CN107295246A - 摄像设备及摄像方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像设备及摄像方法。摄像单元针对图像传感器的各像素，在第一获取模式或第二获取模式下获取信号。在所述第一获取模式下，获取通过将多个光电转换单元的焦点检测信号相加而获得的图像信号。在所述第二获取模式下，除了所述图像信号之外还获取焦点检测信号。所述摄像单元交替地拍摄记录用图像和像素数量比所述记录用图像的像素数量少的焦点检测用图像，在拍摄所述记录用图像时使所有像素适用于所述第一获取模式，并且在拍摄所述焦点检测用图像时使至少一部分像素适用于所述第二获取模式。

Description

摄像设备及摄像方法

技术领域

本发明涉及摄像设备及摄像方法。

背景技术

传统上，已知如下技术：通过使用一个图像传感器来实现焦点检测信号的获取和图像信号的获取。例如，提出了如下技术：用于获取焦点检测信号的像素还用作用于获取显示/记录用图像信号的像素(参见日本特开2001-083407)。根据该技术，将构成图像传感器的像素中的至少一些像素在水平方向和垂直方向中的至少一个方向上分割成多个区域。在进行图像获取时，通过将从由分割而获得的区域中所获得的信号进行相加，能够获得图像信号。另外，在进行焦点调整时，通过进行读出以获得与由水平方向或垂直方向的分割而获得的两个区域相对应的信号，能够获得各像素被光瞳分割的相位差焦点检测信号。

日本特开2012-155095公开了如下摄像设备，在该摄像设备中，通过分割而获得的多个区域的信号被读取到线存储器中，并且在如下两个动作(action)之间进行切换：逐像素地进行信号相加以将所得信号作为图像信号输出；独立地输出与各区域相对应的信号以使用该信号作为相位差焦点检测信号。

这里，考虑如下处理：通过使用如日本特开2012-155095中公开的具有光瞳分割读出功能的图像传感器，来进行伴随自动调焦(AF)追踪的连续摄像，在该图像传感器中，各像素包括多个光电转换单元。通过进行读出以获得与通过在水平方向或垂直方向分割各像素而获得的两个区域相对应的信号，能够获得焦点检测信号，因此能够通过拍摄一帧来获取焦点检测信号和图像信号二者。也就是说，通过反复进行曝光、焦点检测信号和图像信号的获取以及焦点调整，能够实现连续摄像。

然而，与在仅获取图像信号的构造中相比，在从同一像素获取焦点检测信号和图像信号二者的构造中，产生更大的噪声。此外，在用于获取焦点检测信号和图像信号二者的像素以及用于仅获取图像信号的像素以混合状态存在的构造(诸如仅使用视角的部分区域作为焦点检测区域的构造等)的情况下，噪声等级在拍摄图像的各区域之间变化，这可能使图像质量劣化。当在产生较大噪声的摄像条件下进行摄像时(诸如在进行高感光度摄像时等)，该问题尤其明显。

另外，拍摄记录用静态图像所需的时间相对长，因此，在基于通过进行第一次摄像而获取的焦点检测信号来进行用于进行第二次摄像的聚焦控制的情况下，焦点无法跟踪快速移动的被摄体，这可能使图像质量劣化。

发明内容

在上述情形下做出本发明，并且本发明提供一种技术，其中该技术用于在通过使用能够从同一像素获取焦点检测信号和图像信号二者的图像传感器来进行连续摄像的情况下，抑制图像质量劣化。

根据本发明的第一方面，提供了一种摄像设备，包括：图像传感器，其包括多个像素，其中各像素包括多个光电转换单元，所述多个光电转换单元用于根据穿过了光学系统的出射光瞳的不同区域的光束来生成焦点检测信号；以及摄像单元，用于通过使用所述图像传感器来连续拍摄多个图像，所述摄像单元针对各像素在第一获取模式或第二获取模式下获取信号，所述第一获取模式是用于获取通过将所述多个光电转换单元的焦点检测信号相加所获得的图像信号的模式，所述第二获取模式是除了所述图像信号之外还获取所述焦点检测信号的模式，其中，所述摄像单元交替地拍摄记录用图像和像素数量比所述记录用图像的像素数量少的焦点检测用图像，在拍摄所述记录用图像时使所有像素适用于所述第一获取模式，并且在拍摄所述焦点检测用图像时使至少一部分像素适用于所述第二获取模式。

根据本发明的第二方面，提供了一种摄像设备，包括：图像传感器，用于输出图像信号和焦点检测信号，其中所述图像信号用于生成图像，所述焦点检测信号用于进行焦点检测；以及控制单元，用于对从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量以及所述图像传感器中的用于输出所述焦点检测信号的预定区域进行控制，其中，当从所述图像传感器连续获取帧时，所述控制单元基于摄像条件来对连续获取的帧之间所获取的帧中的、从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量进行控制。

