低圖像及高圖像的各直方圖中的、信號電平的最小(Min)值的數(shù)量和信號電平的最大(Max)值的數(shù)量。
[0071]首先，將描述選擇在低圖像中檢測出的AF評價值β的情況。
[0072]低圖像中的部分地覆蓋花的焦點檢測區(qū)域(601)的直方圖￠02)中的最小值的數(shù)量和最大值的數(shù)量，分別是Min_lf和Max_lf。低圖像中的部分地覆蓋花的焦點檢測區(qū)域(701)的直方圖(702)中的最小值的數(shù)量和最大值的數(shù)量，分別是Min_hf和Max_hf。
[0073]如果像在高圖像中的焦點檢測區(qū)域(701)的直方圖(702)中一樣，Max_hf是預定數(shù)量或更多，則在高信號電平有許多像素，因而確定高圖像曝光過度。例如，預定數(shù)量是焦點檢測區(qū)域內的像素數(shù)的約60至80%。另一方面，在低圖像中的焦點檢測區(qū)域(601)的直方圖(602)中，Min_lh和Max_lf均小于預定數(shù)量，因而在高圖像的直方圖(702)中，像素被分布為更接近中心?；谶@些確定，在步驟S404中的AF評價值選擇中，選擇在低圖像中檢測出的AF評價值β。
[0074]首先，將描述選擇在高圖像中檢測出的AF評價值α的情況。
[0075]低圖像中的部分地覆蓋狗的焦點檢測區(qū)域(603)的直方圖￠04)中的最小值的數(shù)量和最大值的數(shù)量，分別是Min_ld和Max_ld。高圖像中的部分地覆蓋狗的焦點檢測區(qū)域
(703)的直方圖(704)中的最小值的數(shù)量和最大值的數(shù)量，分別是Min_hd和Max_hd。
[0076]如果像在低圖像中的焦點檢測區(qū)域(603)的直方圖(604)中一樣，Min_ld是預定數(shù)量或更多，則在低電平有許多像素，因而確定低圖像曝光不足。例如，預定數(shù)量是焦點檢測區(qū)域中的像素數(shù)的約60至80%。另一方面，在高圖像中的焦點檢測區(qū)域(703)的直方圖
(704)中，Min_hd和Max_hd均小于預定數(shù)量，因而在低圖像的直方圖(604)中，像素分布在更接近中心處?；谶@些確定,在步驟S404中的AF評價值選擇中，選擇在高圖像中檢測出的AF評價值α。
[0077]接下來，將描述如下的情況:選擇在高圖像中檢測出的AF評價值α和在低圖像中檢測出的AF評價值β兩者。
[0078]低圖像中的部分地覆蓋房子和樹的焦點檢測區(qū)域(605)的直方圖￠06)中的最小值的數(shù)量和最大值的數(shù)量，分別是Min_ls和Max_ls。高圖像中的部分地覆蓋房子和樹的焦點檢測區(qū)域(705)的直方圖(706)中的最小值的數(shù)量和最大值的數(shù)量，分別是Min_hs和Max_hs0
[0079]由于Min—ls、Max—ls、Min—hs及Max—hs均小于預定數(shù)量，因此，在高圖像和低圖像兩者中，像素均分布在中心附近?；谠摯_定，在步驟S404中的AF評價值選擇中，選擇在高圖像中檢測出的AF評價值α和在低圖像中檢測出的AF評價值β。
[0080]〈S405及后續(xù)步驟>
[0081]下面，將再次參照圖4，來描述步驟S405及后續(xù)步驟中的操作。
[0082]在步驟S405中，系統(tǒng)控制單元107獲取高圖像和低圖像，并且將獲取到的圖像存儲在幀存儲器112中。
[0083]在步驟S406中，焦點信號檢測單元106基于各圖像，針對高圖像來檢測AF評價值α，并且針對低圖像來檢測AF評價值β。
[0084]在步驟S407中，視頻信號處理單元103開始組合處理:由存儲在幀存儲器112中的高圖像和低圖像來生成HDR圖像(合成圖像)。
[0085]在步驟S408中，視頻信號處理單元103進行顯影處理:對在步驟S407中生成的HDR圖像進行顯影。在顯影處理之后，系統(tǒng)控制單元107將HDR圖像作為實時取景顯示在顯示單元104上。在步驟S408中顯示的HDR圖像，是在前一幀周期中捕獲的高圖像和低圖像的合成圖像。如果在步驟S408中向系統(tǒng)控制單元107給出結束操作的指令，則處理結束。另一方面，如果繼續(xù)攝像，則處理進入到步驟S409。
