[发明专利]摄像装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种被配置为当基于来自显示帧中不同位置之间的电荷蓄积的定时差的图像传感器的图像信号进行焦点调节时、获取最佳对焦(in-focus)位置的焦点调节技术。 

背景技术

传统上，作为针对CMOS图像传感器的摄像控制方法，有一种称为卷帘式快门(rolling shutter)的电子快门控制方法。在使用卷帘式快门的拍摄操作中，以小单位(例如逐行)依次扫描二维排列的多个像素，以从像素中读取电荷并将像素复位。在经过从像素复位后立即开始的预定时间段(电荷蓄积时间或曝光时间)之后，以与复位像素相同的方式再次扫描像素，从而从像素中读取电荷，并输出读取的电荷(图像信号)。当捕获运动图像时，以一帧为周期进行上述操作。 

当使用上述卷帘式快门拍摄照片时，在第一行像素与最后一行像素的图像捕获定时之间出现时间差。因此，在一帧的图像中，共同存在顶行与底行之间具有时间差的场景。 

此外，将聚焦透镜移动到多个位置、捕获图像、并基于通过对图像信号进行算术运算而获得的一系列AF评价值来确定对焦位置的自动聚焦操作的方法是公知的。该方法分为两种类型：一种类型是在移动聚焦透镜后停止该透镜，然后捕获图像，而另一种类型是在连续移动透镜的同时捕获图像。前一种类型的问题是花费时间，因为在拍照之前，必须等待透镜停止。因此，后一种类型在加速自动聚焦方面有优势。 

在后一种类型中，需要确定与自动聚焦(AF，auto focus)评价值相对应的透镜位置。作为具体的示例，通过基于光学系统的驱动时间、图像传感器上的AF区域的大小以及曝光时间进行校正计算、来获得AF区域的中心线的重心位置的方法是公知的(例如，日本特开2007-267278)。 

然而，如果采用后一种方法，则显示不同AF区域中的电荷蓄积定时的差的图像传感器产生如下弊端。 

当AF区域中的图像的上、下部分之间的对比度(contrast)差大时，出现如下问题。图12A例示了计算单个AF区域中的AF评价值及AF区域的重心位置的情况。图12B例示了为了计算本来应当有对比度的区域附近的AF评价值及重心位置、将AF区域的内部划分为多个部分并计算各部分的AF评价值及重心位置的情况。 

当在连续移动透镜的同时计算AF评价值时，如图12C所示，通常，在单个AF区域中获得的AF评价值及重心位置与在有对比度的区域附近计算的AF评价值及重心位置之间在对应关系上存在差异。这归因于用来计算重心位置的线的位置的不同以及卷帘式快门的影响，原理上这很难避免。 

换言之，依据AF区域的大小和AF区域中的图像的对比度、由卷帘式快门引起的电荷蓄积的时滞(time lag)的程度、或当连续移动透镜时透镜的移动速度，本来的对焦位置与由实际AF评价值指示的对焦位置之间的时滞变大。这导致自动聚焦的聚焦精度变差。 

发明内容

本发明的目的在于通过使用显示AF区域中的不同位置之间的电荷蓄积定时的时滞的图像传感器、在连续移动聚焦透镜的同时执行自动聚焦控制时，提高聚焦精度。 

根据本发明的一个方面，提供了一种摄像装置，该摄像装置包括：摄像单元，其具有沿行和列方向二维排列的多个像素，并被配置为通过在移动聚焦透镜的位置的同时依次扫描多个像素以从各像素中读出图像信号，来获得被摄体的图像；检测单元，其用于检测所述摄像单元获得的图像中的被摄体区域；设置单元，其用于与所述检测单元检测到的所述被摄体区域相对应地设置自动聚焦区域；以及聚焦控制单元，其被配置为获得所述设置单元设置的所述自动聚焦区域中的多个图像的对焦状态，所述多个图像由所述摄像单元捕获，并基于关于所述对焦状态的信息对所述聚焦透镜进行聚焦控制，其中，在所述被摄体区域大于预定大小的情况下，所述设 置单元通过在出现电荷读出定时差的行方向或列方向上减小所述被摄体区域的大小，来设置小于与所述被摄体区域相对应的自动聚焦区域的自动聚焦区域。 

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图例示本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。 

图1是例示根据本发明的示例性实施例的数字照相机的示意性功能结构的框图。 

图2例示当连续移动聚焦透镜时由于卷帘式快门的影响引起的AF区域中的重心位置的时滞。 

图3是例示根据示例性实施例的数字照相机的基本操作流程的流程图。 

图4是例示根据示例性实施例的数字照相机在按下SW1前的AF操作的流程图。