CN103048846A - 焦点调节装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种焦点调节装置及其控制方法。所述焦点调节装置包括：被摄体检测单元，用于检测被摄体的特征信息；多个信号生成单元，用于积聚电荷以分别生成并且输出一对图像信号；以及焦点检测单元，用于控制所述多个信号生成单元的电荷存储，并且基于从所述多个信号生成单元中的与所述被摄体检测单元检测的所述被摄体的特征信息相对应的第一信号生成单元输出的一对图像信号之间的相位差来检测焦点，其中，在所述被摄体检测单元的检测的信赖度是高于第二水平的第一水平的情况下，所述焦点检测单元将所述第一信号生成单元的电荷存储时间设置为比在所述第二水平的情况下更长。

Description

焦点调节装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及通过根据被摄体的特征信息进行追踪来进行自动聚焦(AF)控制的焦点调节装置。
背景技术
传统上，已经讨论了如下技术：即检测诸如脸部或颜色的特征信息，并基于与该特性信息的位置相对应的相位差自动聚焦(AF)传感器的测距结果来执行聚焦控制。日本专利特开第2010-186004号公报讨论了如下技术，即通过追踪脸部区域、利用相位差AF来进行焦点调节。
日本特许第3442426号公报讨论了如下技术：预先存储测光传感器的输出与AF传感器的输出之间的关系作为设置值，并且基于亮度的高低来调节AF传感器的电荷存储时间。
然而，由于相位差AF和脸部/颜色检测的原理，适于检测的被摄体的各特征彼此不兼容。更具体来说，对于相位差AF，在具有对比度的被摄体的情况下能够获取高聚焦精度。另一方面，对于脸部/颜色检测，在不适于相位差AF的具有均匀颜色(例如肤色)的区域中，被摄体的检测较容易。这些相反的特征会导致如下问题：在已经检测到脸部或颜色的位置执行聚焦控制的情况下，无法获取足够的聚焦精度。在日本特许第3442426号公报中讨论的技术中，基于被摄体的亮度信息改变AF传感器的电荷存储时间。因此，无法避免如下问题：在通过使用诸如脸部或颜色的特征信息执行AF时，由低对比度导致相位差AF的精度降低。
发明内容
本发明旨在使用诸如脸部或颜色的特征信息，在保持追踪精度的同时，提高追踪区域中的相位差自动聚焦性能。
根据本发明的一方面，提供了一种焦点调节装置，所述焦点调节装置包括：被摄体检测单元，用于检测被摄体的特征信息；多个信号生成单元，用于积聚电荷以分别生成并且输出一对图像信号；以及焦点检测单元，用于控制所述多个信号生成单元的电荷存储，并且基于从所述多个信号生成单元中的与所述被摄体检测单元检测的所述被摄体的特征信息相对应的第一信号生成单元输出的一对图像信号之间的相位差来检测焦点，其中，在所述被摄体检测单元的检测的信赖度是高于第二水平的第一水平的情况下，所述焦点检测单元将所述第一信号生成单元的电荷存储时间设置为比在所述第二水平的情况下更长。
根据本发明的另一方面，提供了一种焦点调节装置的控制方法，本发明在另一方面中提供了一种图像处理方法，所述焦点调节装置包括多个信号生成单元，所述多个信号生成单元用于积聚电荷以分别生成并且输出一对图像信号，所述控制方法包括以下步骤：检测被摄体的特征信息；控制所述多个信号生成单元的电荷存储；以及基于从所述多个信号生成单元中的与所检测的被摄体的特征信息相对应的第一信号生成单元输出的一对图像信号之间的相位差来检测焦点，其中，在所述被摄体的特征信息的检测的信赖度是高于第二水平的第一水平的情况下，所述第一信号生成单元的电荷存储时间被设置为比在所述第二水平的情况下更长。
通过以下(参照附图)对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征和方面将变得清楚。
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了本发明的实施例、特征和方面，并且与文字说明一起用来解释本发明的原理。
图1例示了根据第一示例性实施例的照相机的结构。
图2是例示根据第一示例性实施例的照相机功能的框图。
图3A至图3F例示了根据第一示例性实施例的自动聚焦(AF)传感器表面和自动曝光(AE)传感器表面之间的对应关系。
图4(包括图4A和图4B)是例示根据第一实施例的AF处理单元执行的处理的流程图。
图5是例示根据第一示例性实施例的AE图像处理单元执行的处理的流程图。
图6是例示根据第一示例性实施例的追踪测距点采用确定处理的流程图。
图7是例示根据第一示例性实施例的追踪测距点的AF电荷存储延长确定处理的流程图。
图8是示出根据第二示例性实施例的追踪测距点的AF电荷存储延长确定处理的流程图。