[0086]在步驟S409中，系統(tǒng)控制單元107檢查聚焦透鏡是否在預先設置的分區(qū)的邊界位置。如果聚焦透鏡在邊界位置(步驟S409:是)，則處理進入到步驟S410。如果聚焦透鏡不在邊界位置(步驟S409:否)，則處理進入到步驟S412。
[0087]在步驟S410中，系統(tǒng)控制單元107使用AF評價值α及β來確定分區(qū)更新。稍后，將參照圖8來描述分區(qū)更新的確定?！胺謪^(qū)”是指通過分割聚焦透鏡的預定移動范圍而獲得的多個范圍中的各個，并且，“分區(qū)更新”是指當AF評價值滿足預定條件時，將進行掃描操作的分區(qū)從當前分區(qū)更新為隨后的分區(qū)。
[0088]在步驟S411中，系統(tǒng)控制單元107確定作為步驟S410中的確定的結果，分區(qū)是否被更新。如果分區(qū)被更新(步驟S411:是)，則處理進入到步驟S412。否則(步驟S411:否)，處理進入到步驟S414。
[0089]在步驟S412中，系統(tǒng)控制單元107檢查當前聚焦位置是否與掃描操作結束位置相同。如果兩位置相同(步驟S412:是)，則處理進入到步驟S414。否則(步驟S412:否)，處理進入到步驟S413。
[0090]在步驟S413中，系統(tǒng)控制單元107將聚焦透鏡向掃描操作結束方向移動預定量，并且處理返回到步驟S405。
[0091]在步驟S414中，系統(tǒng)控制單元107在步驟S405中獲取到的高圖像和低圖像各自的畫面內布置的區(qū)域中，選擇峰值位置(AF評價值變?yōu)榉逯档木劢雇哥R的位置)。稍后將參照圖9來描述該處理。
[0092]在步驟S415中，系統(tǒng)控制單元107在步驟S414中選擇峰值位置之后，確定聚焦透鏡位置進行拍攝。例如，針對各聚焦透鏡位置，累計AF評價值達到最大的區(qū)域的數(shù)量(出現(xiàn)次數(shù))，以生成直方圖，該直方圖代表針對聚焦透鏡位置的區(qū)域的出現(xiàn)次數(shù)的分布?？梢栽O想如下的方法:使用該直方圖來確定聚焦透鏡位置進行拍攝。此時，如果按區(qū)域的出現(xiàn)次數(shù)的降序，來確定用于連續(xù)拍攝的預定數(shù)量的(多個)聚焦透鏡位置，并且在確定的聚焦透鏡位置進行拍攝，則能夠進行焦點包圍拍攝。在本示例性實施例中，在通過改變聚焦透鏡位置而多次進行的焦點包圍拍攝中，使用關于各區(qū)域的AF評價值變?yōu)榉逯档木劢雇哥R位置的信息。然而，也可以使用關于各區(qū)域的AF評價值變?yōu)榉逯档木劢雇哥R位置的信息，來確定拍攝場景，并在顯示單元104上顯示代表拍攝場景的圖標。
[0093]在用于確定拍攝場景是否改變的另一操作流程中，可以基于在圖4中的步驟S403及S405中獲取到的高圖像和低圖像，來進行該確定。在這種情況下，當確定拍攝場景已改變時，處理返回到步驟S402。
[0094]<分區(qū)更新確定>
[0095]下面，將參照圖8，來描述圖4中所示的步驟S410中的分區(qū)更新確定。確定在掃描方向前方是否有可能存在主被攝體，即AF掃描操作是否要繼續(xù)。如圖5中所描述的，在畫面中，設置了 9行7列(N = 7，M = 9)的矩陣中的焦點檢測區(qū)域。
[0096]在步驟S801中，系統(tǒng)控制單元107首先在參照圖4中所示的步驟S404中的選擇結果的同時，確定是要使用AF評價值α，要使用AF評價值β ,還是要使用AF評價值α和β兩者。
