CN105979160A - 摄像装置及摄像装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种摄像装置及摄像装置的控制方法。摄像装置包括：图像传感器；选择单元，选择第一模式和第二模式中的一个，在所述第一模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号不被作为可视图像输出，而在所述第二模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号被作为可视图像输出；测光单元，基于从所述图像传感器输出的电信号执行测光；焦点检测单元，基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行焦点检测，以及控制单元，控制电荷累积时段，从而如果已选择所述第一模式，则将最小累积时段设置为第一时段，而如果已选择所述第二模式，则将最小累积时段设置为大于或等于所述第一时段的第二时段。

Description

摄像装置及摄像装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种摄像装置及摄像装置的控制方法。

背景技术

传统上，已公开如下技术：通过将被摄体图像相位差检测功能应用于包含在图像传感器中的像素来实现消除了对专用AF传感器的需求的高速相位差AF。在日本JP特开2000-292686号公报中，通过使光接收部分的传感区域相对于一片微透镜的光轴离心，从而在图像传感器的光接收元件(像素)的一部分中应用光瞳分割功能。然后，通过以预定间隔在摄像像素组之间排列这些像素作为焦点检测像素，从而基于从焦点检测像素获得的信号来执行相位差焦点检测。

注意，利用这种摄像装置，基于来自摄像像素组的输出所生成的拍摄图像通常被作为通过透镜(through-the-lens)图像而显示在摄像装置上所包括的显示装置上。为此，考虑到要显示图像这一事实，执行曝光控制，从而使整个图像的平均曝光量合适。

另一方面，日本JP特开2000-292686号公报公开了这样一种技术：可移动半反射镜被配设在摄像光学系统和图像传感器之间的光学路径上，并且在能够经由光学取景器监视的同时，基于来自经由半反射镜入射到图像传感器上的被摄体的光束而执行焦点检测。

当将半反射镜插入摄像光学系统和图像传感器之间的光学路径中、并且通过光学取景器监视被摄体时，仅通过透镜的光圈开口来限制来自被摄体的入射光的量，因此通常保持全开状态。为此，不能利用光圈执行曝光控制，并且根据被摄体的亮度，像素信号相对容易地变得饱和。

发明内容

本发明是考虑到上述情形而提出的，并且本发明使得能够在包括焦点检测像素的图像传感器中更恰当地执行曝光控制和焦点检测。

根据本发明，提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：图像传感器，被配置为将经由摄像光学系统入射在其上的光转换成电信号，并输出该电信号；控制单元，被配置为控制所述图像传感器的电荷累积时段；选择单元，被配置为选择第一模式和第二模式中的一个，在所述第一模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号不被作为可视图像输出，而在所述第二模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号被作为可视图像输出；测光单元，被配置为基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行测光；以及焦点检测单元，被配置为基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行焦点检测，其中，所述控制单元利用水平同步信号时段的整数倍来控制所述电荷累积时段，并且如果已选择所述第一模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为第一时段，而如果已选择所述第二模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为大于或等于所述第一时段的第二时段。

此外，根据本发明，提供了一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括被配置为将经由摄像光学系统入射在其上的光转换成电信号并输出该电信号的图像传感器，所述控制方法包括：选择第一模式和第二模式中的一个，在所述第一模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号不被作为可视图像输出，而在所述第二模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号被作为可视图像输出；利用水平同步信号时段的整数倍来控制所述图像传感器的电荷累积时段，并且如果已选择所述第一模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为第一时段，而如果已选择所述第二模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为大于或等于所述第一时段的第二时段；基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行测光；以及基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行焦点检测。

根据以下参照附图对示例性实施例的详细描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

附图包含在说明书中并构成说明书的一部分，附图描述了本发明的示例性实施例、特征和各方面，并和说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明实施例的照相机的示意性结构的图。

图2是示出根据本实施例的图像传感器中的像素的排列的示意图。

图3是示出根据本发明实施例的图像传感器的示意性结构的图。

图4是根据本实施例的单位像素的等效电路图。

图5是例示根据本实施例的摄像光学系统的出射光瞳面和光电转换单元之间的关系的图。

图6A和图6B是示出根据本实施例从图像传感器中读出一行电荷的操作的时间图。

图7是示出根据本实施例从图像传感器中读出一个像面值(imageplane-worth)的信号的操作的时间图。

图8A和图8B例示了示出根据实施例的照相机的摄影处理的流程图。

图9是示出根据实施例的焦点检测处理的流程图。

图10是示出根据实施例的图像摄影处理的流程图。

图11是例示目标电荷累积时段与能被设置的电荷累积时段之间的误差对曝光的影响的图。

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。应当根据各种条件和适用于发明的装置的结构适当改变实施例中示出的构成部分的尺寸、形状和相对位置，并且本发明并不限于这里所述的实施例。