根据本发明的第三方面，提供了一种摄像设备的摄像方法，所述摄像设备包括图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，各像素包括多个光电转换单元，所述多个光电转换单元用于根据穿过了光学系统的出射光瞳的不同区域的光束来生成焦点检测信号，所述摄像方法包括：通过使用所述图像传感器来连续拍摄多个图像，其中针对各像素在第一获取模式或第二获取模式下获取信号，所述第一获取模式是用于获取通过将所述多个光电转换单元的焦点检测信号相加所获得的图像信号的模式，所述第二获取模式是除了所述图像信号之外还获取所述焦点检测信号的模式，其中，交替地拍摄记录用图像和像素数量比所述记录用图像的像素数量少的焦点检测用图像，在拍摄所述记录用图像时使所有像素适用于所述第一获取模式，并且在拍摄所述焦点检测用图像时使至少一部分像素适用于所述第二获取模式。

根据本发明的第四方面，提供了一种摄像设备的摄像方法，所述摄像设备包括用于输出图像信号和焦点检测信号的图像传感器，所述图像信号用于生成图像，所述焦点检测信号用于进行焦点检测，所述摄像方法包括：对从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量以及所述图像传感器中的用于输出所述焦点检测信号的预定区域进行控制，其中，当从所述图像传感器连续获取帧时，基于摄像条件来对连续获取的帧之间所获取的帧中的、从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量进行控制。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其它特征将变得清楚。

附图说明

图1是摄像设备100的外部视图。

图2是摄像设备100的功能框图。

图3是示意性地示出摄像单元22中包括的一个像素的构造的图。

图4是概念性地示出穿过了摄影镜头103(光学系统)的出射光瞳的光束入射在摄像单元22上的图。

图5是示出摄像序列A中的摄像单元22的读出区域的图。

图6是摄像序列A的时序图。

图7是示出针对摄像序列B中的实时显示用静态图像(焦点检测用静态图像)的摄像单元22的读出区域的图。

图8是摄像序列B的时序图。

图9是由摄像设备100进行的连续摄像处理的流程图。

图10是详细示出在图9中示出的步骤S902中进行的摄像序列选择处理的流程图。

图11是示出基于感光度选择摄像序列的示例的图，其中A代表摄像序列A，B1代表摄像序列B(用于拍摄实时显示用静态图像的X/Y方案)，B2代表摄像序列B(用于拍摄实时显示用静态图像的Y方案)。

图12是示出基于感光度、温度以及是否执行黑去除处理来选择摄像序列的示例的图，其中A代表摄像序列A，B1代表摄像序列B(用于拍摄实时显示用静态图像的X/Y方案)，B2代表摄像序列B(用于拍摄实时显示用静态图像的Y方案)。

图13是示出基于曝光时间和温度来选择摄像序列的示例的图，其中A代表摄像序列A，B1代表摄像序列B(用于拍摄实时显示用静态图像的X/Y方案)，B2代表摄像序列B(用于拍摄实时显示用静态图像的Y方案)。

具体实施方式

现在将参照附图来描述本发明的实施例。应当注意，本发明的技术范围由权利要求书限定，而不受下面描述的任何实施例限制。另外，并非实施例中描述的特征的全部组合均是实现本发明所必须的。

第一实施例

图1是根据第一实施例的摄像设备100的外部视图。在图1中，显示单元28显示图像、各种类型的信息等。快门按钮61是用于做出拍摄指令的操作单元。模式改变开关60是用于在多种模式之间切换的操作单元。连接器112将连接线111与摄像设备100连接。操作单元70包括用于接受来自用户的各种操作的操作元件(例如各种开关、按钮、触摸面板等)。控制器轮73是操作单元70中包括的操作元件，并且能够被旋转操控。电源开关72是用于接通和断开电源的操作单元。记录介质200是诸如存储卡、硬盘等的记录介质。记录介质槽201是用于保持记录介质200的槽。保持在记录介质槽201中的记录介质200能够与摄像设备100通信。

图2是摄像设备100的功能框图。在图2中，快门101是具有光圈功能的快门。摄影镜头103对应于包括变焦透镜和调焦透镜的透镜组。摄像单元22是用于将光学图像转换为电信号的由CCD、CMOS元件等构成的图像传感器。摄像单元22包括A/D转换处理功能。AF评价值检测单元23根据从数字图像信号获得的对比度信息等来计算AF(自动调焦)评价值，并且将所获得的AF评价值从摄像单元22输出到系统控制单元50。挡板(barrier)102通过遮盖成像系统(包括摄影镜头103、快门101和摄像单元22)，来防止成像系统被弄脏或损坏。闪光灯90通过在拍摄期间发光，来在拍摄弱光场景、背光场景等时增加照明光。

图像处理单元24对从摄像单元22输出的图像数据或来自存储器控制单元15的图像数据，执行预定的像素插值、用于减小图像等的尺寸的尺寸调整处理、颜色转换处理等。图像处理单元24还使用拍摄图像数据进行预定的运算处理，并且系统控制单元50基于从这些运算而获得的结果来进行曝光控制和聚焦控制。由此实现TTL(通过镜头)AE(自动曝光)处理和EF(自动闪光调整)处理。图像处理单元24还执行AF(自动调焦)处理，但此时，有时也使用来自摄像单元22中的AF评价值检测单元23的输出。图像处理单元24还使用拍摄图像数据进行预定的运算，从而基于运算结果进行TTL AWB(自动白平衡)处理。

