CN109831602B - 摄像设备及其控制方法和非暂时性计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摄像设备及其控制方法和非暂时性计算机可读存储介质。摄像设备(100)包括：图像传感器(14)；焦点检测器(42)，其使用来自图像传感器的输出来进行焦点检测；以及控制器(50)，其被配置为使焦点检测器进行焦点检测、并且被配置为控制用于照射被摄体的光发射器的发光以及用于调焦的调焦元件的移动。控制器被配置为选择性地进行以下处理：第一焦点检测处理，用于在调焦元件停止的状态下、在使光发射器间歇性地发光的情况下使焦点检测器进行焦点检测；以及第二焦点检测处理，用于在调焦元件移动的状态下、在使光发射器间歇性地发光的情况下使焦点检测器进行焦点检测。

Description

摄像设备及其控制方法和非暂时性计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及在使用图像传感器的焦点检测中使用辅助光的摄像设备。

背景技术

日本特开2014-182360中公开了通过使用图像传感器的所谓的摄像面相位差检测方法来进行焦点检测的摄像设备。日本特开平6-94988中公开了在由于被摄体较暗等因而难以进行焦点检测的情况下使用朝向被摄体发射的辅助光来进行焦点检测的方法。

然而，使用辅助光使得能够在辅助光发射期间进行焦点检测。因此，在使用辅助光的焦点检测由于一些原因而失败的情况下，需要再次发射辅助光以进行焦点检测。日本特开2014-182360公开了利用针对包括成对的光电转换器的各像素所设置的微透镜来进行光瞳分割以产生成对的焦点检测信号(相位差图像信号)的方法。由于成对的光电转换器之间的基线长度短，因此该方法仅检测到小散焦量。因此，使用辅助光的焦点检测失败的可能性高，这导致直到焦点检测成功为止的辅助光的发光次数增加。

发明内容

本发明提供一种能够在减少辅助光的发光次数的同时使用辅助光来进行高速焦点检测的摄像设备。

作为本发明的的方面，本发明提供一种摄像设备，包括：图像传感器，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；焦点检测器，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测；以及控制器，其被配置为使所述焦点检测器进行所述焦点检测，并且被配置为控制用于照射被摄体的光发射器的发光以及用于调焦的调焦元件的移动。所述控制器被配置为选择性地进行：第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测。

作为本发明的的另一方面，本发明提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及焦点检测器，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测。所述控制方法包括以下步骤：使得用于照射被摄体的光发射器能够发光；使得用于调焦的调焦元件能够移动；以及选择性地进行：第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测。

作为本发明的的又一方面，本发明提供一种摄像设备，包括：图像传感器，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；焦点检测器，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测；以及控制器，其被配置为使所述焦点检测器进行所述焦点检测，并且被配置为控制用于照射被摄体的光发射器的发光。所述控制器被配置为：通过在使所述光发射器在多次焦点检测的各次焦点检测中以互相不同的发光量发光的情况下使所述焦点检测器进行所述多次焦点检测、或者通过在所述焦点检测中针对从所述图像传感器所获得的信号设置互相不同的增益，来获取多个焦点检测结果；以及通过使用所述多个焦点检测结果来设置后续焦点检测所用的所述光发射器的发光量或来自所述图像传感器的信号的增益。

作为本发明的的又一方面，本发明提供一种摄像设备，包括：图像传感器，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；焦点检测器，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测；以及控制器，其被配置为使所述焦点检测器进行所述焦点检测，并且被配置为控制用于照射被摄体的光发射器的发光以及用于调焦的调焦元件的移动。所述控制器被配置为选择性地进行以下处理：在作为焦点检测结果的散焦量具有第一可靠性的情况下，进行第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；在所述散焦量具有高于所述第一可靠性的第二可靠性的情况下，进行第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；在所述散焦量具有高于所述第二可靠性的第三可靠性的情况下，进行第三焦点检测处理，所述第三焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及在所述光发射器的间歇发光的次数是预定次数以上、并且所述散焦量具有所述第二可靠性的情况下，进行第四焦点检测处理，所述第四焦点检测处理用于在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测。

作为本发明的的又一方面，本发明提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及焦点检测器，用于使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测。所述控制方法包括以下步骤：使得用于照射被摄体的光发射器能够发光；使得用于调焦的调焦元件能够移动；以及选择性地进行以下处理：在作为焦点检测结果的散焦量具有第一可靠性的情况下，进行第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；在所述散焦量具有高于所述第一可靠性的第二可靠性的情况下，进行第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；在所述散焦量具有高于所述第二可靠性的第三可靠性的情况下，进行第三焦点检测处理，所述第三焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及在所述光发射器的间歇发光的次数是预定次数以上、并且所述散焦量具有所述第二可靠性的情况下，进行第四焦点检测处理，所述第四焦点检测处理用于在所述调焦元件移动的状态下，使所述焦点检测器进行所述焦点检测。

作为本发明的的又一方面，本发明提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及焦点检测器，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测。所述控制方法包括以下步骤：使得用于照射被摄体的光发射器能够发光；通过在使所述光发射器在多次焦点检测的各次焦点检测中以互相不同的发光量发光的情况下使所述焦点检测器进行所述多次焦点检测、或者通过在所述焦点检测中针对从所述图像传感器所获得的信号设置互相不同的增益，来获取多个焦点检测结果；以及通过使用所述多个焦点检测结果来设置后续焦点检测所用的所述光发射器的发光量或来自所述图像传感器的信号的增益。

作为本发明的的又一方面，本发明提供一种非暂时性计算机可读存储介质，用于存储使计算机执行用于控制摄像设备的控制处理的计算机程序。所述控制处理根据上述方法中的任意方法。

根据以下参考附图对示例性实施例的说明，本发明的其它特征将变得显而易见。

附图说明

图1是示出作为本发明的实施例1的摄像设备的结构的框图。

图2A～2C分别示出实施例1的摄像设备中所使用的图像传感器的像素电路、像素排列和传感器电路。

图3A和3B示出实施例1的摄像设备中的光瞳分割。

图4示出实施例1的摄像区域中所设置的焦点检测。

图5示出实施例1的焦点检测区域中所获得的成对的焦点检测信号。

图6示出实施例1中所进行的摄像控制处理的流程图。

图7示出实施例1中所进行的调焦处理的流程图。

图8示出实施例1中的可检测散焦量范围。

图9示出实施例1中的可检测散焦量的表。

图10示出实施例1中所进行的摄像处理的流程图。

图11示出实施例1中所进行的AF辅助光必要性判断处理的流程图。

图12示出实施例1中所进行的LED调焦处理的流程图。

图13示出实施例1中所进行的LED/闪光调焦处理的流程图。

图14示出实施例1中所进行的被摄体存在判断处理的流程图。

图15示出调焦时的调焦透镜的位置。

图16A和16B示出实施例1中所进行的闪光调焦处理的流程图。

图17示出实施例1中所进行的闪光焦点检测和发光量控制处理的流程图。

图18示出实施例1中所进行的透镜驱动闪光发光条件设置处理的流程图。

图19示出实施例1中所进行的透镜驱动闪光焦点检测处理的流程图。

图20示出本发明的实施例2中所进行的LED/闪光调焦处理的流程图。

图21A和21B示出实施例2中所进行的闪光辅助光调焦处理的流程图。

具体实施方式

以下将参考附图来说明本发明的示例性实施例。

实施例1

图1示出包括摄像镜头(可更换镜头)300以及作为摄像设备的照相机主体(以下简称为照相机)100的照相机系统的结构，其中，摄像设备是本发明的第一实施例(实施例1)，并且摄像镜头300可更换地(可拆卸地)安装至该摄像设备。首先将说明照相机100的结构。

照相机100具有照相机安装件106，其中可更换镜头300的镜头安装件306通过机械和电气的方式可拆卸地安装至照相机安装件106。照相机安装件106和镜头安装件306设置有连接器122和322，作为用于实现摄像镜头300和照相机100之间的电连接的电接触部。

来自被摄体的光束入射至摄像镜头300，穿过摄像镜头300中的摄像光学系统，然后被主镜130向上反射以入射至光学取景器(光学VF)104。光学取景器104使得用户能够由此观察作为被摄体的光学图像的被摄体图像。光学取景器104在其内部包括后述的显示单元54的一部分。显示单元54显示焦点检测区域、聚焦状态、手抖动警告、光圈值和曝光校正值。

主镜130是半透半反镜。从摄像镜头300到达配置在摄像光路内的主镜130的光束的一部分穿过主镜130，并被配置在主镜130背后的副镜131向下反射以被引入焦点检测单元105。