图1是示出作为根据本发明的实施例的摄像装置的示例的照相机的示意性结构的图，照相机由可交换摄影透镜100和照相机主体150构成。摄影透镜100包括第一透镜组101、光圈102、第二透镜组103及第三透镜组104(摄像光学系统)，并且被配置在光轴L上。摄影透镜100还包括驱动/控制系统。

第一透镜组101被配置在摄影透镜100的前端，并被保持为能够在光轴方向上前后移动。光圈102利用其正被调整的开口直径来执行摄影期间的光量调整。光圈102和第二透镜组103作为一体化单元在光轴方向上前后移动，并通过与第一透镜组101的前后移动连动而实现变倍效果(变焦功能)。另外，第三透镜组104包括在光轴方向上前后移动的焦点透镜以执行焦点调整。

作为驱动/控制系统，包括变焦致动器111、光圈致动器112及焦点致动器114。变焦致动器111使凸轮管(未示出)旋转以便在光轴方向上前后地从第一透镜组101移动到第三透镜组103，从而执行变倍操作。光圈致动器112通过控制光圈102的光圈直径而调整图像摄影光量。焦点致动器114通过在光轴方向上前后移动第三透镜组104而执行焦点调整。

另一方面，在照相机主体150中，光学低通滤波器、红外切割滤波器106以及由CMOS传感器、外围电路等构成的图像传感器107被配置在摄影透镜100的预定成像面的附近。根据本实施例的图像传感器107具有生成图像信号的功能，并具有检测焦点状态的功能。注意，稍后将描述图像传感器107的具体结构。

由平行平玻璃板等形成的半反射镜105被配置在摄影透镜100和图像传感器107之间。以旋转轴为中心将半反射镜105驱动至在光学路径上对角倾斜的位置(实线)和从光学路径退出的位置(虚线)中的一个。

半反射镜105是整个表面具有半透射性质的镜，并且当其被配置在光学路径上的实线位置处时，通过摄影透镜100的光束被分割为被引导至位于上方的光学取景器(光学部件)的反射光和入射到图像传感器107上的透射光。被半反射镜105反射的光在包括扩散面和菲涅尔面且构成光学取景器的调焦板109的扩散面上形成图像，并且经由五棱镜110和目镜光学系统108将光引导至摄影师的眼睛处。另一方面，通过图像传感器107接收透射光，并且经由AD转换、图像处理单元等使根据所接收光而生成的电信号成为图像信号。

另一方面，当半反射镜105被配置在从光学路径退出的虚线位置处时，已通过摄影透镜100的光束被照原样引导至图像传感器107，并将图像形成在图像传感器107的光接收表面上。通过AD转换、图像处理单元等使根据图像传感器107接收的光所生成的电信号成为图像信号，并使其用于存储和显示。

CPU 121对相机主体150执行各种类型的控制，并且其包括计算单元、ROM、RAM、D/A转换器、通信接口电路等。基于存储在ROM中的预定程序，CPU 121驱动相机主体150中所包括的各种电路，并执行AF、摄影、图像处理、存储等一系列操作。

图像传感器驱动电路124控制图像传感器107的摄像操作、对所获得的电信号执行A/D转换、并将所得到的信号发送给CPU 121。图像处理电路125对经由CPU 121从图像传感器107获得的图像信号执行诸如γ转换、颜色插值及JPEG压缩的处理。

焦点驱动电路126对摄影透镜100的焦点致动器114执行驱动控制，以便促使第三透镜组104在光轴方向上前后移动，从而执行焦点调整。光圈驱动电路128通过使光圈致动器112经受驱动控制来控制光圈102的开口。变焦驱动电路129根据摄影师执行的变焦操作来驱动变焦致动器111，以便促使第一透镜组101在光轴方向上前后移动，从而执行变焦操作。