经由图像处理单元24和存储器控制单元15，或者经由存储器控制单元15，将从摄像单元22输出的数据直接写入存储器32。存储器32存储由摄像单元22获得的经过A/D转换的图像数据、用于在显示单元28中进行显示的图像数据等。存储器32配设有足以存储预定数量的静态图像、预定时间的运动图像和音频等的存储容量。存储器32还用作图像显示存储器(视频存储器)。

D/A转换器13将存储在存储器32中的图像显示用的数据转换为模拟信号，并将该模拟信号供给至显示单元28。以此方式，经由D/A转换器(D/A)13，通过显示单元28显示写入存储器32中的显示用的图像数据。显示单元28基于来自D/A转换器13的模拟信号，在诸如LCD等的显示装置中执行显示。通过使用D/A转换器13来将由摄像单元22进行A/D转换且存储在存储器32中的数字信号转换为模拟信号、然后将这些信号顺次传输至显示单元28并进行显示，显示单元用作电子取景器并显示通过镜头图像。

非易失性存储器56是能够进行记录且电可擦除的存储器，并且由例如闪存等构成。系统控制单元50的操作常数、程序等存储在非易失性存储器56中。这里，“程序”是指用于执行稍后描述的根据本实施例的各种流程图的程序。

系统控制单元50整体控制摄像设备100。系统控制单元50通过执行记录在上述非易失性存储器56中的程序，实现稍后描述的根据本实施例的各处理。系统控制单元50还通过控制存储器32、D/A转换器13、显示单元28等执行显示控制。系统存储器52是RAM。系统控制单元50的操作常数和变量、从非易失性存储器56所读出的程序等被加载到系统存储器52中。系统定时器53测量在各种控制中使用的时间，测量内部时钟的时间等。

模式改变开关60、第一快门开关62、第二快门开关64和操作单元70是用于向系统控制单元50输入各种操作指令的操作元件。模式改变开关60在静态图像拍摄模式、运动图像拍摄模式、重放模式等之间，切换系统控制单元50的操作模式。“静态图像拍摄模式”包括自动拍摄模式、自动场景判断模式、手动模式、针对各种拍摄场景具有拍摄设置的各种场景模式、程序AE模式、自定义模式等。模式改变开关60能够将操作模式直接切换到静态图像拍摄模式中所包括的这些模式中的一种模式。另选地，可以通过首先使用模式改变开关60切换到静态图像拍摄模式、然后使用其它操作元件切换到静态图像拍摄模式中所包括的一种模式，来执行模式切换。同样地，运动图像拍摄模式也可以包括多个模式。第一快门开关62通过中途操控摄像设备100中配设的快门按钮61(或者换句话说，当半按下该按钮时(拍摄准备指令))而接通，并产生第一快门开关信号SW1。系统控制单元50响应于第一快门开关信号SW1，开始诸如AF(自动调焦)处理、AE(自动曝光)处理、AWB(自动白平衡)处理和EF(自动闪光调整)处理等的操作。第二快门开关64在完全操控快门按钮61(或者换句话说，完全按下快门按钮61(拍摄指令))时接通，并产生第二快门开关信号SW2。系统控制单元50响应于第二快门开关信号SW2，开始自从摄像单元22读出信号至将图像数据写入记录介质200的一系列拍摄处理。

与不同情形相关的功能被分配给操作单元70中的操作元件，然后，这些操作元件通过进行用于选择显示单元28中显示的各种功能图标的操作，用作各种功能按钮。功能按钮的示例有结束按钮、返回按钮、下一图像按钮、跳过按钮、排序按钮、属性改变按钮等。例如，当按下菜单按钮时，在显示单元28中显示能够进行各种设置的菜单画面。用户使用显示单元28中显示的菜单画面、四向(上、下、左、右)按钮、设置按钮等，能够直观地进行各种设置。

图1所示的控制器轮73是操作单元70中包括的能够被旋转操控的操作元件，并且当指定要选择的项目等时，连同方向按钮一起使用。当旋转操控控制器轮73时，根据操作量产生电脉冲信号，并且系统控制单元50基于该脉冲信号控制摄像设备100中的各单元。基于该脉冲信号，能够确定控制器轮73已被旋转操控的角度、圈数等。请注意，控制器轮73可以是任何种类的操作元件，只要该元件能够检测旋转操控即可。例如，控制器轮73可以是拨盘型操作元件，其在控制器轮73根据用户做出的旋转操控而自身旋转时产生脉冲信号。另选地，控制器轮73可以是由触摸传感器构成的操作元件，其中，控制器轮73检测用户的手指在控制器轮73上的旋转运动，而不是控制器轮73自身旋转(所谓的“触摸轮”)。

温度计74测量摄像设备100的温度。电源控制单元80由电池检测电路、DC-DC转换器、用于切换通电的块的开关电路等构成，并且检测是否连接了电池、电池的类型、剩余电量等。电源控制单元80还基于检测结果和来自系统控制单元50的指令来控制DC-DC转换器，并向各种单元(包括记录介质200)以必要的时段供给必要的电压。

电源单元40是一次电池(例如碱性电池、锂电池等)、二次电池(例如镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等)和AC适配器等。记录介质I/F 18是记录介质200(例如存储卡、硬盘等)的接口。记录介质200是诸如存储卡等的用于记录拍摄图像的记录介质，并由半导体存储器或磁盘等构成。