图9是例示追踪测距点的AF电荷存储完成等待处理的流程图。
图10A和图10B例示了AE传感器表面上的追踪区域的搜索。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的示例性实施例、特征及方面。
图1是例示作为根据本发明的摄像装置的示例的数字照相机(下文中，简称为“照相机”)100的结构示例的框图。图2是例示根据本发明的照相机功能的结构图。镜头单元202经由底座(mount)可拆卸地附装到照相机主体201。在本示例性实施例中，没有详细描述镜头单元。镜头单元202中的镜头微处理单元(MPU)基于来自照相机MPU 6的指令对透镜驱动单元221、光圈驱动单元220等的驱动进行控制。
照相机MPU 6包括存储用于控制照相机操作的程序的只读存储器(ROM)、用于存储变量的随机存取存储器(RAM)、以及存储各种参数的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。照相机MPU 6执行ROM中存储的程序，以实现包括以下描述的焦点检测处理的照相机主体201的操作。
照相机MPU 6从测光/被摄体特征信息检测单元10获取被摄体的亮度信息，并且使用焦点检测单元7执行焦点检测。根据本示例性实施例，测光/被摄体特征信息检测单元10具有检测诸如被摄体的脸部或颜色的特征信息的功能。对于与由测光/被摄体特征信息检测单元10检测的颜色信息相对应的区域，照相机MPU 6通过驱动焦点检测单元7来计算散焦量。
图3A至3F例示了根据本示例性实施例的AF传感器表面和AE传感器表面之间的对应关系。图3B例示了AE传感器表面。根据本示例性实施例，测光/被摄体特征信息检测单元10中包括的AE传感器211具有用于检测图3B所示的红色、绿色以及蓝色(RGB)分量的多个像素301。图3A例示了AF传感器表面302。焦点检测单元7中包括的AF传感器(信号生成单元)具有图3A所示的多个线传感器对303和测距点304。各线传感器包括多个像素。
焦点检测单元7基于与各测距点304相对应的线传感器对303输出的图像信号对之间的相位差执行AF控制。换言之，焦点检测单元7通过检测来自被摄体的光束(light flux)分割方向的相对位移量来执行AF控制。以与AF传感器表面302相对应的位置关系，设置AF传感器211中的多个像素301的所有区域。
替代示例性实施例的AF传感器，能够进行成像面相位差AF，其中使用图像传感器上的像素的输出，来执行利用相位差方法的焦点检测。更具体来说，存在用于使用接收摄像光学系统的出射光瞳的一部分被遮蔽的光束的AF像素的输出的方法。还存在如下方法，即分割与一个微镜相对应的像素并且使用各分割的像素的输出。此外，能够组合使用AF传感器的相位差AF和成像面相位差AF。
焦点检测单元7对AF传感器指定最大允许存储时间。当经过最大允许存储时间时，或AF传感器的电荷已经被充分存储时，焦点检测单元7向照相机MPU 6通知读取完成。例如，当确定足够的电荷被存储在中心的AF传感器中时，也能够完成其他AF传感器的读取。对于焦点检测单元7的操作，采用关于公知的相位差AF传感器的技术。作为照相机镜头系统，照相机MPU 6通过重复与镜头的数据交换通信、AF处理、以及镜头驱动通信来执行AF控制。
快门驱动单元8根据来自照相机MPU 6的指令驱动快门(未示出)。旋钮单元9是使用户能够在照相机主体201上进行诸如连拍速度、快门速度、孔径值以及摄像模式的各种设置的操作单元。成像面11是图像传感器208的光接收面并且在主反射镜(及子反射镜)被移出光路以打开快门时接收被摄体图像。显示单元12包括诸如液晶显示器(LCD)或有机电致发光(EL)显示器的显示装置，并且执行由成像面拍摄的图像的查看显示，或诸如菜单画面的图形用户界面(GUI)显示。
接下来，参照图2中的结构图，描述根据本示例性实施例的摄像装置的功能。操作检测单元213检测由用户经由附装到照相机主体201的旋钮单元9或按钮、开关或检测设备(未示出)执行的操作，并且将根据操作内容的信号发送到照相机MPU 6中的系统控制单元203。反射镜控制单元212基于从系统控制单元203发送的控制信号执行反射镜控制。
在操作检测单元213检测到开关(SW)操作时或在连拍期间的反射镜下降状态中，系统控制单元203从焦点检测单元217的AF处理单元205中包括的线传感器对303读取电荷存储数据。系统控制单元203基于所读取的数据执行用于焦点调节的测距点的选择和焦点调节计算。然后，系统控制单元203基于计算结果将镜头驱动信号经由镜头MPU发送到镜头驱动单元221。镜头驱动单元221基于从系统控制单元203发送的信号移动镜头以执行聚焦控制。