包括液晶等的显示设备131被安装在相机后表面上，并被用来显示与相机的摄影模式相关的信息、摄影前预览图像、摄影后确认图像、焦点检测期间的焦点状态显示图像等。操作开关132包括电源开关、释放(摄影触发器)开关、变焦操作开关、摄影模式选择开关、被摄体观察模式选择开关等。通过操作被摄体观察模式选择开关，能够选择光学取景器模式和电子取景器模式，在光学取景器模式下光学取景器用来监视被摄体，而在电子取景器模式下使用安装在相机后表面上的显示设备131。观察模式的选择与半反射镜105的位置有关，从而在光学取景器模式下将半反射镜105插在光学路径上的实线位置处，在电子取景器模式下将半反射镜105退回到虚线位置处。附图标记133表示诸如存储所拍摄图像的可拆卸闪存等存储介质。

图2是示出图像传感器107中的像素部分203中的像素的排列的示意图。在本实施例中，包括在微透镜阵列中的微透镜202和相对于微透镜202排列的多个光电转换单元201A和201B被用作一个单位像素200，并且图2以4列乘4行的范围示出单位像素200。在本实施例中，将光电转换单元201A和201B描述为具有在X轴方向上将单位像素200分割为两个的结构，但也可以使用在Y轴方向上分割的结构，或者使用组合使用X轴方向上分割单位像素和Y轴方向上分割单位像素的结构。此外，可以使用在X轴方向和Y轴方向上都分割的结构，并且分割数量并不限于2。另外，在本实施例中，假定光电转换单元201A和201B由光电二极管构成，并且假定在各个单位像素200中形成拜耳阵列中的片上原色颜色马赛克滤波器。另外，在本实施例中，像素部分203中包括的全部像素都由能被用作焦点检测像素的单位像素200构成，但是本发明并不限于此，像素中的一部分可以由单位像素200构成，并以预定间隔排列。

图3是示出包括读出电路的图像传感器107的示意性结构的图。注意，图3示出了能够描述稍后的读出操作的最小结构，没有示出像素复位信号线等。如图3中所示，本实施例中的像素部分203被配置为使得二维地排列单位像素200，水平方向上n个单位像素200，垂直方向上m个单位像素200。在下文中，使i为Y方向上的地址(i＝0至m-1)，使j为X方向上的地址(j＝0至n-1)，第i行第j列中的光电转换单元201A将被表示为PDijA，第i行第j列中的光电转换单元201B将被表示为PDijB。

PDijA和PDijB经由稍后描述的开关连接到垂直输出线路306，并且垂直扫描电路208控制开关，从而以行为单位选择单位像素200，并且所选择行中的单位像素200的信号被输出给垂直输出线路306。

垂直扫描电路208利用信号V0至Vm-1、通过打开PDijA、PDijB及垂直输出线路306之间的开关而能够选择要读出的行。信号PVST是垂直扫描电路208的数据输入，信号PV1和PV2是移位时钟输入，并且使用这样的结构：当信号PV1处于H水平时设置数据，而当信号PV2处于H水平时锁存数据。通过将移位时钟输入到信号PV1和PV2，顺次移位信号PVST，并且能够顺次打开与信号V0至Vm-1对应的开关。信号SKIP是用于促使在稀疏读出期间执行设置的控制终端输入。通过将信号SKIP设置为H水平，能够促使垂直扫描电路208以预定间隔跳过。

线路存储器210是用于临时存储来自所选择行中的单位像素200的输出的存储器，通常使用电容器。开关204是用于将水平输出线路209复位为预定电势VHRST的开关，并且被信号HRST所控制。开关205被来自水平扫描电路206的信号H0至Hn-1所控制，并且当打开开关205时，存储在线路存储器210中且与被打开的开关205对应的单位像素200的输出被输出给水平输出线路209。通过利用信号H0至Hn-1顺次打开开关205，从一行单位像素中读出输出。

在水平扫描电路206中，信号PHST是水平扫描电路206的数据输入，信号PH1和PH2是移位时钟输入，并且使用这样的结构：当信号PH1处于H水平时设置数据，而当信号PH2处于H水平时锁存数据。通过将移位时钟输入到信号PH1和PH2，顺次移位信号PHST，从而能够顺次打开与信号H0至Hn-1对应的开关205。信号SKIP是用于促使在稀疏读出期间执行设置的控制终端输入，稍后将对此进行描述。通过将信号SKIP设置为H水平，能够促使水平扫描电路206以预定间隔跳过。