焦点检测单元105包括二次成像光学系统和光电转换器，并通过相位差检测方法来进行焦点检测。焦点检测单元105通过形成成对的线传感器的光电转换器来将二次成像光学系统所形成的成对的被摄体图像转换为成对的电信号(作为焦点检测信号的成对的相位差图像信号)，以将这些电信号输出到AF(自动调焦)计算器42。作为焦点检测器的AF计算器42计算作为成对的相位差图像信号之间的偏移量的相位差。

作为控制器的系统控制器50根据所计算出的相位差来计算作为焦点检测结果的散焦量。摄像镜头300中的调焦控制器342进行调焦处理，以使作为摄像光学系统中所包括的调焦元件的调焦透镜311沿着其光轴延伸的方向(以下称为“光轴方向”)移动，从而使散焦量减小。尽管在本实施例中调焦是通过使摄像光学系统中的调焦透镜311移动来进行的，但是调焦可以通过使作为调焦元件的图像传感器14沿光轴方向移动来进行的。

在对摄像镜头300进行调焦之后进行静止图像、电子取景器图像或运动图像的摄像的情况下，快速复原机构使主镜130和副镜131移动到摄像光路外。由此，来自摄像镜头300的光束通过用于控制图像传感器14的曝光量的机械快门12而入射至图像传感器14。

图像传感器14包括诸如CMOS传感器等的光电转换元件，并拍摄(光电转换)由来自摄像镜头300的光束所形成的被摄体图像。在摄像之后，快速复原机构使主镜130和副镜131移动到摄像光路内。

通过A/D转换器16来将图像传感器14的光电转换所产生的电信号(模拟摄像信号)转换为数字摄像信号。通过存储器控制器22和系统控制器50来控制定时发生器18以向图像传感器14、A/D转换器16和D/A转换器26供给时钟信号和控制信号。图像处理器20对来自A/D转换器16或存储器控制器22的数字摄像信号进行诸如像素插值处理和颜色转换处理等的图像处理，以产生图像数据。图像处理器20进一步使用所产生的图像数据来进行各种计算处理。

图像传感器14包括用于摄像面相位差检测方法的焦点检测的像素作为其全部像素或部分像素。图像处理器20将所产生的图像数据中的、与后述的焦点检测区域相对应的部分图像数据转换为焦点检测数据。通过系统控制器50将焦点检测数据发送至AF计算器42。AF计算器42使摄像镜头300中的调焦控制器342移动调焦透镜311，以获得聚焦状态。

在本实施例的照相机100中，系统控制器50可以根据图像处理器20所产生的图像数据来产生表示图像数据的对比度状态的对比度评价值。系统控制器50还可以使调焦控制器342将调焦透镜311移动至对比度评价值变为峰值的位置，以获得聚焦状态。这是利用对比度检测方法的AF。

因此，在主镜130和副镜131被配置在摄像光路内的光学取景器观察状态下，进行利用相位差检测方法的AF(即，相位差AF)。另一方面，在主镜130和副镜131被配置在摄像光路外的电子取景器观察状态和运动图像拍摄状态下，进行使用图像传感器14的利用摄像面相位差检测方法的AF(即，摄像面相位差AF)以及利用对比度检测方法的AF(即，对比度AF)。

存储器控制器22控制A/D转换器16、定时发生器(T/G)18、图像处理器20、图像显示存储器24、D/A转换器26、存储器30、以及压缩器-解压缩器32。如上所述，通过从A/D转换器16将数字摄像数据输入至的图像处理器20来产生图像数据。通过存储器控制器22将该图像数据写入图像显示存储器24或存储器30。可以通过存储器控制器22将来自A/D转换器16的数字摄像数据直接写入图像显示存储器24或存储器30。

图像显示单元28包括诸如液晶监视器等的显示装置。通过D/A转换器26将写入图像显示存储器24的图像数据转换为模拟图像数据，并且通过图像显示单元28来显示模拟图像数据。顺次显示通过摄像所顺次产生的图像数据(帧图像)的图像显示单元28提供作为电子取景器图像的实时取景图像。

存储器30存储通过摄像所产生的静止图像和运动图像。存储器30还用作系统控制器50的工作区域。压缩器-解压缩器32具有通过ADCT(自适应离散余弦变换)等来对图像数据进行压缩和解压缩的功能，读取存储器30中所存储的图像数据，并对其进行压缩处理或解压缩处理以将处理后的图像数据写入存储器30。

快门控制器36使用来自测光器46的测光信息，以与用于驱动摄像镜头300中的孔径光阑312的光圈控制器344协作地控制快门12。照相机接口38使得能够通过连接器122和322以及镜头接口(I/F)338来通信照相机100和摄像镜头300之间的控制信号、状态信号和各种数据。照相机接口(I/F)38还使得能够从照相机100向摄像镜头300供电。用于接收穿过摄像镜头300、被主镜130反射、然后穿过测光透镜(未示出)的光束的测光器46进行用以测量被摄体图像的亮度的AE(自动曝光)处理。测光器46还与闪光单元48协作地进行发光量控制处理。作为用于朝向被摄体发光的第一光发射器的闪光单元48具有在静止图像拍摄中发射闪光以明亮地照射被摄体的功能、以及在焦点检测中间歇性地发射AF辅助光(以下称为“闪光辅助光”)以照射被摄体的功能。代替进行AE处理的测光器46，系统控制器50可以使用图像处理器20所产生的图像数据的亮度的计算结果，来对照相机100中的快门控制器36和摄像镜头300中的光圈控制器344进行AE控制。

作为第二光发射器的LED灯49是能够恒定发射(连续发射)用于照射被摄体的LED光的光源。从LED灯49发射的LED光不仅用作AF辅助光(以下称为“LED辅助光”)，而且还用作用于减轻所谓的红眼现象的光、以及用作用于在自拍摄像时表示摄像时间的指标。

系统控制器50控制照相机100的全部操作。存储器52存储用于系统控制器50的操作的常数、变量和计算机程序。包括诸如液晶显示面板或LED等的显示装置以及扬声器的显示单元54的另一部分使用字符、图像或声音来显示操作状态和消息。具体地，显示单元54显示与诸如拍摄图像和剩余可拍摄图像等的图像数量有关的信息、与诸如快门速度、光圈值、曝光校正值、以及闪光的发射与否等的摄像条件有关的信息、与剩余电池电量有关的信息、以及日期和时间信息。如上所述，显示单元54的该部分设置在光学取景器104内。

作为EEPROM等的非易失性(NV)存储器56是电可写且可擦除的存储器。用户操作模式拨盘60、快门开关(SW1和SW2)62和64、图像显示开启/关闭开关66、快速回放开启/关闭开关68、以及操作单元70来向系统控制器50输入各种操作指示。操作单元70包括开关、拨盘、触摸面板、视线定点装置和声音识别装置等。

电源控制器80包括电池检测器、DC/DC转换器、以及用于切换通电块的开关。电源控制器80通过电池检测器来检测电池的插入或未插入、插入电池的类型、以及剩余电池电量，并且根据以上检测的结果以及来自系统控制器50的指示来控制DC/DC转换器以在所需的时间段内向包括记录介质200的各个块供给所需的电压。连接器82和84将诸如一次电池(例如，碱性电池和锂电池)、二次电池(例如，NiCd电池、NiMH电池和锂离子电池)或AC适配器等的电源86连接至照相机100。

接口(I/F)90具有通过诸如存储卡或硬盘等的记录介质200物理地连接至的连接器92将记录介质200连接至照相机100的功能。记录介质安装检测器(介质检测器)98检测到记录介质200连接至连接器92。

接着，将说明摄像镜头300的结构。摄像镜头300包括具备变倍(变焦)透镜310以及上述调焦透镜211和孔径光阑312的摄像光学系统。变焦控制器340使变焦透镜310沿光轴方向移动，以进行变倍。调焦控制器342使调焦透镜311沿光轴方向移动，以进行调焦。光圈控制器344根据通过系统控制器50从测光器46接收到的测光信息，来驱动孔径光阑312。

镜头控制器346控制摄像镜头300的全部操作。镜头控制器346具有存储用于镜头控制器346的操作的常数、变量和计算机程序的功能。

非易失性(NV)存储器348存储摄像镜头300的诸如唯一产品序列号等的识别信息、诸如全开光圈值、最小光圈值和焦距等的光学信息、以及与各种当前和先前设置值有关的信息。非易失性存储器348还存储取决于摄像镜头300的状态的框信息、以及散焦相关信息。框信息与用于定义穿过摄像镜头(摄像光学系统)300的光束的直径的“框”相关。具体地，框信息包括“框”距图像传感器14的距离、以及光束穿过的“框”的开口的半径。“框”中的一个是孔径光阑312，并且用于保持构成摄像光学系统的透镜的透镜保持器是其它“框”。“框”取决于变焦透镜310的位置(即，变焦位置)和调焦透镜311的位置(即，调焦位置)，使得针对各变焦位置和各调焦位置提供框信息。在焦点检测中，镜头控制器346选择与变焦位置和调焦位置相对应的适当框信息，并将所选择的框信息发送至系统控制器50。