[0097]然后，在步驟S802中，系統(tǒng)控制單元107針對所有設置的焦點檢測區(qū)域進行對焦確定。“對焦確定”是指進行如下的確定:AF評價值變?yōu)榉逯档木劢雇哥R位置是否為聚焦透鏡要聚焦的聚焦透鏡位置。依據(jù)AF評價值的峰值與最小值之差是否為預定量或更多，或者AF評價值是否已從峰值減小預定量或更多，來進行確定。如果作為對焦確定的結果，確定聚焦透鏡處于清晰聚焦，則確定為“良好”(GOOD)。如果AF評價值停止增加，則確定為“不足”(insufficient)。如果確定聚焦透鏡未處于清晰聚焦,則確定為“不良”(no good)。
[0098]在已在步驟S801中確定使用AF評價值α的焦點檢測區(qū)域中，使用AF評價值α進行該對焦確定。在已確定使用AF評價值β的焦點檢測區(qū)域中，使用AF評價值β進行該對焦確定。如果確定使用AF評價值α和β兩者,則利用使用AF評價值α的對焦確定結果和使用AF評價值β的對焦確定結果兩者，來進行確定。
[0099]當確定使用AF評價值α和β兩者時,如果使用AF評價值α的對焦確定結果和使用AF評價值β的對焦確定結果兩者均是聚焦或未聚焦，則焦點檢測區(qū)域被確定為“良好”或“不良”。如果確定AF評價值α和β中的任何一者已停止增加，則確定為“不足”。
[0100]然后，在步驟S803中，系統(tǒng)控制單元107檢查掃描操作是否已進行到最后的分區(qū)。如果掃描操作已進行到最后的分區(qū)(步驟S803:是)，則處理進入到步驟S810。否則(步驟S803:否)，處理進入到步驟S804。
[0101]在步驟S804中，系統(tǒng)控制單元107檢查是否存在已被確定為“良好”的焦點檢測區(qū)域。如果存在已被確定為“良好”的焦點檢測區(qū)域(步驟S804:是)，則處理進入到步驟
5805。否則(步驟S804:否)，處理進入到步驟S811。
[0102]在步驟S805中，系統(tǒng)控制單元107在中心的Ml乘M2個焦點檢測區(qū)域之中，檢查是否存在已被確定為“不足”的預定數(shù)量或更多焦點檢測區(qū)域的塊(mass)。如果存在所述的塊(步驟S805:是)，則處理進入到步驟S811。否則(步驟S805:否)，處理進入到步驟
5806。在本示例性實施例中，作為示例,Ml= 3,M2 = 5,并且預定數(shù)量是5?！皦K”是指作為確定結果而獲得的目標焦點檢測區(qū)域彼此相鄰的狀態(tài)。
[0103]在步驟S806中，系統(tǒng)控制單元107在中心的LI乘L2個焦點檢測區(qū)域之中，檢查是否存在已被確定為“不足”的預定數(shù)量或更多焦點檢測區(qū)域的塊。如果存在所述的塊(步驟S806:是)，則處理進入到步驟S811。否則(步驟S806:否)，處理進入到步驟S807。在本示例性實施例中，LI = 5, L2 = 7,并且預定數(shù)量是10。
[0104]在步驟S807中，系統(tǒng)控制單元107檢查是否已到達預先確定的預定分區(qū)。如果已到達預定分區(qū)(步驟S807:是)，則處理進入到步驟S810。如果未到達預定分區(qū)(步驟S807:否)，則處理進入到步驟S808。“預定分區(qū)”是指如下的分區(qū)，在該分區(qū)中，可以假設當在可掃描范圍中的最近位置存在被攝體時，AF評價值向存在被攝體的峰值位置增加，因而焦點檢測區(qū)域被確定為“不足”。如果即使已到達該分區(qū)，也未檢測到已被確定為“不足”的焦點檢測區(qū)域的塊，則在該分區(qū)前面的分區(qū)中，可能不存在被攝體。
[0105]在步驟S808中，系統(tǒng)控制單元107在中心的N乘M個焦點檢測區(qū)域之中，檢查是否存在已被確定為“不足”的或者已被確定為“不良”的預定數(shù)量或更多焦點檢測區(qū)域的塊。如果存在所述的塊(步驟S808:是)，則處理進入到步驟S811。否則(步驟S811:否)，處理進入到步驟S809。在本示例性實施例中，預定數(shù)量是20。
[0106]在步驟S809中，系統(tǒng)控制單元107在中心的Ml乘M2個焦點檢測區(qū)域之中，檢查是否存在已被確定為“良好”的預定數(shù)量或更多焦點檢測區(qū)域的塊。如果存在所述的塊(步驟S809:是)，則處理進入到步驟S811。否則(步驟S809:否)，處理進入到步驟S810。在本示例性實施例中，作為示例，預定數(shù)量是10。