图3是示意性地示出摄像单元22中包括的一个像素的构造的图。像素22011包括微透镜22012。像素22011还包括用作多个光电转换单元的光电二极管(PD)。在图3所示的示例中，例示了两个PD(PD 22013和PD 22014)，但是对光电二极管的数量没有限制，只要配设了两个或更多个光电二极管即可。

图4是概念性地示出穿过了摄影镜头103(光学系统)的出射光瞳的光束入射在摄像单元22上的图。在图4中，附图标记401表示像素阵列的截面，截面401包括微透镜402、滤色器403、PD 404和PD 405。PD 404和PD 405对应于图3所示的PD 22013和PD 22014。附图标记406表示摄影镜头103的出射光瞳。

这里，穿过了出射光瞳406并进入具有微透镜402的像素的光束的中心被定义为光轴409。穿过了出射光瞳406的光束入射在摄像单元22上，该光束使光轴409位于中心。区域407和区域408是出射光瞳406的部分区域。通过附图标记410和411来表示穿过区域407的光束的最外层光线，并通过附图标记412和413来表示穿过区域408的光束的最外层光线。

从图4可以看出，在从出射光瞳406发出的光束中，位于光轴409上方的光束入射在PD 405上，位于光轴409下方的光束入射在PD 404上。也就是说，PD 404和PD 405接收穿过出射光瞳406中的不同区域的光束。这里，由PD 404接收的信号被称为“图像A”，由PD 405接收的信号被称为“图像B”，图像A和图像B的总和值被称为“图像A+B”。摄像设备100能够通过获取图像A和图像B(焦点检测信号)并使用这些图像作为相位差信号对来计算离焦量，从而获取距离信息。此外，摄像设备100能够通过获取图像A+B，基于图像A+B(图像信号)，来生成静态图像。摄像设备100能够通过以下X方案或Y方案，来从摄像单元22中所包括的各像素进行信号读出。

X方案(第一获取模式)：用于获取图像A+B的读出方案

Y方案(第二获取模式)：用于获取图像A、图像B和图像A+B的读出方案

在Y方案的情况下，摄像设备100例如能够通过读出图像A和图像A+B、然后进行算术计算“(图像A+B)-(图像A)”，来生成图像B。另选地，摄像设备100能够通过读出图像A和图像B、然后进行算术计算“(图像A)+(图像B)”，来生成图像A+B。在本实施例中，不对读出和算术计算的详情进行特别的限制，只要获取了图像A、图B和图像A+B即可。

接下来，将参照图5至图8描述用于进行能够由摄像设备100执行的连续摄像的两个摄像序列。摄像设备100能够执行摄像序列A(第一连续摄像模式)或摄像序列B(第二连续摄像模式)，其中摄像序列A是仅连续拍摄记录用静态图像的序列，摄像序列B是交替拍摄记录用静态图像和实时显示用静态图像的序列。

图5是示出摄像序列A中的摄像单元22的读出区域的图。如图5所示，摄像设备100对读出区域中的一些行(被指定为静态图像聚焦用像素的行)进行基于Y方案的读出，并且对剩余行进行基于X方案的读出。组合使用X方案和Y方案的上述读出方案被称为“X/Y方案”。摄像设备100基于从读出区域中的各像素获取的图像A+B，来生成记录用静态图像。此外，摄像设备100基于从适用于Y方案的像素中获取的图像A和图像B来计算离焦量。也就是说，摄像设备100通过根据图5所示的方案进行摄像，除了用于生成记录用静态图像的图像信号之外，还能够获取焦点检测信号(相位差信号)。

摄像设备100还能够对读出区域中的所有像素进行基于Y方案的读出。然而，在这种情况下，进行读出花费时间，结果，连续摄像的速度降低。为此，在图5中，描述了组合使用X方案和Y方案的构造。然而，本发明不限于组合使用X方案和Y方案的构造。可以实时改变读出方案，因此摄像设备100可以根据被摄体，改变基于Y方案进行读出的像素。由此能够增强聚焦精度。

图6是摄像序列A的时序图。当完成与设置的曝光时间相对应的量的电荷累积时，摄像设备100开始摄像信号的读出。在图6所示的传感器驱动中，阴影部分表示基于Y方案的读出。针对基于Y方案进行读出的像素，摄像设备100使用图像A+B(图像信号)来生成记录用静态图像，并使用图像A和图像B(焦点检测信号)来进行聚焦处理(以计算离焦量)。摄像设备100在从完成聚焦处理至下一个摄像定时(开始曝光时段的定时)的时段，驱动调焦透镜。

图7是示出针对摄像序列B中的实时显示用静态图像(焦点检测用静态图像)的摄像单元22的读出区域的图。通常，实时显示用静态图像的像素数量小于记录用静态图像的像素数量，因此在拍摄实时显示用静态图像时对要读取的像素进行间隔剔除(thin out)。通过将图7所示的读出区域例示为小于图5所示的读出区域，来概念性地呈现该间隔剔除。然而，这两个读出区域之间的尺寸比并不限制间隔剔除率。如图7所示，摄像设备100对读出区域中的一些行(被指定为实时图像聚焦用像素的行)进行基于Y方案的读出，并且对剩余行进行基于X方案的读出。系统控制单元50基于从读出区域中的各像素获取的图像A+B来生成实时显示用静态图像。此外，摄像设备100基于从适用于Y方案的像素中获取的图像A和图像B来计算离焦量。也就是说，摄像设备100通过根据图7所示的方案进行摄像，除了用于生成实时静态图像的图像信号之外，还能够获取焦点检测信号(相位差信号)。