图像传感器208将经由透镜入射的光束光电转换成电信号以生成图像数据。显示控制单元209使显示单元12显示摄像结果的图像。主存储器210是用于存储由系统控制单元203和AE图像处理单元204执行的计算所需的数据的存储设备。
AE图像处理单元204基于从AE传感器211读出的图像数据进行各种控制操作。AE传感器表面具有诸如图3B所示的像素301的结构的多部分传感器结构。AE传感器包括R滤色器、G滤色器、及B滤色器，并且能够检测作为被摄体特征信息的脸部或颜色信息。每次摄像都将被摄体脸部或颜色信息的检测结果发送到AF处理单元205。例如，可以每几次摄像操作传送一次脸部信息的检测结果，并且可以每次摄像都将颜色信息的检测结果发送到AF处理单元205。由AE图像处理单元204执行的其他处理之一是自动曝光计算，基于AE传感器211的输出结果进行曝光计算处理。根据本示例性实施例，系统控制单元203根据被摄体的脸部或颜色信息的检测结果和检测区域来切换AF处理单元205的控制。以下详细描述该处理。
接下来，将参照图3A至3F，描述本示例性实施例的AF传感器表面和AE传感器表面。焦点检测单元7包括具有多个线传感器对303的AF传感器表面302。在AF传感器表面302上，多个测距点304被布置为可由用户选择。在各测距点，布置相应的AF线传感器303。图3A例示了设置61个可选择的测距点的示例。在测距点304，布置一对分别用于垂直检测和水平检测的线传感器。
测光/被摄体特征信息检测单元10包括AE传感器表面。如图3B所示，AE传感器表面被分割为作为多个测光区域的像素301，能够在与AF传感器的测距点相对应的区域上进行测光处理。
例如，图3C和3D例示了在AE传感器表面上检测被摄体(人)305时AE传感器表面的检测状态(图3D所示)和AF传感器表面(图3C所示)之间的位置关系。当在AE传感器表面上检测被摄体305的脸部的位置或大小时，测光/被摄体特征信息检测单元10将所检测到的信息通知给系统控制单元203。系统控制单元203基于接收到的信息生成与所检测的脸部的区域相对应的AF传感器表面302上的测距点信息。在所示的情况下，区域306是测距点区域。
图3E和图3F例示了在检测到相对较大的被摄体(人)时AE传感器表面的检测状态(图3F所示)和AF传感器(图3E所示)之间的位置关系。在这种情况下，测光/被摄体特征信息检测单元10检测到与人的眼睛相对应的区域307。系统控制单元203在与眼睛的区域相对应的AF传感器表面302上识别作为测距点区域的区域308。
接下来，将参照图4至6，描述根据本示例性实施例由AE图像处理单元204和AF处理单元205执行的AF处理的流程。
图4(包括图4A和4B)例示了AF处理单元205的控制流程。当操作检测单元213接收开关(SW)1的输入时，系统控制单元203控制AF处理单元205以开始AF处理。在步骤S401中，AF处理单元205向AE图像处理单元204发出用于进行诸如被摄体检测、测光计算等的各种类型的处理的请求。
在步骤S402中，AF处理单元205开始AF传感器的电荷存储驱动。在步骤S403中，AF处理单元205等待AE图像处理单元204通知的要追踪的被摄体的信息。下面将参照图5描述由AE图像处理单元204执行的追踪处理。AF处理单元205获取表示所追踪的被摄体的检测结果的确定性的信赖度的评价值和AF传感器表面上的被摄体的位置信息，作为所追踪的被摄体的信息。
在步骤S404中，AF处理单元205确定是否采用由AE图像处理单元204通知的追踪结果。以下将参照图6描述确定处理。在步骤S405中，AF处理单元205参照在步骤S404中的确定结果。如果AF处理单元205确定不被采用追踪结果(步骤S405“否”)，则处理进行到步骤S410。如果AF处理单元205确定采用追踪结果(步骤S405“是”)，则处理前进到步骤S420。
在步骤S410中，AF处理单元等待预定的线传感器对(例如，中心的线传感器对)的电荷存储的完成。然后，AF处理单元205针对关于用户经由操作检测单元213选择的测距点及其周围的测距点的线传感器对执行读取。所选择的测距点周围的读取的执行是用于捕捉被摄体在传感器表面的水平或垂直方向上的移动以聚焦照相机。期望只要处理时间允许即在尽可能宽的范围内读取传感器信息。此外，在用于从所有测距点自动选择适当的测距点的自动选择模式中，从与所有的测距点相对应的线传感器对读取信息。
在步骤S411中，AF处理单元205从在步骤S410中读取的线传感器对的电荷存储结果之中选择最优电荷存储结果。更具体来说，利用其中相位差AF的信赖度(图像信号的信赖度)高于预定阈值的电荷存储结果。例如，如日本专利特开第2007-052072号公报中所讨论的，根据两个图像之间的一致度计算相位差AF的信赖度。作为另一选择，当在预测模式中进行焦点检测时，AF处理单元205从过去的历史中，选择表示与预测结果接近的图像偏差量的传感器输出结果作为最优电荷存储结果。