图4示出了图像传感器107的单位像素200的等效电路图，并且示出了两行和两列单位像素200。不同的传送开关301A和301B分别连接到PDijA和PDijB，并且传送开关301A和301B将通过PDijA和PDijB生成的电荷传送给共享浮动扩散部分(FD)302。从PDijA和PDijB传送的电荷被临时存储在FD 302中，并且选择开关304所选择的行中的电荷被转换为电压，并被从源极跟随放大器(SFs)输出到垂直输出线路306。复位开关305将FD 302的电势复位为VDD，并且经由传送开关301A和301B将PDijA和PDijB的电势复位为VDD。注意，传送开关301A和301B分别被传送脉冲信号PTXAi和PTXBi控制。通过控制传送脉冲信号PTXAi和PTXBi，能够选择PDijA的电荷和PDijB的电荷中哪个要被传送给FD 302。另外，复位开关305和选择开关304分别被来自垂直扫描电路208的信号PRESi和PSELi控制。

图5是在与光轴L正交的方向上监视已从摄影透镜100离开的光穿过一个微透镜202并被图像传感器107的光电转换单元201A和201B接收的状态的图。在图5中，附图标记503表示摄影透镜100的整体的出射光瞳，附图标记501和502表示分别与光电转换单元201A和201B对应的摄影透镜100的出射光瞳的光瞳区域，附图标记504表示透镜光圈。已穿过出射光瞳503的光以光轴L为中心入射在单位像素200上。如图5中所示，已穿过光瞳区域501的光束穿过微透镜202，并被光电转换单元201A所接收，已穿过光瞳区域502的光束穿过微透镜202，并被光电转换单元201B所接收。这样，光电转换单元201A和201B从摄影透镜100的出射光瞳的不同区域接收光。

因此，从在X轴方向上对齐的单位像素200中获得被光瞳分割的光电转换单元201A的信号，并且由输出信号组构成的被摄体图像是“A图像”。类似地，从在X轴方向上对齐的单位像素200中获得被光瞳分割的光电转换单元201B的信号，并且由输出信号组构成的被摄体图像是“B图像”。对所获得的A图像和B图像执行相关性操作，并且检测图像偏移量(光瞳分割相位差)。然后，通过将所检测的图像偏移量乘以由摄影透镜100和光学系统的焦点位置确定的转换系数，能够计算出将画面内任意被摄体位置作为焦点位置的摄影透镜100的位置。这里，基于所计算的焦点位置信息对第三透镜组104的控制使得能够执行摄像面相位差AF。

另外，通过针对各个单位像素200将A图像信号和B图像信号加在一起所获得的A+B信号能够被用作正常摄影图像。

图6A是示出根据本实施例从开始图像传感器107中的一行像素的电荷累积而开始的读出操作的时间表，并且其示意性示出了驱动脉冲的定时和水平扫描信号。

在时刻t0和t1，通过将信号PSELi、PRESi、PTXAi及PTXBi设置为H水平，将FD 302的电势复位为VDD，并经由传送开关301A和301B将第i行中的PDijA和PDijB的电势复位为VDD。在时刻t2，信号PTXAi和PTXBi被设置为L，从而解除复位，并开始PDijA和PDijB中的电荷累积。

接下来，在经过预定电荷累积时段时，在时刻t3开始读出操作。在从PDijA和PDijB读出信号之前，在时刻t3，将信号PSELi设置为H水平，并将SF 303切换为操作状态。在时刻t4，通过将信号PRESi设置为L而解除FD 302的复位。

接下来，通过在时刻t5将信号PTXAi设置为H水平而在时刻t6将其设置为L，将PDijA中累积的光电荷传送给FD 302。通过这样，与电荷量对应的FD 302的电势变化被输出给垂直输出线路306。在该状态下，将MEM信号(未示出)设置为H水平，从而使像素的数据在线路存储器210中经受采样保持。接下来，通过从时刻t7开始利用水平扫描电路206顺次促使开关205操作，将存储在线路存储器210中的信号逐列输出到水平输出线路209。经由放大器207将像素输出作为VOUT而输出，并且像素输出经受图像传感器驱动电路124的AD转换以便成为数字数据。