[0107]在步驟S810中，系統(tǒng)控制單元807確定不進行分區(qū)更新，并且結束該確定處理。在步驟S811中，系統(tǒng)控制單元107確定進行分區(qū)更新，并且結束該確定處理。
[0108]雖然如上所述，一致地確定了步驟S805、S806、S808及S809中的預定數(shù)量，但是，也可以依據(jù)分區(qū)范圍或聚焦透鏡位置，來改變預定數(shù)量。例如，被攝體距離越近，則預定數(shù)量可以越大?？梢曰贏F評價值變?yōu)榉逯档木劢雇哥R位置，來求出被攝體距離。
[0109]〈峰值位置選擇處理〉
[0110]下面，將參照圖9，來描述圖4中所示的步驟S414中的峰值位置選擇處理。
[0111]本示例性實施例中的峰值位置選擇是例如如下的處理:在如圖5所示的9行7列的矩陣中的各焦點檢測區(qū)域中，從AF評價值α和β中，選擇該焦點檢測區(qū)域中的被攝體處于清晰聚焦(AF評價值變?yōu)榉逯?的聚焦透鏡位置。
[0112]在步驟S901中，系統(tǒng)控制單元107進行如下的確定:充當峰值位置選擇目標的焦點檢測區(qū)域是否使用AF評價值α和β兩者。
[0113]如果確定在焦點檢測區(qū)域中，不使用AF評價值α和β兩者(步驟S901:否)，則在步驟S903中，系統(tǒng)控制單元107確定針對充當峰值位置選擇目標的焦點檢測區(qū)域，是否使用AF評價值α。如果確定在焦點檢測區(qū)域中，使用AF評價值α (步驟S903:是)，則在步驟S904中，系統(tǒng)控制單元107使用通過AF評價值α而確定的峰值位置，作為焦點檢測區(qū)域中的峰值位置。然后，在步驟S908中，系統(tǒng)控制單元107確定是否進行了關于全部焦點檢測區(qū)域的確定。如果未進行完關于全部焦點檢測區(qū)域的確定(步驟S908:否)，則處理返回到步驟S901。
[0114]如果進行了關于全部焦點檢測區(qū)域的確定(步驟S908:是)，則處理結束。
[0115]如果確定在焦點檢測區(qū)域中，不使用AF評價值α (步驟S903:否)，則在步驟S905中，系統(tǒng)控制單元107使用通過AF評價值β而確定的峰值位置，作為焦點檢測區(qū)域中的峰值位置。然后，在步驟S908中，系統(tǒng)控制單元107確定是否已對全部焦點檢測區(qū)域進行了確定。
[0116]如果并未對全部焦點檢測區(qū)域均進行過確定(步驟S908:否)，則處理返回到步驟S901。如果已對全部焦點檢測區(qū)域進行了確定(步驟S908:是)，則處理結束。
[0117]如果確定在焦點檢測區(qū)域中，使用AF評價值α和β兩者(步驟S901:是)，則在步驟S902中，系統(tǒng)控制單元107進行如下的確定:通過AF評價值α確定的峰值位置和通過AF評價值β確定的峰值位置，是否相隔預定量或更多。在本示例性實施例中，預定量是作為聚焦透鏡在兩峰值位置對焦的范圍的深度I。如果確定峰值位置相隔預定量或更多(步驟S902:是)，則處理進入到步驟S909。否則(步驟S902:否)，處理進入到步驟S907。在步驟S909中，系統(tǒng)控制單元107進行如下的確定:是否高圖像和低圖像中的任何一者的增益量是預定量或更多。如果增益量是預定量或更多(步驟S909:是)，則處理進入到步驟S907。否則(步驟S909:否)，處理進入到步驟S906。
[0118]在步驟S906中，系統(tǒng)控制單元107根據(jù)近距離優(yōu)先理念，優(yōu)先選擇聚焦透鏡能夠在更靠近攝像裝置處聚焦的峰值位置。另一方面，在步驟S907中，系統(tǒng)控制單元107選擇基于AF評價值α和β之中的較高者的峰值位置。這是因為，如果AF評價值越大，則獲得越可靠的峰值位置。如果步驟S906或S907中的處理結束，則在步驟S908中，系統(tǒng)控制單元107確定是否已對全部焦點檢測區(qū)域進行了確定。如果并未對全部焦點檢測區(qū)域均進行過確定(步驟S908:否)，則處理返回到步驟S901。如果已對全部焦點檢測區(qū)域進行了確定(步驟S908:是)，則處理結束。