在步骤S412中，AF处理单元205向AE图像处理单元204，通知与在步骤S411中选择的传感器位置相对应的测距点的位置信息以及用于更新追踪对象的请求。例如，当区域309已经被选择作为图3A所示的测距点区域时，AF处理单元205向AE图像处理单元204通知与AF传感器表面上的区域309相对应的图3B所示的区域310。
在利用由AE图像处理单元204通知的追踪结果时，进行步骤S420中的处理。AF处理单元205确定在针对预定的线传感器对(例如，中心的线传感器对)的电荷存储完成时，电荷是否已经被存储在与所通知的追踪测距点相对应的线传感器对(第一信号生成单元)中。
可能存在由AE图像处理单元204通知的多个测距点。在这种情况下，与多个测距点相对应的所有的线传感器对都是用于确定电荷存储的完成的对象。当针对某个对象线传感器对的电荷存储已经完成时(步骤S420“是”)，在步骤S430中，AF处理单元205针对与追踪的指定测距点相对应的线传感器对执行读取。
例如，当AE图像处理单元204检测到图3B所示的区域312中存在追踪对象时，向AF处理单元205通知图3A所示的AF传感器表面302上的相应的区域313。在该步骤中，AF处理单元205确定针对与区域313相对应的所有线传感器对的电荷存储是否已经完成。
然而，由于AE图像处理单元204检测到与以下所述相同的颜色的被摄体，因此作为所通知的区域313的被摄体特征，均匀颜色的对比分量往往是小的。因此，对于作为检测对比分量的对象的线传感器对，电荷存储相对较花费时间。在步骤S430中，执行与追踪的指定测距点相对应的线传感器对的读取。AF处理单元205从线传感器对的读取结果之中选择线传感器对的最优读取结果。
当针对与在步骤S420中由AE图像处理单元204通知的测距点相对应的线传感器对的电荷存储尚未完成时，进行步骤S421中的处理。在该步骤中，AF处理单元205确定是否延长传感器的电荷存储时间。下面将详细描述确定处理。
在步骤S422中，AF处理单元205参照与在步骤S421中执行的关于是否延长与追踪测距点相对应的线传感器对的电荷存储时间的确定结果。当AF处理单元205确定不延长电荷存储时间时(步骤S422“否”)，在步骤S424中，AF处理单元205取消追踪测距点的AF传感器的电荷存储。然后，在步骤S430中，AF处理单元205执行追踪测距点的读取处理，并选择最优电荷存储结果。当AF处理单元205确定延长电荷存储时间时(步骤S422“是”)，在步骤S423中，AF处理单元205等待AF传感器的电荷存储的完成。然后，在步骤S430中，AF处理单元205执行追踪测距点的读取处理，并选择最优电荷存储结果。
在步骤S431中，AF处理单元205参照在步骤S430中选择的追踪测距点的测距结果，以确定是否采用追踪测距点。例如，当与过去的测距历史相比，作为测距结果的散焦量大大偏离时，确定不采用追踪测距点(步骤S431“否”)，并且处理前进到步骤S411。当确定采用测距点时(步骤S431“是”)，则处理前进到步骤S432。在步骤S432中，AF处理单元205向AE图像处理单元204，通知在步骤S430中从由AE图像处理单元204通知的测距点之中最终选择的测距点，并且处理前进到步骤S440。下面将描述由AE图像处理单元204执行的处理。基于测距点信息，AF处理单元205执行下一追踪处理。
在步骤S440中，系统控制单元203基于从在步骤S411或S430中选择的电荷存储结果导出的散焦量，来指示镜头MPU驱动镜头的距离环。镜头驱动单元221基于镜头MPU的指令驱动距离环。
在步骤S441中，系统控制单元203检测SW 2的操作的输入。然后，在步骤S442中，系统控制单元203进行摄像处理。如果没有检测到SW 2的操作输入(步骤S441“否”)，则处理再次返回到步骤S401中的AF处理。
接下来，将参照图6中的流程图，描述图4的步骤S404中关于是否采用由AE图像处理单元204通知的追踪结果的确定。
在步骤S601中，系统控制单元203确定在上次测距处理的步骤S412中是否通知了追踪对象改变请求。当已经通知追踪对象改变请求时(步骤S601“是”)，在步骤S603中，系统控制单元203确定不采用追踪结果。当确定在上次测距处理的步骤S412中未通知追踪对象改变请求时(步骤S601“否”)，处理前进到步骤S602。