类似地，通过在时刻t8将信号PTXBi设置为H水平而在时刻t9将其设置为L，将PDijB中累积的光电荷传送给FD 302。通过这样，与电荷量对应的FD 302的电势变化被输出给垂直输出线路306。在该状态下，将MEM信号(未示出)设置为H水平，从而使像素的数据在线路存储器210中经受采样保持。接下来，通过从时刻t10开始利用水平扫描电路206顺次促使开关205操作，将存储在线路存储器210中的信号逐列输出到水平输出线路209。经由放大器207将像素输出作为VOUT而输出，并且像素输出经受图像传感器驱动电路124的AD转换以便成为数字数据。

注意，在图6A示出的驱动示例中，在同一行中排列的PDijA和PDijB被同时复位，并且来自PDijA的信号和来自PDijB的信号被顺次读出。因此，作为电荷累积时段，在PDijA和PDijB之间出现一个脉冲(1H)的水平同步信号的差别。执行PDijA和PDijB的同步复位以简化控制，并且通过利用其间的1H的偏移来控制PDijA和PDijB的复位时间，能够防止PDijA和PDijB之间出现电荷累积时段的差异。

图6B是示出在利用其间的1-H偏移而控制PDijA和PDijB的复位时间的情况下、从开始图像传感器107中的一行像素的电荷累积而开始的读出操作的时间表。

在时刻t0和t1，将信号PSELi、PRESi及PTXAi设置为H，从而将FD 302的电势复位为VDD，并经由传送开关301A将第i行中的PDijA的电势复位为VDD。在时刻t2，信号PTXAi被设置为L，从而解除复位，并开始PDijA中的电荷累积。

时刻t11和t12分别是从时刻t0和t1经过1H之后的时刻，并且在时刻t11和t12，将信号PSELi、PRESi及PTXBi设置为H水平，从而将FD 302的电势复位为VDD，并经由传送开关301B将第i行中的PDijB的电势复位为VDD。在时刻t13，信号PTXBi被设置为L，从而解除复位，并开始PDijB中的电荷累积。

由于时刻t3及以后的后续读出操作与以上参照图6A描述的操作相同，因此这里不再对其进行描述。通过以这种方式驱动图像传感器107，可以执行驱动，而不会造成PDijA和PDijB之间出现电荷累积时段的差异。

图7是示出根据本实施例的用于读出一个像面值(image plane-worth)的信号的操作的概要的时间图。注意，在本实施例中，将在利用参照图6A所描述的方法来驱动图像传感器107这一假定下给出描述。

如图7所示，在图像传感器107经过曝光操作之后，图像传感器107中的PDijA和PDijB中累积的电荷被读出。该读出操作与垂直同步信号VD和水平同步信号HD(未示出)同步执行。垂直同步信号VD是在摄像处理中规定一帧的信号，并且在本实施例中，响应于例如每三十分之一秒来自CPU 121的命令，垂直同步信号VD被图像传感器驱动电路124发送给图像传感器107。另外，水平同步信号HD是针对图像传感器107的水平同步信号，并且在一帧的时段中以预定间隔发送与行数对应的数量的脉冲。在本实施例中，如针对图6A和图6B所描述的，从一行中对齐的PDijA和PDijB中读出电荷要花费2-H的时段，因此数量为行数的两倍的脉冲被发送。另外，如图中虚线所示，逐行执行像素复位，从而与水平同步信号HD同步地达到所设置的电荷累积时段。

当与垂直同步信号VD和水平同步信号HD同步地结束一帧值的读出时，再次发送垂直同步信号VD，并开始下一帧的读出。另外，读出图像信号被传送给图像处理电路125，经过诸如缺陷像素校正、通过使A图像信号和B图像信号相加而生成摄像信号等图像处理，并被传送给显示设备131。

另外，为了检测摄影透镜100的焦点状态，从图像数据中包含的A图像信号和B图像信号中提取预定焦点检测区域中的A图像信号和B图像信号，并将其传送给图像处理电路125中的相位差检测块(未示出)。在相位差检测块中，对从光瞳分割的PDijA和PDijB中获得的A图像和B图像执行相关性操作，从而计算相位差AD评估值。CPU 121基于所计算的相位差AF评估值控制焦点驱动电路126以促使焦点致动器114操作，并通过控制摄影透镜100的第三透镜组104来执行焦点调整。注意，焦点检测区域可以是预定的固定区域、摄影师指定的区域或是被设置为检测被摄体并将检测到的被摄体包含在其中的区域。另外，可以设置多个焦点检测区域。