散焦相关信息表示从无限远侧的一端(无限远端)到近侧的一端(近端)的各被摄体距离的散焦量，并针对与调焦位置相对应的各被摄体距离进行分割存储。

接着，将参考图2A～2C来说明图像传感器14的结构。图2A示出图像传感器14的一个像素200的结构。像素200包括作为成对的光电转换器的两个光电二极管(PD)201a和201b、传送开关202a和202b、浮动扩散区域203、放大器204、复位开关205、以及选择开关206。各开关由MOS晶体管等构成。在以下说明中，作为示例，各开关由N型MOS晶体管构成。然而，各开关也可以由P型MOS晶体管或任何其它开关元件构成。此外，像素200中所包括的光电二极管的数量可以是三个或更多个(例如，四个)。

光电二极管201a和201b各自接收穿过共通微透镜201c的光，以将光光电转换为与接收光量相对应的电荷。在以下说明中，从光电二极管201a所产生的电荷获得的信号被称为A信号，并且从光电二极管201b所产生的电荷获得的信号被称为B信号。

传送开关202a连接在光电二极管201a和浮动扩散区域203之间，并且传送开关202b连接在光电二极管201b和浮动扩散区域203之间。传送开关202a和202b分别将光电二极管201a和201b所产生的电荷传送至共同的浮动扩散区域203。传送开关202a和202b分别由控制信号TX_A和TX_B控制。

浮动扩散区域203临时保持从光电二极管201a和201b传送来的电荷，并将所保持的电荷转换为电压信号。放大器204由源极跟随器MOS晶体管204构成。放大器204具有连接至浮动扩散区域203的栅极，并且具有连接至用于供给电源电位VDD的共同电源208的漏极。放大器204对从浮动扩散区域203所保持的电荷所获得的电压信号进行放大，以输出放大电压信号。

复位开关205连接在浮动扩散区域203和共同电源208之间。复位开关205由控制信号RES控制，以将浮动扩散区域203的电位复位到电源电位VDD。

选择开关206连接在放大器204的源极和垂直输出线207之间。选择开关206由控制信号SEL控制以将放大电压信号输出至垂直输出线207。

图2C示出图像传感器14的电路结构。图像传感器14包括像素阵列234、垂直扫描电路209、电流源负荷210、读出电路235、共同输出线228和229、水平扫描电路232、以及数据输出器233。

像素阵列234包括以矩阵进行布置的多个像素200。图2C简单地示出水平方向n个像素×垂直方向4个像素的全部像素200。各像素200设置有多种颜色的滤色器其中之一。图2C示例性地示出红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的滤色器。设置有这些滤色器的全部像素(n行×m列)200以拜尔排列进行布置。

图像传感器14还具有像素阵列234的一部分被遮光层遮蔽的区域(OB)。

垂直扫描电路209通过针对各个像素行所设置的驱动信号线208来将控制信号输出至各个像素行中的像素200。尽管图2C针对各像素行示出一个驱动信号线208，但是实际上针对各像素行设置了多个驱动信号线。

同一像素列中的像素200共同连接至针对各像素列所设置的垂直输出线207。来自各像素200的输出信号通过垂直输出线207被输入至读出电路235，并由读出电路235处理。电流源负荷210连接至各个像素列的垂直输出线207。

水平扫描电路232顺次输出控制信号HSR(0)～HRS(n-1)，以从多个读出电路235中顺次选择输出了输出信号的一个读出电路235。所选择的读出电路235通过共同输出线228和229来将处理后的输出信号输出至数据输出器233。

将说明读出电路235的具体结构。读出电路235包括钳位电容器211、反馈电容器214～216、运算放大器213、基准电压源212以及开关217～220。读出电路235还包括比较器221、Latch_N 222、Latch_S 223、以及开关226和227。

通过垂直输出线207输入至读出电路235的输出信号通过钳位电容器211而被输入至运算放大器213的反相输入端子。运算放大器213的非反相输入端子接收从基准电压源212供给的基准电压Vref。反馈电容器214～216连接在运算放大器213的反相输入端子与输出端子之间。开关217也连接在运算放大器213的反相输入端子与输出端子之间，以使反馈电容器214～216的两端短路。开关217由控制信号RES_C控制。开关218～220分别由控制信号GAIN0～GAIN2控制。

比较器221连接至运算放大器213的输出端子以及用于输出斜坡信号224的斜坡信号发生器(RAMP)230的输出端子。Latch_N 222是用于保持噪声水平(N信号)的存储元件。Latch_S 223是用于保持A信号以及通过将A信号和B信号相加所产生的AB信号的电平(S信号)的存储元件。来自比较器221的输出端子的输出信号以及从计数器231输出的计数值225被输入至Latch_N 222和Latch_S 223中的每一个。Latch_N 222和Latch_S分别由控制信号LATEN_N和LATEN_S控制。Latch_N 222和Latch_S的输出端子分别通过开关226和227而连接至共同输出线228和229。共同输出线228和229连接至数据输出器233。

开关226和227由来自水平扫描电路232的控制信号HSR(h)控制。符号h表示控制信号线连接至的读出电路235的列编号。Latch_N 222和Latch_S所保持的信号分别通过共同输出线228和239而输出至数据输出器233，然后从数据输出器233输出至外部。

在本实施例中，图像传感器14具有第一读出模式和第二读出模式。在第一读出模式中，进行全像素读出，其中读出来自图像传感器14的全部像素200的输出信号，以拍摄高清晰度的记录用静止图像。在第二读出模式中，进行间隔剔除读出，其中读出来自全部像素200中的一部分的输出信号，以显示各自的像素数比记录用静止图像的像素数少的实时取景图像和记录用运动图像。由于产生实时取景图像和记录用运动图像所需的像素数少于全部像素数，因此从数量是以预定比率水平和垂直地从图像传感器14的全部像素间隔剔除后的像素中读出输出信号，这减轻了信号处理负荷，并且有助于功耗的降低。在第一读出模式和第二读出模式这两者中，可以单独地读出来自各像素中的成对的光电转换器的输出信号，使得可以产生成对的相位差图像信号。

图3A和3B示出在本实施例的照相机系统中的、摄像光学系统的出射光瞳(出射光瞳面)与配置在图像传感器14中的像高为0的位置附近(即，像面的中央附近)的像素(以下称为中央像素)200的成对的光电转换器201a和201b之间的共轭关系。摄像光学系统的出射光瞳面以及成对的光电转换器201a和201b通过微透镜201c被布置成共轭关系。摄像光学系统的出射光瞳位于配置孔径光阑312的平面中。

本实施例的摄像光学系统具有变焦功能，因此利用变焦来改变从像面到出射光瞳的出射光瞳距离。图3A所示的摄像光学系统处于中间变焦状态，其中该摄像光学系统的焦距是广角端和远摄端之间的中间长度。通过将该中间长度定义为标准出射光瞳距离Zep，优化了取决于微透镜201c的形状以及像高(X坐标和Y坐标)的偏心参数。

在图3A中，附图标记301表示被配置在摄像光学系统中的最靠近被摄体侧位置处的第一透镜单元，并且附图标记301b表示用于保持第一透镜单元301的透镜镜筒构件。附图标记311b表示用于保持调焦透镜311的透镜镜筒构件。附图标记312a表示具有用于限定孔径光阑312的全开开口直径的开口的开口板，并且附图标记312b表示用于改变孔径光阑312的窄开口直径的光圈叶片。在图3A中，示出了作为用于限制穿过摄像光学系统的光束的构件的透镜镜筒构件301b、开口板312a和光圈叶片312b，作为从像面观看时的光学虚像。将孔径光阑312附近的合成开口定义为摄像光学系统的出射光瞳(以下称为“透镜出射光瞳”)。如上所述，从像面到透镜出射光瞳的距离由Zep表示。

中央像素200中所包括的成对的光电转换器201a和201b通过微透镜201c而在透镜出射光瞳上逆投影为图像EP1a和EP1b。换句话说，透镜出射光瞳中的互相不同的光瞳区域(以下称为“焦点检测光瞳”)EP1a和EP1b通过微透镜201c而投影到成对的光电转换器201a和201b的面上。中央像素200从其最下层起依次包括光电转换器201a和201b、配线层201e～201g、滤色器201h、以及微透镜201c。