图8是摄像序列B的时序图。在图8所示的传感器驱动中，阴影部分表示基于Y方案的读出。如图8所示，在拍摄记录用静态图像的两个实例之间拍摄实时显示用静态图像，并且在拍摄实时显示用静态图像时获取用于聚焦处理的图像A和图像B。此外，在拍摄记录用静态图像时，对读出区域中的所有像素，基于X方案进行读出，以提供图像A+B，并且根据所获得的图像A+B来生成记录用静态图像。实时显示用静态图像的曝光时间比记录用静态图像的曝光时间短。

在摄像序列B的情况下，需要在拍摄了记录用静态图像之后拍摄实时显示用静态图像，因此，与摄像序列A中的情况相比，连续摄像的速度降低。因此，在连续摄像的速度方面，摄像序列A优于摄像序列B。然而，在图像质量方面，由于以下三个原因，摄像序列B优于摄像序列A。

第一，在摄像序列A的情况下，在记录用静态图像中出现噪声等级差，这可能使图像质量劣化。具体地说，与基于X方案获取的图像A+B相比，在基于Y方案获取的图像A+B中噪声增大。为此，在记录用静态图像中，在适用于X方案的区域与适用于Y方案的区域之间的边界中出现噪声等级差。尤其在产生较大噪声的摄像条件的情况下(例如在感光度高的情况下)，噪声等级差变得明显，并且图像质量可能显著劣化。另一方面，在摄像序列B的情况下，对记录用静态图像仅使用X方案，因此能够防止图像质量由于噪声等级差而劣化。尽管当在摄像序列A中基于Y方案读出了读出区域中的所有像素时不会出现噪声等级差，但是整个静态图像中的噪声增大。因此，无论如何，摄像序列A的图像质量低于摄像序列B的图像质量。

第二，在摄像序列A的情况下，通过使用拍摄记录用静态图像时的光圈值来进行用于聚焦控制的图像A和图像B的累积。为此，如果将光圈值设置为较大值并且景深较深，则可能无法适当地获取离焦量。结果，聚焦精度降低，并且图像质量可能劣化。另一方面，在摄像序列B的情况下，通过在拍摄实时显示用静态图像时设置较小的光圈值，能够使景深变浅并提高聚焦精度。

第三，在摄像序列A的情况下，用于聚焦控制的图像A和图像B的累积的定时与下一累积定时(换句话说，拍摄下一记录用静态图像的定时)之间的时间长度相对较长，因此焦点无法快速跟踪移动的被摄体。为此，如果被摄体正快速移动，则聚焦精度降低，这可能使图像质量劣化。另一方面，在摄像序列B的情况下，如上所述，实时显示用静态图像的像素数量比记录用静态图像的像素数量少，因此与记录用静态图像的累积和读出相比，以更短的时间来进行实时显示用静态图像的累积和读出。为此，与摄像序列A相比，用于聚焦控制的图像A和图像B的累积的定时与拍摄下一记录用静态图像的定时之间的时间长度更短。因此，提高了焦点跟踪被摄体的速度，并抑制了图像质量的劣化。

在摄像序列B中，实时显示两个记录用静态图像之间所拍摄的静态图像并非必须。一般来说，在摄像序列B中，在两个记录用静态图像之间拍摄具有比记录用静态图像的像素数量少的像素数量的静态图像(焦点检测用静态图像)。

在本实施例中，在静态图像的连续摄像时，摄像设备100根据摄像条件(例如，感光度和光圈值)和被摄体速度，来选择摄像序列A或摄像序列B。在很可能出现大的图像质量劣化的摄像条件和被摄体速度的情况下，摄像设备100选择摄像序列B，以抑制图像质量劣化。相反地，在不太可能出现大的图像质量劣化的摄像条件和被摄体速度的情况下，摄像设备100选择摄像序列A，以提高连续摄像的速度。稍后将参照图10详细描述选择标准的具体示例。

在本实施例中，选择摄像序列并非必须，并且摄像设备100可以不断地执行摄像序列B。在这种情况下，尽管连续摄像的速度降低，但是能够与摄像条件和被摄体速度无关地抑制图像质量的劣化。此外，由摄像设备100进行的对摄像序列进行选择的选择标准不限于上述摄像条件和被摄体速度。例如，摄像设备100可以根据来自用户的指令来选择摄像序列A或摄像序列B。

接下来，将参照图9来描述由摄像设备100进行的连续摄像处理。除非另外指明，否则，图9所示的流程图的各步骤中的处理是通过系统控制单元50执行存储在非易失性存储器56中的程序来实现的。响应于用户操作模式改变开关60以将摄像设备100设置在连续摄像模式中，来开始该流程图的处理。