另外，包括图像处理电路125和CPU 121的测光单元执行测光，并确定诸如电荷累积时段、增益及光圈等曝光条件。CPU 121基于确定的光圈值控制光圈驱动单元128，以便促使光圈致动器112操作，从而驱动光圈102。

接下来，将描述电荷累积时段的控制。在本实施例中，如上文所述，与水平同步信号HD同步地设置电荷累积时段。为此，只有作为水平同步信号HD的时段的整数倍的电荷累积时段能够被设置，并且在基于测光结果获得的设置目标电荷累积时段和在控制中所设置的电荷累积时段之间出现大约0.5H的最大差别。如果设置目标电荷累积时段长，则能够忽略该差别的影响，但是如果电荷累积时段短(例如一千分之一秒或更少)，则随着设置目标电荷累积时段减小，该差别的影响增大。

图11是示出在水平同步信号HD的时段为20微秒时在设置目标电荷累积时段中出现0.5H的差的情况下的影响的图。横轴表示设置目标电荷累积时段，纵轴表示由于0.5H的差而出现的曝光改变量。关于利用较短电荷累积时段而出现的曝光上的差别对图像的影响，可以通过对图像数据应用增益校正来减小对图像外观的影响。然而，如果电荷累积时段极其短，则0.5H的差造成的曝光改变量就大，并且为了校正曝光量的改变而对图像数据应用的增益值增大，因此增益校正的影响是可见的。为此，作为能被设置的最小累积时段，通常提供大于图像传感器107的最小驱动限制的限制值。

另外，如上文参照图6A所描述的，通过本实施例的图像传感器107，排列在相同行中的PDijA和PDijB之间的电荷累积时段中出现1H的差。为此，在图像信号生成和焦点检测期间，需要通过执行对图像信号中的一个或二者应用根据所设置的电荷累积时段而确定的增益校正值的操作，使得一对信号水平一致。

此外，如上文所述，通常在利用光学取景器监视被摄体时，仅通过透镜的光圈开口来限制来自被摄体的入射光的量，并且优选完全打开光圈开口，从而被监视的被摄体不变暗。相反，在利用显示设备131监视被摄体的电子取景器模式下，显示利用图像传感器107接收到的被摄体图像的图像，因此能够与光圈一起设置适合监视图像的曝光条件。因此，与电子取景器模式相比，在光学取景器模式下拍摄被摄体时PDijA和PDijB更容易变得饱和。

此外，在光学取景器模式下，由于通过光学取景器来监视被摄体，因此除了执行摄影时，无需在显示设备131上显示被摄体及存储摄影数据。因此，如上文所述，无需考虑校正对图像外观的影响，并且能够使用直至达到图像传感器107的驱动极限的最小累积时段的任何电荷累积时段。

因此，在本实施例中，能被设置的最小累积时段根据被摄体观察模式而变化。

接下来，将参照图8A至图10详细描述本实施例的操作。图8A和图8B例示了示出根据本实施例的照相机的图像摄影处理的流程图。

在步骤S801中，当摄影师打开照相机的电源开关时开始操作，并且在步骤S802中，CPU 121执行照相机和图像传感器107中的致动器的操作的确认，并执行存储内容和执行程序的初始化以及摄影准备操作。

在步骤S803中，确定是否已利用操作开关132选择光学取景器模式作为观察模式。如果已选择光学取景器模式，则处理移至步骤S804，将半反射镜105插入光轴L中。另一方面，如果已选择电子取景器模式，则处理移至步骤S806，使半反射镜105从光轴L退回。

在选择了被摄体观察模式并决定了半反射镜105的位置之后，指定观察模式下能被设置的最小累积时段。在光学取景器模式下，在步骤S805中将最小累积时段设置为T1，而在电子取景器模式下，在步骤S807中将最小累积时段设置为T2。这里，最小累积时段T1和T2之间的关系为T1≤T2。

接下来，在步骤S808中，从图像传感器107输出的A图像信号和B图像信号被读出，并且在随后的步骤S809中，针对各单位像素200使所读出的A图像信号和B图像信号经过加算处理以便生成摄影图像信号，并且在步骤S810中，利用生成的摄影图像信号执行测光。