图3B示出从光轴方向观看时的光电转换器201a和201b在摄像光学系统的出射光瞳面上的逆投影图像EP1a和EP1b。图像传感器14包括能够从成对的光电转换器201a和201b其中之一输出输出信号、并且将来自成对的光电转换器201a和201b的输出信号相加在一起以输出相加后的输出信号的像素。相加后的输出信号是通过对穿过焦点检测光瞳EP1a和EP1b的全部光束进行光电转换所获得的信号。

在图3A中，穿过摄像光学系统的光束(其外边缘由直线示出)L受到孔径光阑312的开口板312a的限制。来自焦点检测光瞳EP1a和EP1b的光束(相位差图像)CLa和CLb在没有被阻挡的情况下到达中央像素200。图3B示出图3A所示的光束L在出射光瞳面处的截面(外边缘)。成对的光电转换器201a和201b的逆投影图像EP1a和EP1b的大部分包括在开口板312a的圆形开口TL内，使得逆投影图像EP1a和EP1b各自仅包括小的缺漏(渐晕)。逆投影图像EP1a和EP1b的缺漏相对于摄像光学系统的光轴(由点划线示出)是对称的，使得成对的光电转换器201a和201b所接收到的光量彼此相等。

如上所述，图像传感器14不仅具有拍摄被摄体图像的功能，而且还具有从透镜出射光瞳中的互相不同的焦点检测光瞳单独地接收光束以通过摄像面相位差检测方法来进行焦点检测的功能。尽管本实施例说明了图像传感器14的各像素包括成对的光电转换器的情况，但是成对的光电转换器也可以是互相不同的部分被遮光的两个焦点检测像素。

图4示出摄像框400中的焦点检测区域401。

在本实施例中，在多个(三个)焦点检测区域401处进行利用摄像面相位差检测方法的焦点检测。

在各焦点检测区域401中，使用水平对比度差来检测相位差。

图5示例性地示出成对的相位差图像信号430a和430b。成对的相位差图像信号430a和430b是分别通过将A信号组合在一起以及将B信号组合在一起而产生的(其中A信号和B信号是从图像传感器的焦点检测区域401中的像素获得的)，并且经过图像处理器20所进行的各种图像处理(校正)。将成对的相位差图像信号430a和430b发送至AF计算器42。

在图5中，横轴表示A信号或B信号被组合在一起的像素排列方向，并且纵轴表示信号的强度。图5示出摄像光学系统针对被摄体而言处于离焦的散焦状态(离焦状态)下的成对的相位差图像信号430a和430b。与聚焦状态相比，相位差图像信号430a向左偏移，并且相位差图像信号430b向右偏移。AF计算器42对成对的相位差图像信号430a和430b进行相关计算以计算它们之间的偏移量(相位差)，并且使用该相位差来计算针对被摄体的摄像光学系统的散焦量。

系统控制器50使用从镜头控制器346接收到的与调焦灵敏度(表示针对调焦透镜311的单位移动量的像面移动量)有关的信息、以及从AF计算器42接收到的散焦量，来计算调焦透镜311的驱动量。系统控制器50还使用从镜头控制器346接收到的与调焦透镜311的位置有关的信息以及所计算出的调焦透镜311的驱动量来计算调焦透镜311移动至的目标位置，并将该目标位置发送至镜头控制器346。镜头控制器346通过调焦控制器342来将调焦透镜311移动至目标位置。

因此，通过摄像面相位差AF来进行调焦。

接着，参考图6的流程图，将说明本实施例的照相机100中的摄像控制处理(控制方法)。图6示出在从显示实时取景图像的状态起进行到执行静止图像拍摄的状态的情况下的摄像控制处理。作为计算机的系统控制器50根据作为计算机程序的控制程序来执行该处理。以下说明中的符号“S”表示步骤。

首先，在S1处，系统控制器50使图像传感器14进行用于产生实时取景图像的摄像，并将摄像信号输入至图像处理器20。

接着，在S2处，系统控制器50使图像处理器20根据摄像信号产生实时取景图像数据和焦点检测数据。

接着，在S3处，系统控制器50使图像显示单元28显示与S2处所产生的实时取景图像数据相对应的实时取景图像。

观察所显示的实时取景图像的用户可以决定摄像构图。用户确认摄像框和摄像条件所使用的实时取景图像的显示以诸如33.3ms(30fps)或16.6ms(60fps)等的预定间隔更新。

在发射AF辅助光的情况下，系统控制器50可以停止图像显示单元28上的实时取景图像的显示。例如，在发射上述的闪光辅助光的情况下，实时取景图像中的被摄体的部分区域的亮度可能饱和，从而实时取景图像可能劣化。因此，在发射AF辅助光的情况下，期望停止实时取景图像的显示并在之后再开始。另一方面，可以连续发射LED辅助光，使得实时取景图像可保持在适当的曝光状态。因此，无需停止实时取景图像的显示。即使在发射闪光辅助光的情况下，只要亮度饱和区域或闪光发光量较小，也可以维持实时取景图像的显示。

接着，在S4处，系统控制器50(AF计算器42)使用从图4所示的三个焦点检测区域401获得的焦点检测数据来进行焦点检测处理。即，AF计算器42进行如下的焦点检测处理：计算图5所示的成对的相位差图像信号之间的相位差，并根据该相位差来计算散焦量。

接着，在S5处，系统控制器50检测作为摄像准备指示开关的开关SW1的ON(接通)或OFF(断开)。通过用户对操作单元70中所包括的释放(摄像触发)开关的半按下操作来接通开关SW1。如果开关SW1接通，则系统控制器50进入S6。如果开关SW1断开，则系统控制器50进入S10。

在S10处，系统控制器50判断主(电源)开关是否断开。如果主开关未断开，则系统控制器50返回S2。如果主开关断开，则系统控制器50结束该处理。

在S6处，系统控制器50获取焦点检测区域模式。

作为焦点检测区域模式，照相机100具有用户选择模式、自动选择模式和被摄体检测模式。用户选择模式是根据用户的选择来设置一个或多个焦点检测区域的模式。自动选择模式是系统控制器50选择一个或多个焦点检测区域的模式。被摄体检测模式是系统控制器50检测诸如人脸等的特定被摄体以设置包括该特定被摄体的一个或多个焦点检测区域的模式。在S6处，系统控制器50还获取与预设焦点检测区域模式有关的信息以及表示上述特定被摄体的被摄体检测信息，以设置焦点检测区域的数量(一个或多个)、以及这些焦点检测区域的位置和布置。

接着，在S7处，系统控制器50(AF计算器42)在根据S6处所获取到的焦点检测区域模式而设置的焦点检测区域401处进行调焦处理。将详细说明该调焦处理。在S7处的调焦处理之后，系统控制器50进入S8。

在S8处，系统控制器50检测作为摄像开始开关的开关SW2的ON或OFF。通过用户对释放开关的全按下操作来接通开关SW2。如果开关SW2为OFF，则系统控制器50等待SW2的ON。如果开关SW2为ON，则系统控制器50进入S9。

在S9处，系统控制器50进行摄像处理。将详细说明该摄像处理。在S9处的摄像处理之后，系统控制器50进入S10。

接着，参考图7的流程图，将说明图6中的S7处所进行的调焦处理。已经开始调焦处理的系统控制器50在S201处获取作为S4处所进行的焦点检测的结果的散焦量。系统控制器50还判断所获取到的散焦量是否具有高可靠性。

如果散焦量具有高可靠性，则系统控制器50进入S202。

系统控制器50通过使用成对的相位差图像信号之间的相关量的局部最小值以及在相关计算中相关量变为局部最小值的偏移量附近所获得的相关量的差量，来判断可靠性。

相关量表示成对的相位差图像信号之间的相关度。相关量越小，表示相关性越高。

换句话说，随着相关量的局部最小值变小，可靠性变高。如果相关量的局部最小值小于阈值Thr1，则系统控制器50判断为可靠性高。在成对的相位差图像信号的形状彼此完全相同的情况下，相关量的局部最小值理想地变为0。然而，由于来自被摄体的光的扩散特性、光量控制误差以及各像素中所产生的噪声的影响，导致实际的成对的相位差图像信号具有互相不同的形状。因此，相关量的局部最小值通常为正值。另一方面，随着成对的相位差图像信号的形状之间的差异增大，局部最小值的检测精度变低，这导致焦点检测的精度降低。

随着在相关量变为局部最小值的偏移量附近所获得的相关量的差量变大，可以更精确地计算偏移量。其原因在于，相关量的较大差异减小了由于偏移量的检测误差而导致的相关量的变化的影响。因此，如果相关量的差量大于阈值Thr2，则系统控制器50判断为可靠性高(即，可靠性是第一可靠性)。