[0119]例如，可能存在如下的情況:在焦點檢測區(qū)域中，例如在圖6中所示的焦點檢測區(qū)域(605)以及圖7中所示的焦點檢測區(qū)域(705)中，被攝體被混合(在圖6及7中所示的這兩個焦點檢測區(qū)域中的各個中，存在前景中的房子和背景中的樹)。在這種情況下，依據(jù)曝光條件，由前景中的AF評價值和背景中的AF評價值兩者來計算峰值位置，使得不能獲得正確的峰值位置。然而，如果改變曝光條件，則前景與背景中的AF評價值之差增大。由此，能夠選擇前景正確聚焦的峰值位置。因此，當優(yōu)先選擇較近的距離時，獲得正確的峰值位置。在圖6及7中所示的示例中，在低圖像中，由前景中的AF評價值和背景中的AF評價值兩者，來計算峰值位置。另一方面，在高圖像中，背景曝光過度，使得背景中的AF評價值減小而前景中的AF評價值增加，并且能夠選擇前景正確聚焦的峰值位置。當優(yōu)先選擇較近的距離時，獲得正確的峰值位置。
[0120]雖然上面描述了優(yōu)先選擇較近距離的情況，但是，也可以通過參照焦點檢測區(qū)域中的像素的亮度值的直方圖，來選擇峰值位置。例如，如果在高圖像中的直方圖中，存在相差預定量或更多的兩個峰值位置，并且在峰值位置中的一個上存在Max_hs，則選擇較近的峰值位置。如果直方圖的兩峰值位置均存在于中心附近，AF評價值相差預定量或更多，并且較遠峰值位置上的AF評價值更大，則可以選擇較遠的峰值位置。
[0121]通過觀察被攝體被混合的區(qū)域周圍的區(qū)域，能夠看出在被攝體被混合的區(qū)域中，充當前景還是背景的區(qū)域曝光過度。因此，在峰值位置之間存在差異的區(qū)域中，如果通過觀察該區(qū)域周圍的亮度值的直方圖，發(fā)現(xiàn)在高圖像中具有較遠峰值的區(qū)域曝光過度，則確定背景曝光過度，使得AF評價值可能減小。
[0122]如上所述，根據(jù)本示例性實施例，能夠通過使用高圖像和低圖像，來正確地獲取分割區(qū)域中的峰值位置。這類信息能夠用于焦點包圍拍攝及場景確定。
[0123]下面，將參照圖10，來描述根據(jù)第二示例性實施例的攝像裝置的操作。
[0124]在本示例性實施例中，不再重復與第一示例性實施例中共有的構成要素的描述。在本示例性實施例中，第一示例性實施例中描述的對比度AF系統(tǒng)被替換為相位差AF系統(tǒng)。
[0125]在本示例性實施例中，圖像傳感器102包括多個焦點檢測像素，這些焦點檢測像素用于分割攝像光學系統(tǒng)的光瞳區(qū)域，并且對來自分割的光瞳區(qū)域的被攝體圖像進行光電轉換。當從圖像傳感器102中讀出高圖像和低圖像時，讀出來自焦點檢測像素的輸出信號。使用來自進行了光電轉換的多個焦點檢測像素的輸出信號，來檢測圖像信號間的相位差作為焦點信號，以調節(jié)焦點。
[0126]在下面的描述中，Y是與高圖像相對應的相位差，并且δ是與低圖像相對應的相位差。當通過操作單元109中的電源開關的操作而接通電源時，從電源單元111向攝像裝置中的各單元供給電力。系統(tǒng)控制單元107進行各種類型的初始設置，以進入拍攝待機狀態(tài)。
[0127]在步驟S1001中，當在該狀態(tài)下操作了操作單元109中的視頻記錄按鈕時，系統(tǒng)控制單元107開始捕獲用于記錄的運動圖像。即使視頻記錄按鈕未被操作，在待機期間，系統(tǒng)控制單元107也開始拍攝要在顯示單元104上顯示的實時取景視頻。在這兩種情況下，均進行HDR運動圖像拍攝。在以下的描述中，將不區(qū)分實時取景視頻與用于記錄的視頻。