接下来，在步骤S811中再次执行所选择观察模式的确定。如果选择了光学取景器模式，则处理移至步骤S812，并基于来自步骤S810的测光结果设置曝光条件。此时，将透镜的光圈开口设置为全开状态，并通过控制电荷累积时段来设置曝光条件，步骤S805中设置的最小累积时段T1被用作最小极限。因此，能够降低光电转化单元201A和201B变为饱和的可能性。

另一方面，如果选择了电子取景器模式，则处理移至步骤S813，并基于步骤S810中计算的测光结果来设置适合在显示设备131上显示的曝光条件。此时，以步骤S807中设置的最小累积时段T2作为最小极限来控制电荷累积时段。这使得能够防止电子取景器上显示的图像质量下降。在接下来的步骤S814和S815中，对步骤S809中获得的摄影图像执行图像处理，并在显示设备131上显示预览图像。摄影师观察该预览图像以确定摄影期间图像的构成。在步骤S812和S815之后，处理移至步骤S901，并执行焦点检测处理。

图9是示出步骤S901中执行的焦点检测处理的子例行程序的流程图。在开始焦点检测处理后，在步骤S902中，从包含在预设的焦点检测区域中的PDijA和PDijB中获得的A图像信号和B图像信号(焦点检测信号)被提取。在接下来的步骤S903中，对所获得的焦点检测信号对执行用于校正电平差的增益校正，该电平差是由于两个图像的电荷累积时段上的差而出现的。注意，如果已根据图6B中示出的定时执行了控制，则无需执行步骤S903中的处理。在步骤S904中，对两个图像执行相关性操作，并计算这两个图像的相对位置偏移量。这里，对从PDijA和PDijB中读出并经过增益校正的焦点检测信号对(a1至ap，b1至bp，p是数据数)执行等式(1)中表达的相关性操作，并计算相关量Corr(1)。

$Corr\left(l\right)=\underset{k=0}{\overset{p-l-1}{\Σ}}|a_k-b_{k+l}|\mathrm{...}\left(1\right)$

在等式(1)中，1表示图像偏移量，图像偏移时的数据数被限制为p-1。另外，图像偏移量1为整数，并且是以数据串数据间隔为单位的相对偏移量。如果等式(1)的计算结果为一对数据的相关性最高，则相关量Corr(1)极小。此外，利用通过相关量Corr(q)(极小的偏移量q)和接近q的偏移量所计算出的相关量、并利用三点插值的方法，获得提供了相对于后续相关量的最小值Corr(d)的偏移量d。

在接下来的步骤S905中，通过使预定散焦转换系数乘以步骤S904中获得的图像偏移量来计算散焦量，并且处理返回至图8B。

在图8B中的步骤S816中，确定步骤S905中获得的散焦量是否小于或等于允许值。如果散焦量大于允许值，则确定图像没有对焦，在步骤S818中驱动第三透镜组104，之后重复步骤S808至S816的处理。然后，在步骤S816中，如果所获得的散焦量小于或等于允许值并确定已达到对焦状态，则在步骤S817中执行对焦显示，并且处理移至步骤S819。在步骤S819中，确定摄影开始开关是否已打开，如果还未打开，则在步骤S819中保持摄影待机状态。如果在步骤S819中打开了摄影开始开关，则处理移至步骤S1001，并执行摄影处理。

图10是示出步骤S1001中执行的摄影处理的子例行程序的流程图。在步骤S1002中，执行所选择观察模式的确定。如果已选择光学取景器模式，则处理移至步骤S1003，使半反射镜105从光轴L退回，之后处理移至步骤S1004。如果选择电子取景器模式，则已使半反射镜105从光轴L退回，因此处理直接移至步骤S1004。

在步骤S1004中，为了执行静止图像摄影，驱动光量调整光圈并控制曝光时段，从而对图像传感器107曝光。此时，如果照相机配设有机械快门，则执行其打开控制。如果没有配设机械快门，则利用电子快门控制电荷累积时段。另外，可以通过机械快门和电子快门的组合来控制曝光时段。

在将图像传感器107曝光后，在步骤S1005中读出A图像信号和B图像信号。在步骤S1006中，通过对所读出的信号执行缺陷像素插值并对A图像信号和B图像信号执行加算处理来执行图像数据生成，并且对该图像也执行诸如校正和边缘增强等图像处理。在步骤S1007中，摄影图像被存储在闪存133中，并且在后续的步骤S1008中，摄影图像被显示在显示设备131上，处理返回至图8B中的处理，然后一系列的摄影操作结束。