在步骤S602中，系统控制单元203确定由AE图像处理单元204通知的追踪结果是否在传感器表面上大大偏离过去的测距历史。当大大偏离时(在步骤S602“是”)，追踪结果涉及与要追踪的被摄体不同的另一被摄体的删除的可能性较高。因此，处理前进到步骤S603，系统控制单元203确定不采用的追踪结果。在这种情况下，例如基于视角和被摄体距离，来确定传感器表面上过去选择的测距点和追踪结果的测距点之间的偏离的阈值。当没有条件被满足时(步骤S602“否”)，处理前进到步骤S604，系统控制单元203确定采用追踪结果。
接下来，将参照图5中的流程图，描述由AE图像处理单元204进行的控制。首先，在步骤S501中，AE图像处理单元204等待从AF处理单元205接收处理请求。当接收到处理请求时(步骤S501“是”)，则处理进行到步骤S502。
在步骤S502中，AE图像处理单元204确定AF处理单元205是否通知了追踪对象改变请求。在第一追踪处理的情况下，AE图像处理单元204确定已经接收到追踪请求。当确定已经通知追踪对象改变请求时(步骤S502“是”)，则处理进行到步骤S503。在步骤S503中，AE图像处理单元204基于在步骤S412中通知的并且由AF处理单元205选择的测距点区域，来设置用于检测被摄体的脸部或颜色特征信息的区域。
当确定尚未通知追踪对象改变请求时(步骤S502“否”)，则处理进行到步骤S504。AE图像处理单元204基于在上一追踪区域中设置的区域，来设置用于从该区域的周围区域检测被摄体的脸部或颜色特征信息的区域。用于检测被摄体的特征信息的区域设置在上一追踪区域的周围，用于捕捉传感器表面上的被摄体的水平移动。期望只要处理时间允许即读取尽可能宽的范围的传感器信息。
在步骤S505中，AE图像处理单元204开始AE传感器211的电荷存储驱动。在步骤S506中，AE图像处理单元204读取AE传感器211的电荷存储结果。
在步骤S507中，AE图像处理单元204使用公知的脸部检测技术，基于AE传感器211的读取结果确定脸部是否存在。如果检测到脸部(步骤S507“是”)，则处理进行到步骤S508，而如果没有检测到(步骤S507“否”)，则处理进行到步骤S510。
在步骤S508中，AE图像处理单元204确定在步骤S502中是否存在追踪对象改变请求。如果确定已经做出追踪对象改变请求(步骤S508“是”)，则处理进行到步骤S509。在步骤S509中，AE图像处理单元204存储用于颜色追踪的颜色信息。颜色信息被存储用于通过下一帧及后续帧的颜色信息进行的追踪。在这种情况下，在检测到脸部时的面部的确定性被计算作为追踪信赖度。
如果没有检测到脸部(步骤S507“否”)，则在步骤S510中，AE图像处理单元204确定是否能够基于颜色进行追踪。在这种情况下，AE图像处理单元204确定在步骤S502中是否存在追踪对象改变请求。当追踪对象改变请求存在的情况下(步骤S510“是”)，则处理前进到步骤S511。而追踪对象改变请求不存在时(步骤S510“否”)，则处理进行到步骤S512。
在步骤S511中，AE图像处理单元204将在步骤S503中设置的区域中检测到的被摄体的颜色信息存储作为用于追踪的颜色信息。颜色信息被存储用于通过下一帧及后续帧的颜色信息进行的追踪。该处理对应于测距开始之后的第一追踪处理，或AF处理单元205不采用追踪结果的下一测距的追踪处理。
在这种情况下，例如，当区域309被选择作为图3A所示的测距点区域时，AF处理单元205向AE图像处理单元204通知与区域309相对应的区域310。在该步骤中由AE图像处理单元204存储的颜色信息是存在于包括区域310的AE分割区域311的颜色信息。当存在多个颜色时，AE图像处理单元204存储总面积大的颜色作为追踪颜色，并且同时存储相同颜色的区域的形状和大小。
在步骤S512中，AE图像处理单元204在步骤S504中设置的检测对象区域中，搜索与存储的追踪颜色信息一致的区域。在这种情况下，AE图像处理单元204搜索其中检测对象区域的颜色信息与存储的追踪颜色信息相互一致的区域，并且计算一致度作为用于评价追踪信赖度的评价值。
图10A例示了例如上面在步骤S511中所述的向AE图像处理单元204通知与AF选择测距点相对应的AE传感器上的区域310的情况。在图10A中，包括区域310的AE分割区域311是检测对象区域。AE图像处理单元204切除其中占用AE分割区域311中的被确定为相同颜色的区域的总面积是最大的颜色区域。图10A例示了AE分割区域311中的对角线表示的区域320被确定为相同颜色的最大区域的情况。
然后，在如图10B所示的下一拍摄图像中，AE图像处理单元204将由对角线表示的区域320视为参照区域，并且搜索颜色信息与参照区域一致的区域作为追踪区域。在检测追踪区域的过程中，参照区域320被分割为多个区域。在如图10B所示的情况下，参照区域320被分割为10个区域。