[0128]在步驟S1002中，系統(tǒng)控制單元107使用任意的公知方法來計算適當?shù)钠毓鈼l件作為基準，并且使目標亮度水平從該適當?shù)钠毓鈼l件增加一段或減小一段，以分別確定高圖像曝光(Ev(H))和低圖像曝光(Ev(L))0系統(tǒng)控制單元107將快門速度(進一步地，按需要調節(jié)感光度(增益量))從適當?shù)钠毓鈼l件調節(jié)(增加和減小)一段，以分別確定曝光Ev⑶及Ev(L)。系統(tǒng)控制單元107控制圖像傳感器102中的電荷累積時間，以控制快門速度。
[0129]在步驟S1003中，系統(tǒng)控制單元107進行控制，以基于在步驟S1002中確定的曝光條件Ev(H)及Ev(L),而在圖像傳感器102中，在奇數(shù)和偶數(shù)行上分別在不同的曝光條件下進行攝像。由此，能夠在一個幀周期中，獲取高圖像和低圖像以及多個焦點檢測像素的輸出信號。系統(tǒng)控制單元107把已獲取的高圖像和低圖像以及焦點檢測像素的輸出信號，存儲在幀存儲器112中。
[0130]在步驟S1004中，系統(tǒng)控制單元107在面部檢測單元(未例示)中對高圖像和低圖像進行面部識別處理，檢測攝像畫面中的人物的面部區(qū)域，并且將檢測結果發(fā)送到系統(tǒng)控制單元107。系統(tǒng)控制單元107基于所述檢測結果向焦點信號檢測單元106發(fā)送信息，以便在攝像畫面中的包括面部區(qū)域的位置，來設置用于焦點檢測的區(qū)域(焦點檢測區(qū)域)。面部識別處理包括如下的方法:從由圖像數(shù)據(jù)代表的各像素的灰度顏色中提取膚色區(qū)域，并且依據(jù)該圖像數(shù)據(jù)與預先準備的面部的輪廓板的匹配程度，來檢測面部。此外，已公開了如下的方法:使用公知的圖案識別技術，來提取諸如眼睛、鼻子及嘴等的面部的特征點，從而檢測面部。面部識別處理的方法不局限于上述方法。任何方法均是可用的。
[0131]在步驟S1004中，系統(tǒng)控制單元107在面部被成功識別的情況下，基于面部的位置及大小來設置焦點檢測區(qū)域，并且在面部未被成功識別的情況下，在攝像畫面的中心處設置焦點檢測區(qū)域。
[0132]在步驟S1005中，系統(tǒng)控制單元107從在步驟S1004中設置的焦點檢測區(qū)域中的圖像傳感器102中的焦點檢測像素中，使用多個圖像輸出信號來檢測圖像信號對及其相位差。通過對穿過不同出射光瞳的光束進行光電轉換，而獲得所述多個圖像輸出信號。檢測與高圖像相對應的相位差Y以及與低圖像相對應的相位差S，以便能夠檢測分別與高圖像和低圖像相對應的被攝體圖像的離焦量。分別由這些離焦量求出聚焦透鏡的對焦位置。
[0133]在步驟S1006中，系統(tǒng)控制單元107使視頻信號處理單元103開始組合處理:由存儲在幀存儲器112中的高圖像和低圖像來生成HDR圖像(合成圖像)。
[0134]在步驟S1007中，系統(tǒng)控制單元107使視頻信號處理單元103進行顯影處理:對在步驟S1006中生成的HDR圖像進行顯影。在顯示處理之后，系統(tǒng)控制單元107將HDR圖像作為運動圖像記錄在存儲單元110中，或者將HDR圖像作為實時取景顯示在顯示單元104上。在步驟S1007中記錄和顯示的HDR圖像，是在前一幀周期中捕獲的高圖像和低圖像的合成圖像。
[0135]在步驟S1008中，系統(tǒng)控制單元107選擇在步驟S1005中檢測出的兩對焦位置中的一個，其中一個是與高圖像相對應的聚焦透鏡的對焦位置，另一個是與低圖像相對應的聚焦透鏡的對焦位置。下面，將參照圖11來描述用于選擇對焦位置的方法。
[0136]在步驟S1009中，系統(tǒng)控制單元107將聚焦透鏡移動到在步驟S1008中選擇的對焦位置，并且進行焦點調節(jié)。重復步驟S1002及后續(xù)步驟中的處理。
[0137]下面，將參照圖11，來描述圖10中所示的步驟S1008中的對焦位置選擇處理。