在步骤S901中，系统控制单元50等待第二快门开关64的接通(ON)。如果第二快门开关64被设置为接通，则系统控制单元50使处理前进到步骤S902。在步骤S902中，系统控制单元50根据摄像条件和被摄体速度来选择摄像序列A或摄像序列B。稍后将参照图10详细描述该选择处理。在步骤S903中，系统控制单元50判断在步骤S902中选择了摄像序列A和摄像序列B中的哪一个。如果判断为选择了摄像序列A，则系统控制单元50使处理前进到步骤S904，并且如果判断为选择了摄像序列B，则系统控制单元50使处理前进到步骤S907。

在步骤S904中，系统控制单元50基于X/Y方案来拍摄记录用静态图像，并将拍摄图像记录在记录介质200中。具体的拍摄方法如以上参照图5和图6所描述。系统控制单元50将摄像时所拍摄的图像A和图像B临时存储在存储器32中。在步骤S905中，系统控制单元50通过使用图像A和图像B计算离焦量、并驱动摄影镜头103的调焦透镜，来对被摄体进行聚焦控制。在步骤S906中，系统控制单元50判断是否完成了连续摄像。在例如生成了预定数量记录用静态图像的情况下，或者在断开第二快门开关64的情况下，判断为完成了连续摄像。如果判断为完成了连续摄像，则流程图的处理结束。否则，系统控制单元50将处理返回到步骤S903。以此方式，连续拍摄记录用静态图像。

另一方面，如果在步骤S902中判断为选择了摄像序列B，则系统控制单元50使处理从步骤S903前进到步骤S907。在步骤S907中，系统控制单元50基于X方案拍摄记录用静态图像，并将拍摄的记录用静态图像记录在记录介质200中。具体的拍摄方法如以上参照图8所描述，并基于X方案读出了读出区域中的所有像素。在步骤S908中，系统控制单元50获取用于拍摄记录用静态图像的光圈条件，并判断光圈值是否大于或等于阈值。

如果在步骤S908中判断为光圈值小于阈值(如果光圈接近打开状态)，则系统控制单元50使处理前进到步骤S909。在步骤S909中，系统控制单元50基于X/Y方案来拍摄实时显示用静态图像，并将拍摄的实时显示用静态图像显示在显示单元28上。具体的拍摄方法如以上参照图7和图8所描述。系统控制单元50将摄像时所获取的图像A和图像B临时存储在存储器32中。每当在步骤S909中进行摄像时，系统控制单元50可以根据标准(例如被摄体的状态)来确定要基于Y方案读出的像素的位置和数量。由此能够进一步增强聚焦精度。

如果在步骤S908中判断为光圈值大于或等于阈值，则系统控制单元50使处理前进到步骤S910。在步骤S910中，系统控制单元50打开光圈以基于X/Y方案拍摄实时显示用静态图像，并将拍摄的实时显示用静态图像显示在显示单元28上。以与步骤S909中进行的摄像相同的方式进行这里的摄像。也就是说，除了在进行摄像之前打开光圈之外，步骤S910中的处理与步骤S909中的处理相同。如上所述，如果将光圈值设置为较大值，则景深较深，并且可能无法适当地获取离焦量，并且为此，在光圈值大于或等于阈值的情况下，进行用于打开光圈的处理。请注意，将光圈打开得越宽(换句话说，将光圈值设置为越小的值)，聚焦精度提高得越大，但是，即使在略微打开光圈的情况下，也可以期待一定程度的效果。为此，在步骤S910中，不对光圈的打开程度进行特别的限定。

在步骤S909或步骤S910之后，系统控制单元50使处理前进到步骤S905。步骤S905的处理与在摄像序列A的情况下的处理相同，但是在拍摄实时显示用静态图像时获取的图像A和图像B被用来计算离焦量。之后，系统控制单元50交替拍摄记录用静态图像和实时显示用静态图像，直到完成连续摄像为止。

接下来，将参照图10详细描述图9所示的步骤S902中进行的摄像序列选择处理。在步骤S1001中，系统控制单元50判断用于拍摄记录用静态图像的感光度是否大于或等于阈值。如果判断为感光度大于或等于阈值(高感光度)，则系统控制单元50使处理前进到步骤S1005，并选择摄像序列B。如果判断为感光度小于阈值(低感光度)，则系统控制单元50使处理前进到步骤S1002，并判断光圈值是否大于或等于阈值。如果判断为光圈值大于或等于阈值(关闭侧)，则系统控制单元50使处理前进到步骤S1005，并选择摄像序列B。如果判断为光圈值小于阈值(打开侧)，则系统控制单元50使处理前进到步骤S1003，进行被摄体运动的检测，并判断被摄体速度是否大于或等于阈值。例如，在被摄体运动的检测中，系统控制单元50能够基于从摄像单元22输出的信号数据来获取帧之间的主要被摄体区域的重心位置的变化量，并根据所获取的变化量来检测被摄体状态的变化。为了检测主要被摄体，用于基于画面内的亮度或颜色区域分布、边缘信息等来判断画面内是否存在主要被摄体的算法通常是公知的。如果被摄体的速度大于或等于阈值(高速)，则系统控制单元50使处理前进到步骤S1005，并选择摄像序列B。如果被摄体的速度小于阈值(低速)，则系统控制单元50使处理前进到步骤S1004，并选择摄像序列A。