在S202处，系统控制器50判断在根据S6处所获取到的焦点检测区域模式而设置的各焦点检测区域中是否检测到可靠性高的散焦量。如果在所设置的各焦点检测区域中检测到可靠性高的散焦量，则系统控制器50进入S203。仅在所设置的各焦点检测区域中检测到可靠性高的散焦量的情况下才从S202进入S203的原因在于，由于AF辅助光的发射，导致任意焦点检测区域中的可靠性可能变高。在所设置的任意焦点检测区域中的可靠性低的情况下，系统控制器50尝试使用AF辅助光的焦点检测。然而，在焦点检测区域的数量大的情况下，无需仅在所设置的各焦点检测区域中的可靠性高的情况下才不使用AF辅助光。例如，可以在仅像高接近0的焦点检测区域中的可靠性高的情况下，判断为不使用AF辅助光。

在S203处，系统控制器50判断在S6处所设置的焦点检测区域中检测到的散焦量是表示所检测到的散焦量等于或小于预定散焦量的聚焦状态、还是表示所检测到的散焦量大于预定散焦量的散焦状态。在该步骤，系统控制器50根据诸如近优先算法或中央优先算法等的预定算法来在根据焦点检测区域模式所设置的焦点检测区域中选择一个焦点检测区域，并将在所选择的焦点检测区域中检测到的散焦量与预定散焦量进行比较。已判断为所检测到的散焦量表示散焦状态的系统控制器50进入S204，以根据所检测到的散焦量来驱动调焦透镜311。

另一方面，已在S203处判断为所检测到的散焦量表示聚焦状态的系统控制器50进入S205，以使图像显示单元28进行表示聚焦状态的聚焦显示。例如，图像显示单元28显示表示获得聚焦状态的焦点检测区域的特定颜色框，或者输出表示获得聚焦状态的声音。

已在S202处判断为没有检测到可靠性高的散焦量的系统控制器50进入S206，以进行用以判断AF辅助光的发射必要性的处理。稍后将详细说明该AF辅助光必要性判断处理。

接着，在S207处，系统控制器50判断S206处的判断处理的结果是否表示AF辅助光(即，LED辅助光或闪光辅助光)是必要的。如果AF辅助光是不必要的，则系统控制器50进入S208。

在S208处，系统控制器50在调焦透镜311移动的状态下(即，利用调焦透镜311的搜索驱动)进行焦点检测处理(第二焦点检测处理)。这里所进行的焦点检测处理与在S4处进行的焦点检测处理相同。已在S209处判断为作为利用S208处的搜索驱动的焦点检测的结果、可以进行焦点检测的系统控制器50进入S203。

另一方面，已在S209处判断为仍然不能进行焦点检测的系统控制器50进入S210，以判断调焦透镜311是否位于其光轴方向的可移动端(即，位于远摄端或广角端)。如果调焦透镜311未到达可移动端，则系统控制器50返回S208以继续利用搜索驱动的焦点检测。

如果在S210处、调焦透镜311已到达可移动端，则系统控制器50将摄像镜头300可聚焦于的被摄体视为没有位于在调焦透镜311的可移动范围内获得聚焦状态的位置处，以进入S211。

在S211处，系统控制器50停止焦点检测，并使图像显示单元28进行表示不能获得聚焦状态的离焦显示。

已在S207处判断为AF辅助光是必要的系统控制器50进入S212，以计算调焦透镜311的初始位置(以下称为“调焦初始位置”)。具体地，系统控制器50获取后述的焦点检测信息，并计算作为使用焦点检测信息可检测到的估计散焦量的可检测散焦量。系统控制器50还根据可检测散焦量以及与摄像镜头300的近端处的被摄体距离有关的信息，来计算可覆盖包括近端的尽可能宽的被摄体距离范围(可以使可计算可靠性高的散焦量的散焦范围变宽)的调焦初始位置。

图8示出调焦初始位置。在图8中，横轴表示与聚焦被摄体距离相对应的调焦位置。图8还通过箭头来示出所计算出的可检测散焦量的范围(以下称为“散焦量可检测范围”)。调焦初始位置被设置在包括作为调焦透镜311的可移动端的近端的散焦量可检测范围内，以使得散焦量可检测范围从近端朝向远距离侧延伸。

将调焦初始位置设置在包括近端的散焦量可检测范围内的原因在于，AF辅助光到达由此实现焦点检测的被摄体距离是近距离。因此，调焦初始位置不限于近端，并且可以根据被摄体可能位于的诸如与焦距的常数倍或1m相对应的距离等的预设被摄体距离来计算。设置并非近端的、诸如与焦距的常数倍或1m相对应的距离等的被摄体距离会产生不能对较近被摄体进行焦点检测的情况。然而，在这种情况下，可以将远距离侧的被摄体距离范围设置为可进行焦点检测的范围。

此外，可以采用如下的方法：设置作为AF辅助光的闪光辅助光到达的闪光辅助光到达距离，并且将调焦初始位置设置在远距离侧端与闪光辅助光到达距离相对应的范围内。由此，可以限制可进行焦点检测的被摄体距离，使得可以设置具有余量的更合适的调焦初始位置。

焦点检测信息是与用于粗略计算可检测散焦量的焦点检测有关的信息，并且是与摄像镜头300的F值、上述框信息、焦点检测区域的像高、以及相位差图像信号的对比度至少之一有关的信息。使用摄像镜头300的F值、框信息和焦点检测区域的像高使得能够计算用于进行焦点检测的成对的光电转换器之间的基线长度(即，焦点检测光瞳的重心之间的距离)、以及AF光束直径(在焦点检测光瞳中形成相位差图像的光束穿过的范围)。随着基线长度变长，每单位散焦量的成对的相位差图像信号之间的偏移量变大，使得能够以更高的精度来进行焦点检测。随着AF光束直径变小，相位差图像信号变得模糊的可能性低，使得即使在散焦量大的状态下也可以检测到成对的相位差图像信号之间的偏移量。随着AF光束直径增大，基线长度变长。

此外，可检测散焦量根据被摄体的对比度以及被摄体的空间频率特性等而改变。对于具有更高空间频率的更多信息且具有更高对比度的被摄体，可以在散焦量更大的状态下进行焦点检测。作为与被摄体的对比度有关的信息，例如可以使用相位差图像信号中的相互邻接的像素信号之间的差的平方和。

系统控制器50存储包括与上述焦点检测信息相对应的可检测散焦量的数据的数据表。图9示出可检测散焦量的数据表。如上所述，系统控制器50计算AF光束直径和被摄体的对比度作为焦点检测信息，并从图9所示的数据表中获取可检测散焦量。

闪光辅助光到达距离还可以根据AF光束直径而改变。随着AF光束直径减小，闪光辅助光到达距离变短。这使得能够设置更合适的调焦初始位置。

已在S212处计算出调焦初始位置的系统控制器50进入S213，以将调焦透镜311移动至所计算出的调焦初始位置。接着，在S214处，系统控制器50判断是否仅允许LED辅助光的发射。在本实施例中，系统控制器50控制各自作为用于发射AF辅助光的光发射器的闪光单元48和LED灯49。如果仅允许LED辅助光的发射(即，禁止闪光辅助光的发射)，则系统控制器50进入S215以仅利用从LED灯49发射的LED辅助光来进行调焦处理。以下将仅利用LED辅助光的这种调焦处理称为“LED调焦处理”。另一方面，如果允许闪光辅助光的发射，则系统控制器50进入S216以利用从LED灯49或闪光单元48发射的LED辅助光或闪光辅助光来进行调焦处理。以下将利用LED或闪光辅助光的这种调焦处理称为“LED/闪光调焦处理”。稍后将详细说明这些调焦处理。已完成S215处的LED调焦处理或S216处的LED/闪光调焦处理的系统控制器50结束调焦处理。

接着，参考图10的流程图，将说明图6中的S9处所进行的摄像处理。首先，在S301处，系统控制器50驱动孔径光阑312以进行光量控制，并且驱动快门12以进行曝光时间控制。在利用从闪光单元48发射的闪光进行摄像的情况下，系统控制器50与该闪光发光同步地驱动快门12。

接着，在S302处，系统控制器50进行用于静止图像拍摄的全部像素读出。

接着，在S303处，系统控制器50(图像处理器20)对从图像传感器14读出的摄像信号进行缺陷像素插值处理。使用预先存储的与缺陷像素的位置有关的信息来进行缺陷像素插值处理。缺陷像素包括输出偏移或增益与其它像素的输出偏移或增益显著不同的像素、以及不用于摄像的像素(例如，上述的焦点检测像素)。