如上文所述，根据本实施例，通过根据观察模式改变摄影监视期间的最小累积时段，能够降低光电转换单元将变为饱和的可能性，并能防止电子取景器上显示的图像的质量降低。因此，不论观察模式如何，都能够更恰当地执行曝光控制和焦点检测。

注意，上述实施例仅是代表性示例，当执行本发明时，能够以多种方式修改和改变该实施例。

变型例

在上述实施例中，描述了根据观察模式改变了能被设置的最小累积时段的设置的情况。然而，在最小累积时段及其短的情况下出现的影响在于被显示或被存储的图像中的差是可视的这一事实。因此，可以使用这样的结构：即根据观察模式是否为将被摄体图像作为要被显示或存储的可是图像来输出的模式，从而改变能够被设置的最小累积时段的设置。

虽然参照示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对下列权利要求的范围赋予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构及功能。

Claims (10)

1.一种摄像装置，所述摄像装置包括：

图像传感器，被配置为将经由摄像光学系统入射在其上的光转换成电信号，并输出该电信号；

控制单元，被配置为控制所述图像传感器的电荷累积时段；

选择单元，被配置为选择第一模式和第二模式中的一个，在所述第一模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号不被作为可视图像输出，而在所述第二模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号被作为可视图像输出；

测光单元，被配置为基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行测光；以及

焦点检测单元，被配置为基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行焦点检测，

其中，所述控制单元利用水平同步信号时段的整数倍来控制所述电荷累积时段，并且如果已选择所述第一模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为第一时段，而如果已选择所述第二模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为大于或等于所述第一时段的第二时段。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，所述摄像装置还包括：

半反射镜，被配置为被驱动到插入所述摄像光学系统和所述图像传感器之间的光学路径中的位置与从所述光学路径退回的位置中的一个位置；以及

用于监视由所述半反射镜反射的光的光学部件，

其中所述第一模式是利用所述光学部件监视被摄体的光学取景器模式。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述摄像光学系统包括光圈，并且在所述光学取景器模式中，所述光圈被完全打开。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的摄像装置，所述摄像装置还包括：

显示单元，被配置为显示基于从所述图像传感器输出的所述电信号而生成的图像，

其中，所述第二模式是监视显示在所述显示单元上的所述图像的电子取景器模式。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的摄像装置，所述摄像装置还包括：存储单元，被配置为基于从所述图像传感器输出的所述电信号而生成图像信号，并将所生成的图像信号存储在存储介质中，

其中，所述第二模式是执行存储的模式。

6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述控制单元基于所述测光单元执行的测光结果而控制所述电荷累积时段。

7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述图像传感器包括具有分别与多个光电转换单元对应的多个微透镜、并输出来自所述多个光电转换单元的相应电信号的焦点检测像素，以及

所述焦点检测单元生成具有从所述多个光电转换单元输出的电信号的相位差的一对焦点检测信号，并基于该对焦点检测信号间的所述相位差来执行焦点检测。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，所述控制单元执行控制，从而在各行中同时开始所述多个光电转换单元中的电荷累积，并且在相互不同的定时从所述多个光电转换单元中输出电信号，以及

所述摄像装置还包括：校正单元，被配置为根据针对所述多个光电转换单元中的各个而不同的所述电荷累积时段间的差来校正所述输出电信号间的电平差。

9.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，所述控制单元执行控制，从而在相互不同的定时从所述多个光电转换单元中输出电信号，并且通过相互改变所述多个光电转换单元中电荷累积开始的定时，使所述多个光电转换单元的所述电荷累积时段变为彼此相等。

10.一种摄像装置的控制方法，所述摄像装置包括被配置为将经由摄像光学系统入射在其上的光转换成电信号并输出该电信号的图像传感器，所述控制方法包括：

选择第一模式和第二模式中的一个，在所述第一模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号不被作为可视图像输出，而在所述第二模式中，从所述图像传感器输出的所述电信号被作为可视图像输出；

利用水平同步信号时段的整数倍来控制所述图像传感器的电荷累积时段，并且如果已选择所述第一模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为第一时段，而如果已选择所述第二模式，则将所述电荷累积时段的最小累积时段设置为大于或等于所述第一时段的第二时段；

基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行测光；以及

基于从所述图像传感器输出的所述电信号执行焦点检测。