[0138]在步驟SllOl中，系統(tǒng)控制單元107獲取高圖像和低圖像中的各個像素的信號電平(亮度值)。系統(tǒng)控制單元107通過使用參照第一示例性實施例中的圖6及7所描述的亮度值的直方圖，來確定是否高圖像和低圖像中的任意一者曝光過度或曝光不足。如果高圖像和低圖像中的任意一者曝光過度或曝光不足(步驟SI 101:是)，則在步驟SI 102中，系統(tǒng)控制單元107選擇與未曝光過度或曝光不足的圖像相對應的對焦位置。如果作為代表圖像的亮度值的數(shù)據(jù)，發(fā)生曝光過度或曝光不足，則通過對焦位置的選擇，預先排除了如下的可能性:基于來自圖像傳感器的該圖像的輸出信號的焦點信號的可靠性可能劣化，從而導致對焦位置的錯誤檢測。
[0139]另一方面，如果高圖像和低圖像兩者均未曝光過度或曝光不足(步驟SI 101:否)，則處理進入到步驟SI 103。在步驟SI 103中，系統(tǒng)控制單元107進行如下的確定:基于相位差Y的對焦位置和基于相位差S的對焦位置是否彼此相隔預定量或更多。在本示例性實施例中，預定量被定義為作為聚焦透鏡在兩對焦位置能夠聚焦的范圍的深度I。如果確定對焦位置彼此相隔預定量或更多(步驟1103:是)，則處理進入到步驟S1104。否則(步驟S1103:否)，處理進入到步驟S1105。
[0140]在步驟S1104中，系統(tǒng)控制單元107根據(jù)近距離優(yōu)先理念，優(yōu)先選擇聚焦透鏡能夠在更靠近攝像裝置處聚焦的對焦位置。另一方面，在步驟S1105中，系統(tǒng)控制單元107使用如下的對焦位置，該對焦位置是通過在獲得相位差Y和δ時使用的圖像信號之中的較高者而獲得的。如果圖像信號較大，則獲得更可靠的對焦位置。
[0141]如上所述，根據(jù)本示例性實施例，能夠通過使用高圖像和低圖像，來正確地獲取對焦位置。
[0142]雖然在第一示例性實施例和第二示例性實施例中，分別描述了使用對比度AF系統(tǒng)的焦點檢測方法和使用相位差AF系統(tǒng)的焦點檢測方法的示例，但是，本發(fā)明不局限于這些方法。
[0143]利用這樣的結構，能夠提供一種攝像裝置及該攝像裝置的控制方法，所述攝像裝置能夠改善當獲取合成圖像時的攝像光學系統(tǒng)的對焦位置的檢測精度。
[0144]其他實施方式
[0145]另外，可以通過讀出并執(zhí)行記錄在存儲介質(例如，非臨時性計算機可讀存儲介質)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，并且可以包括分開的計算機或分開的計算機處理器的網(wǎng)絡。所述計算機可執(zhí)行指令可以例如從網(wǎng)絡或存儲介質被提供給計算機。所述存儲介質可以包括例如硬盤、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)?)、閃存設備、存儲卡等中的一者或更多。
[0146]雖然參照示例性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是應當理解，本發(fā)明不局限于所公開的示例性實施例。應當對所附權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構和功能。
【權利要求】
1.一種攝像裝置，該攝像裝置包括: 焦點檢測單元，其被配置為由在不同曝光條件下獲得的多個圖像信號的各個圖像信號檢測焦點信號，所述多個圖像信號被從攝像單元輸出以組合圖像，從而生成一幀的合成圖像；以及 選擇單元，其被配置為基于由所述焦點檢測單元檢測到的焦點信號，來求出分別與所述曝光條件相對應的多個對焦位置，并且從所述多個對焦位置之中選擇要進行聚焦的對焦位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括圖像組合單元，該圖像組合單元被配置為組合從所述攝像單元輸出的、在不同曝光條件下獲得的多個圖像信號，以生成一中貞的合成圖像， 其中，所述焦點檢測單元在所述圖像組合單元連續(xù)輸出合成圖像時，由尚未被組合的、在不同曝光條件下獲得的多個圖像信號的各個圖像信息檢測焦點信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述多個圖像信號具有不同的曝光時間。