AE图像处理单元204针对AF传感器上的所有像素301，来评价各单位区域323和参照区域320之间的颜色信息的一致度。更具体来说，AE图像处理单元204以与参照区域320相同的方式分割单位区域323，并且比较参照区域320的各分割区域和单位区域323的各分割区域之间的颜色分量。根据本示例性实施例，单位区域323的尺寸等于参照区域320的尺寸，并且对两个区域的相应位置的分割区域的颜色分量进行相互比较。
AE图像处理单元204针对所有的分割区域计算将单位区域323和参照区域320的各分割区域的颜色分量的一致度加在一起的结果作为信赖度的评价值，并且将具有最高评价值的单位区域323设置为追踪区域。该算法评价颜色分量的一致度以设置追踪对象，形状的一致度也被评价作为结果。
在新设置的追踪区域在x-y平面上偏离上次确定的追踪区域时，AE图像处理单元204降低评价值以减少信赖度。这是考虑到被摄体存在于距上次检测的追踪区域较近的位置的高可能性。
因此，AE图像处理单元204从对象区域之中选择颜色信息与追踪颜色信息最一致的区域，并且基于所存储的被摄体的形状和尺寸计算一致度作为表示信赖度的评价值。
在步骤S513中，AE图像处理单元204向AF处理单元205通知追踪信息。作为追踪信息，包括关于在步骤S507中是否已经检测到脸部的信息、关于在步骤S511和S512中获取的追踪测距区域和信赖度的信息。
接下来，将参照图7，描述根据第一示例性实施例的追踪测距点的AF电荷存储时间延长确定处理。在图4所示的步骤S421中，当与由AE图像处理单元204通知的测距点相对应的线传感器对的电荷存储尚未完成时，AF处理单元205确定是否延长传感器对的电荷存储时间。
在图7所示的步骤S701中，AF处理单元205确定在图5所示的步骤S513中由AE图像处理单元204通知的追踪信赖度是否足够高。换言之，AF处理单元205确定追踪信赖度是否高于预定水平。当信赖度不高于预定水平时(步骤S701“否”，即，第二水平)，则处理进行到步骤S708。在步骤S708中，AF处理单元205不延长电荷存储时间，并且不论AE图像处理单元204的通知结果如何都采用焦点检测结果的最优结果。
当追踪信赖度是高于预定水平时(步骤S701“是”，即，第一水平)，则处理进行到步骤S702。在步骤S702中，AF处理单元205确定新获取的追踪位置信息没有大大偏离过去的历史。例如，AF处理单元205参照过去的数个帧的拍摄历史，即使过去的追踪位置在图3A所示的区域309附近，但新获取的追踪位置大大偏离过去的历史，如同图3A的区域313的情况(步骤S702“是”)，则处理也前进到步骤S708。如果新获取的追踪位置尚未大大偏离过去的历史，则处理进行到步骤S703(步骤S702“否”)。
在步骤S708中，AF处理单元205采用测距结果的最优结果，而不延长电荷存储时间。基于被摄体的距离信息或镜头的焦距确定在该情况下的偏离的阈值。
在步骤S703中，AF处理单元205确定由AE图像处理单元204通知的追踪结果是否是通过基于脸部信息的追踪而获取的。如果追踪结果基于脸部信息(步骤S703“是”)，则处理前进到步骤S704。而如果追踪结果不基于脸部信息，而是基于颜色信息(步骤S703“否”)，则处理进入到步骤S707。
在步骤S704中，AF处理单元205确定在由AE图像处理单元204通知的追踪结果的脸部信息中是否已经检测到眼睛位置。当确定已经检测到眼睛位置时(步骤S704“是”)，则处理进行到步骤S705。在步骤S705中，AF处理单元205使用作为延长的存储时间的第一设置时间控制AF传感器的驱动。
当确定未检测到眼睛位置时(步骤S704“否”)，在步骤S706中，AF处理单元205使用作为延长的存储时间的第二设置时间控制AF传感器的驱动。在步骤S707中，当检测到基于颜色的追踪结果时，AF处理单元205使用作为延长的存储时间的第三设置时间控制AF传感器的驱动。能够单独设置第一至第三设置时间。例如，设置时间可以被设置为满足第一设置时间＜第二设置时间＜第三设置时间。该设置的原因是当能够识别眼睛位置时，能够相对容易地检测到对比分量。
当脸部被识别时，期望与检测标准色的情况相比，能够相对容易地检测到对比分量。因此，当检测到眼睛或脸部时，能够增加释放响应性，而无需根据被摄体将延长的存储时间设置为超过所需要的时间。
另一方面，在基于颜色信息的追踪中，如上所述在步骤S512中，由于形状或尺寸与相同颜色的更相似，所以追踪的信赖度被确定为较高。因此，当基于颜色信息进行追踪时，在AF处理中往往难以检测对比分量，因此期望确保较长的电荷存储时间。在这种情况下，追踪信赖度和相位差AF的检测精度被设置呈逆相关。因此，能够由表示追踪信赖度的评价值的倒数设置第三设置时间。