接着，在S304处，系统控制器50对摄像信号进行诸如γ校正、颜色转换和边缘增强等的图像处理，以产生拍摄图像数据(静止图像数据)。然后，在S305处，系统控制器50将拍摄图像数据记录到存储器30。

接着，在S306处，系统控制器50与S305处所记录的拍摄图像数据相对应地将照相机100的特性信息记录到系统控制器50中的存储器。照相机100的特征信息包括与例如曝光时间、图像显像处理、图像传感器14的像素的光接收灵敏度以及照相机100中的摄像光束的渐晕有关的信息。像素的光接收灵敏度取决于微透镜201c和光电二极管201a和201b，使得与它们的结构有关的信息(诸如光电二极管201a和201b的大小或间距以及从微透镜201c到光电二极管201a和201b的距离等)可被记录为照相机100的特性信息。照相机100的特性信息还包括与从照相机100和摄像镜头300之间的安装面到图像传感器14的距离有关的信息、以及与制造误差有关的信息。

接着，在S307处，系统控制器50与S305处所记录的摄像数据相对应地将摄像镜头300的特性信息记录到照相机100中的存储器30和系统控制器50中的存储器。摄像镜头300的特性信息包括与例如出射光瞳、框(框信息)、摄像时的焦距和F值、摄像光学系统的像差、以及制造误差有关的信息。

接着，在S308处，系统控制器50将图像相关信息记录到照相机100中的存储器30和系统控制器50中的存储器。图像相关信息是与拍摄图像数据有关的信息，并且包括与例如摄像之前的焦点检测操作、被摄体的移动、以及焦点检测操作的精度有关的信息。已完成S307处的处理的系统控制器进入图6中的S10。

接着，参考图11的流程图，将说明图7中的S206处所进行的AF辅助光必要性判断处理。在S401处，系统控制器50获取与焦点检测区域有关的信息。与焦点检测区域有关的信息是例如与根据图6中的S6处的焦点检测区域模式所设置的焦点检测区域的数量、位置和布置有关的信息。

接着，在S402处，系统控制器50获取测光信息。测光信息包括各焦点检测区域中的测光值、以及包括全部焦点检测区域的区域中的测光值。

接着，在S403处，系统控制器50设置用于判断LED辅助光的发射的阈值(以下称为“LED发光阈值”)以及用于判断闪光辅助光的发射的阈值(以下称为“闪光发光阈值”)。LED辅助光被发射到摄像区域中的窄区域，但是可以连续地发射，这使得利用AF辅助光的焦点检测变得容易。另一方面，闪光辅助光被发射到宽区域，但是间歇性地发射。因此，闪光辅助光的多次发射不能提供记录用摄像所需的发光量。因此，在S403处，系统控制器50设置LED发光阈值和闪光发光阈值，以使LED辅助光的发射优先于闪光辅助光的发射。然而，考虑到LED辅助光是诸如红色光等的单色光的情况下的焦点检测误差、以及考虑到LED灯49被配置在摄像镜头300附近的情况下由摄像镜头300所引起的LED辅助光的渐晕，系统控制器50可以设置LED发光阈值和闪光发光阈值以使闪光辅助光的发射优先于LED辅助光的发射。

接着，在S404处，系统控制器50将在S402处获取到的测光信息所表示的测光值与在S403处设置的LED发光阈值进行比较。与LED发光阈值相比较的测光值包括包含全部焦点检测区域的区域中的测光值、以及各焦点检测区域中的测光值。在任意一个测光值低于LED发光阈值的情况下，系统控制器50进入S405以判断为LED发光开启(即，允许LED辅助光的发射)。另一方面，在任意一个测光值等于或高于LED发光阈值的情况下，系统控制器50进入S406以判断为LED发光关闭(即，禁止LED辅助光的发射)。

接着，在S407处，系统控制器50将在S402处获取到的测光值与在S403处设置的闪光发光阈值进行比较。与闪光发光阈值相比较的测光值也包括包含全部焦点检测区域的区域中的测光值、以及各焦点检测区域中的测光值。在任意一个测光值低于闪光发光阈值的情况下，系统控制器50进入S408以判断为闪光发光开启(即，允许闪光辅助光的发射)。另一方面，在任意一个测光值等于或高于闪光发光阈值的情况下，系统控制器50进入S409以判断为闪光发光关闭(即，禁止闪光辅助光的发射)。已完成S408或S409处的处理的系统控制器50结束AF辅助光必要性判断处理。

接着，参考图12的流程图，将说明图7中的S215处所进行的LED调焦处理。在S501处，系统控制器50使LED灯48发射LED辅助光并连续发射LED辅助光，至少直到在后述的S504处获得聚焦状态为止。

如括号中的步骤编号所示，接着的S502～S510的处理与图7中的S201～S205以及S208～S211的处理相同。

接着，参考图13的流程图，将说明图7中的S216处所进行的LED/闪光调焦处理。

在S601处，系统控制器50判断在预先进行的AF辅助光必要性判断处理中是否仅允许闪光辅助光的发射。如果不允许LED辅助光的发射并且允许闪光辅助光的发射，则系统控制器50进入S605。如果允许LED辅助光的发射和闪光辅助光的发射这两者，则系统控制器50进入S602。

在S602处，系统控制器50进行被摄体存在判断处理。如上所述，LED辅助光可以连续发射，然而被发射到窄区域并且有可能经历摄像镜头300的渐晕。因此，在S602处，系统控制器50判断是否存在有效地接收LED辅助光的被摄体。稍后将详细说明该被摄体存在判断处理。

接着，在S603处，系统控制器50判断是否判断为存在有效地接收LED辅助光的被摄体。如果存在该被摄体，则系统控制器50进入S604。如果不存在该被摄体，则系统控制器50进入S605。

在S604处，系统控制器50进行与图7中的S215处所进行的LED调焦处理相同的LED调焦处理。在S605处，系统控制器50进行闪光调焦处理。稍后将详细说明该闪光调焦处理。已完成S604或S605处的处理的系统控制器50结束LED/闪光调焦处理。

接着，参考图14的流程图，将说明图13中的S602处所进行的被摄体存在判断处理。在S701处，系统控制器50获取焦点检测区域中的测光信息。在该步骤处，系统控制器50获取与在图6中的S6处设置的焦点检测区域相对应的测光值。

接着，在S702处，系统控制器50使LED灯48发射LED辅助光。然后，在S703处，系统控制器50再次获取与焦点检测区域相对应的测光值。

接着，系统控制器50使LED灯48停止LED辅助光的发射。然后，在S705处，系统控制器50计算从S701处在LED辅助光的发射之前获取到的测光值到S703处在LED辅助光的发射期间获取到的测光值的变化量。系统控制器50通过利用由于存在用LED辅助光所照射的被摄体、因而测光值改变，来判断是否存在有效地接收LED辅助光的被摄体。因此，系统控制器50可以检测被摄体位于LED辅助光到达的区域之外的情况、LED辅助光由于摄像镜头300的渐晕而未被投影到被摄体的情况、LED辅助光由于长被摄体距离而未到达被摄体的情况等。

作为用于判断是否存在被摄体的另一种方法，可以采用在LED辅助光的发射期间进行焦点检测、并且在可以进行焦点检测的情况下判断为存在被摄体的方法。

然而，在该方法中，由于摄像镜头300相对于被摄体很大程度上散焦、由此不能进行焦点检测，因此即使存在被摄体，也可能判断为不存在被摄体。因此，与摄像镜头300的散焦状态无关地，系统控制器50可以通过使用在LED辅助光的发射之前和期间获取到的测光值的变化量判断是否存在被摄体，来进行适当的被摄体存在判断。

接着，在S705处，如果在焦点检测区域中、在LED辅助光的发射之前和期间获取到的测光值的变化量等于或大于预定值，则系统控制器50判断为存在有效地接收LED辅助光的被摄体。然后，系统控制器50结束该被摄体存在判断处理。

接着，参考图15、16A和16B，将说明图13中的S605处所进行的闪光调焦处理。图15示出用于在发射闪光辅助光时驱动调焦透镜311的典型驱动方法、以及闪光辅助光的发射时间。横轴表示时间，并且纵轴表示调焦透镜311的位置(调焦位置)。图15示出当调焦透镜311从开始闪光调焦处理的调焦开始位置被驱动到获得聚焦状态的聚焦位置时的调焦位置的变化。图15中的黑点表示闪光辅助光的发射时间。