尽管在图10所示的步骤S1001中使用与记录用静态图像的拍摄有关的感光度作为对噪声产生影响的摄像条件的示例，但是本实施例不限于此。摄像条件的其它示例还包括与记录用静态图像的拍摄有关的温度、曝光时间以及是否执行黑去除处理等。当基于这些摄像条件中的一个或任意组合的预期噪声等级为低(第一等级)时，摄像设备100选择摄像序列A，而当预期噪声等级为高(第二等级)时，摄像设备100选择摄像序列B。

此外，通常，实时显示用静态图像所需的图像质量等级低于记录用静态图像所需的图像质量等级。然而，取决于噪声等级，在连续摄像期间实时显示的实时显示用静态图像中的噪声等级差变得明显，并且用户可能强烈感觉到图像质量的劣化。为了解决该问题，摄像设备100可以进一步将与摄像序列B相对应的预期噪声等级分割为两级，并根据预期噪声等级来改变步骤S909和步骤S910中拍摄实时显示用静态图像的方法。在这种情况下，当预期噪声等级为低(第一等级)时，摄像设备100选择摄像序列A，而当预期噪声等级为中等(第二等级)或为高(第三等级)时，摄像设备100选择摄像序列B。在基于摄像序列B拍摄实时显示用静态图像时(步骤S909或步骤S910)，摄像设备100在预期噪声等级为中等(第二等级)的情况下使用X/Y方案，而在预期噪声等级为高(第三等级)的情况下使用Y方案。下文中，将参照图11至图13来给出具体示例。

在图11至图13中，“A”代表摄像序列A，“B1”代表基于X/Y方案拍摄实时显示用静态图像的摄像序列B(下文中也称为“摄像序列B1”)。同样地，“B2”代表基于Y方案拍摄实时显示用静态图像的摄像序列B(下文中也称为“摄像序列B2”)。

图11是示出基于感光度选择摄像序列的示例的图。在图11所示的示例中，在感光度小于或等于ISO 400的情况下选择摄像序列A。然后，在记录用静态图像中的噪声等级差明显的ISO 800中，将摄像序列从摄像序列A切换到摄像序列B1。此外，在实时显示用静态图像中的噪声等级差明显的ISO 3200中，将摄像序列从摄像序列B1切换到摄像序列B2。

图12是示出基于是否执行黑去除处理、感光度和温度来选择摄像序列的示例的图。黑去除处理是用于校正缺陷像素和去除阴影的处理。已知当进行黑去除处理时，拍摄图像具有较大噪声。在图12所示的示例中，根据感光度和温度来判断是否要执行黑去除处理。在与空白格相对应的摄像条件的情况下，不执行黑去除处理。在这种情况下，例如根据图11选择摄像序列。在与具有“A”、“B1”和“B2”的格相对应的摄像条件的情况下，执行黑去除处理。在这种情况下，在记录用静态图像中的噪声等级差明显的ISO 400中，将摄像序列从摄像序列A切换到摄像序列B1。此外，在实时显示用静态图像中的噪声等级差明显的ISO 1600中，将摄像序列从摄像序列B1切换到摄像序列B2。图11与图12之间的比较表明：当进行黑去除处理时，以较低的感光度进行摄像序列的切换。这是因为，如果感光度相同，则与不进行黑去除处理的情况相比，预期噪声等级在进行黑去除处理的情况下更高。

图13是示出基于曝光时间和温度来选择摄像序列的示例的图。曝光时间越长且温度越高，噪声趋于越大。为此，在图13所示的示例中，随着曝光时间越长和温度越高，以如下顺序切换摄像序列：摄像序列A->摄像序列B1->摄像序列B2。

如上所述，根据第一实施例，当在连续摄像时选择摄像序列B时，摄像设备100交替拍摄记录用静态图像和像素数量比记录用静态图像少的焦点检测用静态图像。然后，摄像设备100基于X方案来拍摄记录用静态图像，并基于X/Y方案或Y方案来拍摄焦点检测用静态图像。利用该构造，能够抑制记录用静态图像的图像质量的劣化。

其它实施例

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

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书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 (17)

1.一种摄像设备，包括：

图像传感器，其包括多个像素，其中各像素包括多个光电转换单元，所述多个光电转换单元用于根据穿过了光学系统的出射光瞳的不同区域的光束来生成焦点检测信号；以及

摄像单元，用于通过使用所述图像传感器来连续拍摄多个图像，所述摄像单元针对各像素在第一获取模式或第二获取模式下获取信号，所述第一获取模式是用于获取通过将所述多个光电转换单元的焦点检测信号相加所获得的图像信号的模式，所述第二获取模式是除了所述图像信号之外还获取所述焦点检测信号的模式，

其中，所述摄像单元交替地拍摄记录用图像和像素数量比所述记录用图像的像素数量少的焦点检测用图像，在拍摄所述记录用图像时使所有像素适用于所述第一获取模式，并且在拍摄所述焦点检测用图像时使至少一部分像素适用于所述第二获取模式。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，还包括：

选择单元，用于基于预定条件来选择第一连续摄像模式或第二连续摄像模式，

其中，在选择了所述第一连续摄像模式的情况下，所述摄像单元连续拍摄所述记录用图像，并且在拍摄所述记录用图像时使至少一部分像素适用于所述第二获取模式，以及

在选择了所述第二连续摄像模式的情况下，所述摄像单元交替地拍摄所述记录用图像和所述焦点检测用图像，在拍摄所述记录用图像时使所有像素适用于所述第一获取模式，并且在拍摄所述焦点检测用图像时使至少一部分像素适用于所述第二获取模式。