根据本示例性实施例，AF传感器的最大允许存储时间被预先设置。为了延长电荷储存时间，延长的存储时间被设置为使得总电荷存储时间能够在最大允许存储时间内。
当追踪信赖度高于预定水平时，电荷存储时间能够延长预定时间，并且当追踪信赖度不高于预定水平时，可以不必延长电荷存储时间。另外，在将照相机设置为更积极地执行脸部检测的情况下，第一设置时间和第二设置时间能够被设置为更长。
如上所述，在本示例性实施例中，当进行与已经执行基于脸部或颜色信息的追踪的区域相对应的相位差AF时，根据被摄体的特征设置AF传感器的延长的存储时间。该控制使得能够确保相位差AF的测距精度，同时确保追踪性能。
接下来，将参照图9，描述在图4所示的步骤S423中延长电荷存储时间时用于等待AF电荷存储的完成的处理。
在步骤S901中，AF处理单元205等待与由AE图像处理单元204通知的追踪区域相对应的多个线传感器对中的一个的电荷存储的完成。
在步骤S902中，AF处理单元205针对电荷存储完成的线传感器对执行读取和计算处理，并且如在步骤S411中的情况下获取相位差AF的信赖度。
在步骤S903中，AF处理单元205确定在步骤S902中获取的信赖度是否超过预定阈值。当线传感器对中任一对的电荷存储结果充分可靠时(信赖度超过预定阈值，步骤S903“是”)，AF处理单元205取消其他线传感器对的驱动以结束当前处理。
换言之，即使在与追踪测距点相对应的线传感器对的电荷存储时间被延长的情况下，当延长的电荷存储时间内获取的与追踪测距点相对应的线传感器对中的任一对的电荷存储结果的信赖度较高时，AF处理单元205也结束电荷存储。当所读取的线传感器对的电荷存储结果的信赖度不高时(信赖度不超过预定阈值，步骤S903“否”)，则处理进行到步骤S904。
在步骤S904中，AF处理单元205确定是否已经读取与所有追踪测距点相对应的线传感器对的存储电荷。当仍有要读取的任何线传感器对时(步骤S904“否”)，处理返回到步骤S901。当已经完成所有线传感器对的读取时(步骤S904“是”)，处理进行到步骤S905。AF处理单元205从所读取的结果之中选择最好的一个。
通过上述处理，通过有效地执行与追踪区域相对应的线传感器对的读取同时采用AE图像处理单元204的追踪结果，能够确保AF处理的响应性。
接下来，将描述第二示例性实施例。将省略与第一示例性实施例类似部分的描述。在以上参照图7描述的与追踪测距点相对应的线传感器对的电荷存储时间延长确定处理中，第二示例性实施例与第一示例性实施例不同。下文中，将参照图8，描述根据第二示例性实施例与追踪测距点相对应的线传感器对的电荷存储时间延长确定处理。
在图4的步骤S421中，当与由AE图像处理单元204通知的测距点相对应的线传感器对的电荷存储尚未完成时，AF处理单元205确定是否延长线传感器对的电荷存储时间。在第二示例性实施例中，通过使用作为参照的步骤S421中的确定，AF处理单元205在能够保持照相机中设置的连拍速度的范围内延长电荷存储时间。因此，AF处理单元205存储在步骤S401中AF处理的开始时间。
在步骤S801中，AF处理单元205确定在步骤S513中由AE图像处理单元204通知的追踪信赖度是否足够高。当追踪信赖度是低的时(步骤S801“否”)，则处理进行到步骤S807，并且AF处理单元205从测距结果之中选择优选结果，而不延长电荷存储时间。然而，当追踪信赖度是高的时(步骤S801“是”)，则处理进行到步骤S802。
在步骤S802中，AF处理单元205测量从在步骤S401中存储的时间开始到步骤S421经过的时间T1。
在步骤S803中，AF处理单元205计算与由AE图像处理单元204通知的追踪区域相对应的线传感器对的读取/计算的时间T2。由于追踪区域根据检测结果而变化，所以时间T2根据追踪区域中包括的线传感器对的数量而变化。
在步骤S804中，AF处理单元205针对照相机中设置的连拍速度的条件计算不包含时间T1和T2的剩余时间T3。在步骤S805中，AF处理单元确定在步骤S804中计算的时间T3中是否存在富余。当AF处理单元205确定T3对于所设置的连拍速度存在富余时(步骤S805“是”)，则在步骤S806中针对时间T3设置延长的存储时间。另一方面，当时间T3不存在富余时(步骤S805“否”)，在步骤S807中，AF处理单元205结束处理，而不延长存储时间。
通过上述处理，根据本示例性实施例，即使当AE图像处理单元204的追踪结果改变时，也能够确保与追踪区域相对应的相位差AF的测距精度，同时保持照相机中设置的连拍速度并且确保追踪性能。