4.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述攝像單元在預先確定的運動圖像的一個幀周期中，輸出具有不同曝光的所述多個圖像信號。
5.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，在不同的目標亮度水平下，從所述攝像單元輸出所述多個圖像信號。
6.根據(jù)權利要求1至權利要求5中的任何一項所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括: 第一確定單元，其被配置為確定從所述攝像單元輸出的圖像信號是否曝光過度或曝光不足， 其中，所述選擇單元優(yōu)先于與曝光過度或曝光不足程度較大的圖像信號相對應的對焦位置，來選擇與曝光過度或曝光不足程度較小的圖像信號相對應的對焦位置。
7.根據(jù)權利要求6所述的攝像裝置，其中，所述第一確定單元基于圖像信號的亮度值的直方圖，來確定圖像信號是否曝光過度或曝光不足。
8.根據(jù)權利要求1至權利要求5中的任何一項所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括第二確定單元，該第二確定單元被配置為確定分別與曝光條件相對應的多個對焦位置是否彼此相隔預定量或更多， 其中，在所述第二確定單元確定對焦位置彼此相隔預定量或更多的情況下，所述選擇單元選擇離所述攝像裝置最近的對焦位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的攝像裝置，其中，在所述第二確定單元確定對焦位置未彼此相隔預定量或更多的情況下，所述選擇單元選擇基于較高的焦點信號而檢測出的對焦位置。
10.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中， 所述焦點信號是基于所述圖像信號而獲得的代表對比度的AF評價值， 所述焦點檢測單元進行掃描操作，以通過移動聚焦透鏡，由具有不同曝光條件的多個圖像信號，依次獲取具有不同曝光條件的多個AF評價值，并且， 所述選擇單元基于所述AF評價值，來獲取分別與曝光條件相對應的所述聚焦透鏡的多個對焦位置，并且從所述多個對焦位置之中選擇要進行聚焦的對焦位置。
11.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述焦點信號是由光瞳分割的光束對形成的圖像間的相位差。
12.根據(jù)權利要求1所述的攝像裝置，其中，所述選擇單元針對所述圖像信號的一幀中的各分割區(qū)域，來輸出關于對焦位置的分布的信息，并且基于針對所述多個分割區(qū)域的對焦位置的分布，來選擇用于通過改變攝像光學系統(tǒng)的位置多次進行拍攝的該攝像光學系統(tǒng)的位置。
13.根據(jù)權利要求12所述的攝像裝置，其中，基于所述攝像單元中的濾色器的重復的單位，來設置所述多個分割區(qū)域。
14.根據(jù)權利要求2所述的攝像裝置，該攝像裝置還包括存儲控制單元，該存儲控制單元被配置為進行控制，以將由所述圖像組合單元生成的合成圖像針對各幀存儲在存儲器中。
15.一種攝像裝置的控制方法，該方法包括以下步驟: 由在不同曝光條件下獲得的多個圖像信號的各個圖像信息檢測焦點信號，所述多個圖像信號被從攝像單元輸出以組合圖像，從而生成一幀的合成圖像；以及 基于所檢測到的焦點信號，來獲取分別與所述曝光條件相對應的多個對焦位置，并且從所述多個對焦位置之中選擇要進行聚焦的對焦位置。
【文檔編號】H04N5/235GK104284083SQ201410311704
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權日:2013年7月2日
【發(fā)明者】芝上玄志郎 申請人:佳能株式會社