3.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，在基于摄像条件的预期噪声等级是第一等级的情况下，所述选择单元选择所述第一连续摄像模式，而在所述预期噪声等级是比所述第一等级高的第二等级的情况下，所述选择单元选择所述第二连续摄像模式。

4.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述摄像条件包括与所述记录用图像的拍摄有关的如下内容至少之一：感光度、是否执行黑去除处理、温度和曝光时间。

5.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，在用于拍摄所述记录用图像的光圈值小于阈值的情况下，所述选择单元选择所述第一连续摄像模式，而在用于拍摄所述记录用图像的光圈值大于或等于所述阈值的情况下，所述选择单元选择所述第二连续摄像模式，以及

在选择了所述第二连续摄像模式的情况下，所述摄像单元将用于拍摄所述焦点检测用图像的光圈值设置得小于用于拍摄所述记录用图像的光圈值。

6.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，还包括：

检测单元，用于检测被摄体的速度，

其中，在所述被摄体的速度小于阈值的情况下，所述选择单元选择所述第一连续摄像模式，而在所述被摄体的速度大于或等于所述阈值的情况下，所述选择单元选择所述第二连续摄像模式。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，还包括：

显示单元，用于实时显示所述焦点检测用图像。

8.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，还包括：

显示单元，用于实时显示所述焦点检测用图像，

其中，在基于摄像条件的预期噪声等级是第一等级的情况下，所述选择单元选择所述第一连续摄像模式，而在所述预期噪声等级是比所述第一等级高的第二等级或者是比所述第二等级高的第三等级的情况下，所述选择单元选择所述第二连续摄像模式，以及

当在所述第二连续摄像模式下拍摄所述焦点检测用图像时，所述摄像单元进行以下操作：

在所述预期噪声等级是所述第二等级的情况下，使一部分像素适用于所述第二获取模式，以及

在所述预期噪声等级是所述第三等级的情况下，使所有像素适用于所述第二获取模式。

9.根据权利要求8所述的摄像设备，其中，所述摄像条件包括与所述记录用图像的拍摄有关的如下内容至少之一：感光度、是否执行黑去除处理、温度和曝光时间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的摄像设备，其中，所述焦点检测用图像的曝光时间比所述记录用图像的曝光时间短。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的摄像设备，其中，在拍摄所述焦点检测用图像时使一部分像素适用于所述第二获取模式的情况下，所述摄像单元确定每当进行摄像时该一部分像素的位置和数量。

12.一种摄像设备，包括：

图像传感器，用于输出图像信号和焦点检测信号，其中所述图像信号用于生成图像，所述焦点检测信号用于进行焦点检测；以及

控制单元，用于对从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量以及所述图像传感器中的用于输出所述焦点检测信号的预定区域进行控制，

其中，当从所述图像传感器连续获取帧时，所述控制单元基于摄像条件来对连续获取的帧之间所获取的帧中的、从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量进行控制。

13.根据权利要求12所述的摄像设备，其中，在连续获取的帧之间所获取的帧的像素数量比连续获取的帧的像素数量少的情况下，所述控制单元进行控制以不记录连续获取的帧之间所获取的帧。

14.根据权利要求12或13所述的摄像设备，其中，在连续获取的帧之间所获取的帧的像素数量等于连续获取的帧的像素数量的情况下，所述控制单元进行控制以记录连续获取的帧以及连续获取的帧之间所获取的帧。

15.根据权利要求12或13所述的摄像设备，其中，在连续获取的帧之间所获取的帧的像素数量比连续获取的帧的像素数量少的情况下，所述控制单元进行控制以针对连续获取的帧不读取所述焦点检测信号。

16.一种摄像设备的摄像方法，所述摄像设备包括图像传感器，所述图像传感器包括多个像素，各像素包括多个光电转换单元，所述多个光电转换单元用于根据穿过了光学系统的出射光瞳的不同区域的光束来生成焦点检测信号，所述摄像方法包括：

通过使用所述图像传感器来连续拍摄多个图像，其中针对各像素在第一获取模式或第二获取模式下获取信号，所述第一获取模式是用于获取通过将所述多个光电转换单元的焦点检测信号相加所获得的图像信号的模式，所述第二获取模式是除了所述图像信号之外还获取所述焦点检测信号的模式，

其中，交替地拍摄记录用图像和像素数量比所述记录用图像的像素数量少的焦点检测用图像，在拍摄所述记录用图像时使所有像素适用于所述第一获取模式，并且在拍摄所述焦点检测用图像时使至少一部分像素适用于所述第二获取模式。

17.一种摄像设备的摄像方法，所述摄像设备包括用于输出图像信号和焦点检测信号的图像传感器，所述图像信号用于生成图像，所述焦点检测信号用于进行焦点检测，所述摄像方法包括：

对从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量以及所述图像传感器中的用于输出所述焦点检测信号的预定区域进行控制，

其中，当从所述图像传感器连续获取帧时，基于摄像条件来对连续获取的帧之间所获取的帧中的、从所述图像传感器输出所述图像信号和所述焦点检测信号所使用的像素数量进行控制。