本发明的各方面还可以通过读出并执行记录在存储装置上的用于进行上述实施例的功能的程序的系统或设备的计算机(或诸如CPU或MPU的装置)来实现，以及通过由系统或设备的计算机通过例如读出并执行记录在存储装置上的用于进行上述实施例的功能的程序来进行各步骤的方法来实现。鉴于此，例如经由网络或者从用作存储装置的各种类型的记录介质(例如，计算机可读介质)向计算机提供程序。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。

Claims (14)

1.一种焦点调节装置，其包括：
被摄体检测单元，用于检测被摄体的特征信息；
多个信号生成单元，用于积聚电荷以分别生成并且输出一对图像信号；以及
焦点检测单元，用于控制所述多个信号生成单元的电荷存储，并且基于从所述多个信号生成单元中的与所述被摄体检测单元检测的所述被摄体的特征信息相对应的第一信号生成单元输出的一对图像信号之间的相位差来检测焦点，
其中，在所述被摄体检测单元的检测的信赖度是高于第二水平的第一水平的情况下，所述焦点检测单元将所述第一信号生成单元的电荷存储时间设置为比在所述第二水平的情况下更长。
2.根据权利要求1所述的焦点调节装置，其中，在所述被摄体检测单元的检测的信赖度是所述第二水平的情况下，在预定信号生成单元的电荷存储结束之后，所述焦点检测单元结束所述第一信号生成单元的电荷存储。
3.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，所述被摄体检测单元基于检测的特征信息来追踪被摄体。
4.根据权利要求3所述的焦点调节装置，其中，在所述被摄体检测单元没有追踪被摄体的情况下，在预定信号生成单元的电荷存储结束之后，所述焦点检测单元结束其他信号生成单元的电荷存储。
5.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，在存在多个所述第一信号生成单元的情况下，所述焦点检测单元使用图像信号的信赖度最高的电荷存储结果来检测焦点。
6.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，在所述被摄体检测单元的检测的信赖度是所述第一水平，并且在所设置的电荷存储时间内从所述第一信号生成单元输出的图像信号的信赖度高于预定阈值的情况下，所述焦点检测单元结束所述第一信号生成单元的电荷存储。
7.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，所述焦点调节装置被配置为包括在摄像装置中，并且
其中，所述焦点检测单元根据在所述摄像装置中设置的连拍速度来设置所述信号生成单元的电荷存储时间。
8.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，所述被摄体检测单元检测颜色信息作为所述被摄体的特征信息。
9.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，所述被摄体检测单元检测脸部信息作为所述被摄体的特征信息。
10.根据权利要求9所述的焦点调节装置，其中，在检测到脸部信息作为所述被摄体的特征信息的情况下，所述焦点检测单元将所述第一信号生成单元的电荷存储时间设置为比在没有检测到脸部信息作为所述被摄体的特征信息的情况下更短。
11.根据权利要求9所述的焦点调节装置，其中，在检测到脸部信息作为所述被摄体的特征信息的情况下，所述被摄体检测单元还检测眼睛信息，并且
在检测到眼睛信息的情况下，所述焦点检测单元将所述第一信号生成单元的电荷存储时间设置为比在没有检测到眼睛信息的情况下更短。
12.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，所述信号生成单元是各自包括多个像素的线传感器。
13.根据权利要求1或2所述的焦点调节装置，其中，所述焦点调节装置被配置为包括在具有图像传感器的摄像装置中，所述图像传感器被配置为光电转换经由摄像光学系统入射的光束，并且
其中，所述信号生成单元是所述图像传感器上的像素。
14.一种焦点调节装置的控制方法，所述焦点调节装置包括多个信号生成单元，所述多个信号生成单元用于积聚电荷以分别生成并且输出一对图像信号，所述控制方法包括以下步骤：
检测被摄体的特征信息；
控制所述多个信号生成单元的电荷存储；以及
基于从所述多个信号生成单元中的与所检测的被摄体的特征信息相对应的第一信号生成单元输出的一对图像信号之间的相位差来检测焦点，
其中，在所述被摄体的特征信息的检测的信赖度是高于第二水平的第一水平的情况下，所述第一信号生成单元的电荷存储时间被设置为比在所述第二水平的情况下更长。
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