首先，系统控制器50使调焦透镜311停止在调焦开始位置处，并使闪光单元48发射两次闪光辅助光(F1)。

进行闪光辅助光的两次发射以获取调焦开始时的散焦量。以下将在调焦透镜311停止的状态下所进行的闪光辅助光的发射(间歇发射)称为“阶段闪光发光”(step flashlight emission)。利用阶段闪光发光进行焦点检测的焦点检测处理与第一焦点检测处理相对应。稍后将详细说明闪光辅助光的两次发射。

系统控制器50使用闪光辅助光(F1)来检测散焦量，然后开始驱动调焦透镜311(时刻T1)。在开始调焦透镜驱动之后，当调焦透镜311接近聚焦位置时，系统控制器50使闪光单元48在继续调焦透镜驱动(M1)的同时间歇性地发射闪光辅助光。在调焦透镜驱动期间连续发射闪光辅助光会增加照相机100的功耗。因此，当调焦透镜311到达根据在调焦透镜驱动之前获取到的散焦量所设置的位置时，系统控制器50开始闪光辅助光的发射。以下将在调焦透镜驱动期间进行的闪光辅助光的间歇发射称为“透镜驱动闪光发光”。利用透镜驱动闪光发光进行焦点检测的焦点检测处理与第二焦点检测处理相对应。

系统控制器50在与通过利用透镜驱动闪光发光的焦点检测处理所获取到的散焦量相对应的聚焦位置处停止驱动调焦透镜311。此后，系统控制器50再次进行阶段闪光发光(F2)以确认散焦量是否在预定聚焦范围内。然后，系统控制器50结束闪光调焦处理。

图16A和16B的流程图详细示出利用阶段闪光发光的焦点检测。在S801处，系统控制器50对阶段闪光发光的次数的计数值进行初始化。本实施例设置了阶段闪光发光的次数的上限，以减少不必要的功耗。

接着，在S802处，系统控制器50进行利用阶段闪光发光的焦点检测处理(即，第一焦点检测处理)、以及发光量控制。正进行焦点检测的系统控制器50并行进行用于设置透镜驱动闪光发光中的发光量的发光量控制。在S802处，系统控制器50选择稍后进行焦点检测的焦点检测区域。

接着，在S803处，系统控制器50判断是否已获得可靠性高的焦点检测结果(即，具有高于第一可靠性的第二可靠性的焦点检测结果)。如果尚未获得可靠性高的焦点检测结果(即，焦点检测结果仅具有第一可靠性)，则系统控制器50进入S804以判断是否已在全部预定调焦位置处进行了利用阶段闪光发光的焦点检测。

如上所述，在本实施例中，系统控制器50将调焦透镜311移动到调焦初始位置以进行闪光发光。在调焦初始位置处不能进行焦点检测的情况下，系统控制器50朝向无限远侧移动调焦透镜311，使该调焦透镜311停止，然后再次进行利用阶段闪光发光的焦点检测。利用阶段闪光发光的焦点检测的尝试次数不受限制。

例如，可以在上述的各散焦量可检测范围中进行利用阶段闪光发光的焦点检测。在这种情况下，阶段闪光发光的次数超过两次。在调焦初始位置处的发射之后，可以在调焦透镜311的与无限远端相距散焦量可检测范围这么远的近侧的位置进行阶段闪光发光。在这种情况下，不能进行焦点检测的阶段闪光发光的最大次数变为两次，这使得能够快速判断是否可以进行调焦。

如果在S804处判断为已在全部预定调焦位置处进行了利用阶段闪光发光的焦点检测，则系统控制器50进入S820以判断为不能进行调焦、然后进行与S211处相同的离焦显示。如果在S804处判断为尚未在全部预定调焦位置处进行利用阶段闪光发光的焦点检测，则系统控制器50进入S805以将调焦透镜311驱动至下一调焦位置。然后，系统控制器50返回S802。

已在S803处判断为已获得可靠性高的焦点检测结果的系统控制器50进入S806，以设置透镜驱动闪光发光的条件。透镜驱动闪光发光的条件包括开始发射时的散焦量和调焦位置(以下称为“发射开始调焦位置”)，并且还包括调焦透镜311的驱动速度。稍后将详细说明该条件。

接着，在S807处，系统控制器50根据在S806处设置的条件来开始调焦透镜驱动。然后，在S808处，系统控制器50判断调焦透镜311是否已通过S806处所设置的发射开始调焦位置。如果调焦透镜311尚未通过发射开始调焦位置，则系统控制器50在继续调焦透镜驱动的同时重复S808处的判断。

另一方面，如果调焦透镜311已通过发射开始调焦位置，则系统控制器50进入S809以进行利用透镜驱动闪光发光的焦点检测(即，第二焦点检测处理)。在S809处，系统控制器50使闪光单元48与图像数据产生的帧频同步地发射闪光辅助光，并重复使用从S802处所设置(选择)的焦点检测区域所获得的成对的相位差图像信号的焦点检测。稍后将进行详细说明。

接着，在S810处，系统控制器50判断透镜驱动闪光发光的次数是否等于或小于预定次数。如果透镜驱动闪光发光的次数大于预定次数，则系统控制器50进入S820以停止焦点检测并进行离焦显示。这是用以将调焦透镜驱动之前所检测到的被摄体由于被摄体的移动或用户的取景而视为丢失、并由此防止不必要的发射的处理。如果透镜驱动闪光发光的次数等于或小于预定次数，则系统控制器50进入S811。

在S811处，系统控制器50判断S809处所检测到的散焦量是否等于或小于预定散焦量。如果检测到的散焦量大于预定散焦量，则系统控制器50返回S809以继续利用透镜驱动闪光发光的焦点检测。如果检测到的散焦量等于或小于预定散焦量，则系统控制器50进入S812以停止调焦透镜驱动。

接着，在S813处，系统控制器50如在S802处那样进行利用阶段闪光发光的焦点检测处理(即，在使闪光单元48间歇性地发射闪光辅助光的同时进行焦点检测处理)、以及发光量控制。

在聚焦位置附近再次进行发光量控制防止了使用由于散焦状态的变化而饱和的成对的相位差图像信号进行焦点检测。例如，在被摄体包括细线的情况下，随着模糊量从模糊状态向聚焦状态减小，成对的相位差图像信号的亮度水平增加，由此成对的相位差图像信号饱和。饱和的成对相位差图像信号引起焦点检测误差，因此在聚焦位置附近进行发光量控制。

已完成S813处的处理的系统控制器50在S814处判断检测到的散焦量是否小于聚焦判断阈值。如果检测到的散焦量小于聚焦判断阈值，则系统控制器50进入S815以使图像显示单元28进行如S205处那样的聚焦显示，然后结束闪光调焦处理。

已判断为检测到的散焦量等于或大于聚焦判断阈值的系统控制器50进入S816，以根据检测到的散焦量来进行调焦透镜驱动。

在完成(停止)S816处的调焦透镜驱动之后，系统控制器50在S817处判断阶段闪光发光的次数是否等于或小于预定次数。由于在调焦透镜驱动开始之前已经进行了阶段闪光发光，因此系统控制器50使用从调焦透镜驱动的开始前起的阶段闪光发光的总次数作为判断时的阶段闪光发光的次数。如果阶段闪光发光的次数大于预定次数，则系统控制器50进入S820以停止焦点检测并进行离焦显示。如果阶段闪光发光的次数等于或小于预定次数，则系统控制器50进入S818以通过已根据预先进行的发光量控制的结果设置了发光量的闪光辅助光的发射来进行焦点检测。在该S818处，由于预期散焦状态相对于S813仅稍微变化，因此系统控制器50在无需新进行发光量控制的情况下，使用在S813处获得的发光量控制的结果来进行焦点检测。

这使得能够在无需进行不必要的发光的情况下实现高精度的焦点检测。如果在S813处检测到的散焦量较大、并且S818处的散焦状态相对于S813显著变化，则系统控制器50可以新进行与S813处相同的处理。

接着，在S819处，系统控制器50使阶段闪光发光的次数递增，然后返回S814。

接着，参考图17的流程图，将说明图16A中的S802处所进行的利用阶段闪光发光的焦点检测处理。在S901处，系统控制器50在没有闪光发光的情况下所预设的一个或多个焦点检测区域中进行焦点检测，判断焦点检测结果的可靠性，并且选择并存储可靠性高的焦点检测结果。

接着，在S902处，系统控制器50使闪光单元48发射具有第一发光量的闪光，与该闪光的发射同步地使用成对的相位差图像信号来进行焦点检测，判断焦点检测结果的可靠性，并且选择并存储可靠性高的焦点检测结果。

接着，在S903处，系统控制器50使闪光单元48发射具有比第一发光量大的第二发光量的闪光，与该闪光的发射同步地使用成对的相位差图像信号来进行焦点检测，判断焦点检测结果的可靠性，并且选择并存储可靠性高的焦点检测结果。

接着，在S904处，系统控制器50使用在S901、S902和S903处获取到的焦点检测结果来在多个焦点检测区域中选择进行调焦的焦点检测区域。具体地，例如，系统控制器50选择包括最近被摄体的焦点检测区域作为进行调焦的焦点检测区域。

这是因为，作为用户的摄像目标的主被摄体可能位于近距离处。然而，选择进行调焦的焦点检测区域的方法不限于此。例如，系统控制器50可以对利用互相不同的闪光发光量获取到的多个焦点检测结果进行平均，并且使用平均焦点检测结果来选择进行调焦的焦点检测区域。

通常，成对的相位差图像信号的较高对比度提高了散焦量检测的精度。然而，上述的饱和的成对相位差图像信号降低了精度。在这种情况下，系统控制器50可以检测在S902或S903处获取到的饱和的成对相位差图像信号，并且消除从饱和的成对相位差图像信号获取到的焦点检测结果。

接着，在S905处，系统控制器50进行发光量控制处理以获取发光量控制结果。在S904处所选择的焦点检测区域是与S901处所选择的焦点检测结果相对应的焦点检测区域的情况下，系统控制器50不进行发光量控制处理。另外，在后续焦点检测中，系统控制器50在没有AF辅助光的情况下进行焦点检测。另一方面，在S904处所选择的焦点检测区域是与S902或S903处所选择的焦点检测结果相对应的焦点检测区域的情况下，系统控制器50进行发光量控制处理。

系统控制器50还获取在所选择的焦点检测区域中在没有闪光的情况下所获得的测光值(测光信息)、以及在所选择的焦点检测区域中在具有获得所选择的焦点检测结果所利用的发光量(第一发光量或第二发光量)的闪光的情况下的测光值。然后，系统控制器50根据两个测光值之间的差来计算用于进行焦点检测的必要且足够的发光量。

在BV_n表示在没有闪光的情况下所获得的测光值、BV_af表示在具有闪光的情况下获得的测光值、并且BV_T表示用于进行焦点检测的必要且足够的发光量的情况下，系统控制器50通过下式(1)来计算针对基准发光量、即获得所选择的焦点检测结果所利用的闪光发光量的增益G：

G＝(BV_T-BV_n)/(BV_af-BV_n)(1)

尽管式(1)使用线性标度的测光值，但是经常使用对数标度的测光值。

在这种情况下，系统控制器50可以将对数刻度的测光值转换为线性标度的测光值，以计算增益G。系统控制器50根据所计算出的增益G和基准发光量来设置后续焦点检测所用的闪光辅助光的发光量。这使得能够设置适当的发光量，从而使得可以减少不必要的功耗并且防止由于饱和的成对相位差图像信号所引起的焦点检测精度的降低。

已完成发光量控制结果的获取的系统控制器50进入S906以使阶段闪光发光的次数递增，然后结束利用阶段闪光发光的该焦点检测处理。

接着，参考图18的流程图，将说明图16A的S806处所进行的用以设置透镜驱动闪光发光的条件的处理(透镜驱动闪光条件设置处理)。在S1001处，系统控制器50设置透镜驱动闪光发光开始时的散焦量。如参考图15所述，为了降低功耗，系统控制器50在调焦透镜311接近聚焦位置之后开始透镜驱动闪光发光。在该处理中，系统控制器50使用与图7中的S212处所述的可检测散焦量有关的信息。大散焦量由于成对的相位差图像信号的模糊而降低了它们的形状的相似度，这导致焦点检测误差。因此，即使在可检测散焦量范围内，较小的散焦量也会提供了更精确的焦点检测结果。在本实施例中，系统控制器50将通过使可检测散焦量乘以系数α(例如，0.5)所计算出的值设置为透镜驱动闪光发光开始时的发射开始散焦量(第一预定散焦量)。随着从透镜驱动闪光发光的开始前起的闪光发光的次数增加，系统控制器50将发射开始散焦量设置得更小，以保持调焦之后记录摄像所用的发光量。系统控制器50将发射开始散焦量和与当前调焦位置有关的信息一起转换为发射开始调焦位置。

接着，在S1002处，系统控制器50设置调焦透镜驱动速度(移动速度)。具体地，系统控制器50将用于进行预定次数的闪光发光的调焦透镜驱动速度设置在S1001处所设置的发射开始散焦量的范围内。例如，在成对的相位差图像信号的采样率为60fps、并且发射开始散焦量(mm)的范围内的闪光发光的次数为5的情况下，系统控制器50将调焦透镜驱动速度设置为D/5×60(mm/s)。利用该方法，系统控制器50根据发射开始散焦量以及成对的相位差图像信号的采样率来适当地设置调焦透镜驱动速度。

接着，在S1003处，系统控制器50使用先前的阶段闪光发光中的发光量控制结果，来调整(设置)透镜驱动闪光发光中的发光量、或设置摄像信号的增益。发光量调整和增益设置这两者对于向成对的相位差图像信号提供所需的对比度而言是有效的。系统控制器50考虑到诸如人和动物等的被摄体的闪光眩光、功耗以及成对的相位差图像信号的S/N比来进行发光量调整或增益设置。例如，为了增加成对的相位差图像信号的对比度，系统控制器50在被摄体是人的情况下进行增益设置，并且在被摄体不是人的情况下进行发光量调整。

具体地，系统控制器50通过利用在各个焦点检测中发光量互相不同的阶段闪光发光进行多次焦点检测、或者通过针对来自图像传感器14的输出信号设置互相不同的增益，来获取多个焦点检测结果。

然后，系统控制器50针对后续焦点检测设置发光量或增益。除了上述的多个焦点检测结果之外，系统控制器50还可以使用在没有来自闪光单元48的闪光的情况下获取到的焦点检测结果来设置发光量或增益。

已完成S1003的处理的系统控制器50结束该透镜驱动闪光条件设置处理。

接着，参考图19，将说明图16A中的S809处所进行的透镜驱动闪光发光和焦点检测。系统控制器50可以选择性地将驱动图像传感器14时的帧频设置为慢帧频(第一帧频)和快帧频(第二帧频)。

在S1101处，系统控制器50将帧频设置为快帧频。

例如，系统控制器50将帧频从作为慢帧频的30fps改变成作为快帧频的60fps。闪光发光在非常短时间内进行，由此无需将图像传感器14的曝光时间设置得较长。仅需要与图像传感器14的全部像素被曝光的时间同步地进行闪光发光。

由此，只要由闪光发光照射的区域足够宽，则从图像传感器14的整个像素区域获得的成对的相位差图像信号就具有足够的对比度。另一方面，在使用LED辅助光的情况下，增加图像传感器14的曝光时间会增加成对的相位差图像信号的对比度。因此，在本实施例中，使用闪光辅助光的情况下所设置的帧频(第二帧频)被设置得比使用LED辅助光的情况下所设置的帧频(第一帧频)快。该设置实现了使用闪光辅助光的情况下的快速调焦。

此外，在本实施例中，仅在进行透镜驱动闪光发光的情况下设置快帧频。即，在进行透镜驱动闪光发光的情况下使用快帧频，以及在进行阶段闪光发光的情况下使用慢帧频。如上所述，利用阶段闪光发光的焦点检测还使用在没有闪光发光的情况下获取到的焦点检测结果。因此，在进行阶段闪光发光的情况下增加帧频导致产生在闪光发光之前和之后改变帧频的必要性，这增加了焦点检测之间的时滞。在本实施例中，如上所述，通过比较分别在不进行闪光发光的情况下、在进行具有第一发光量的闪光发光的情况下、以及在进行具有第二发光量的闪光发光的情况下所获取到的焦点检测结果，来选择进行调焦的焦点检测区域。因此，期望在尽可能相同的条件下进行焦点检测。因此，在本实施例中，仅在进行透镜驱动闪光发光的情况下增加帧频。

然而，在改变帧频所需的时间短的情况下，可以在不进行透镜驱动闪光发光的情况下增加帧频。即，可以通过在不使用闪光发光的情况和使用闪光发光的情况之间适当地改变帧频来进行利用阶段闪光发光的焦点检测。

此外，如上所述，在进行透镜驱动闪光发光的情况下，可能获取到可靠性高的焦点检测结果。根据焦点检测结果所计算出的调焦透镜驱动量小不会使调焦显著变快，因此无需将帧频改变为快帧频。

另外，在进行透镜驱动闪光发光时未选择焦点检测区域、并且在使用闪光发光时以及未使用闪光发光时两者都获得高可靠性的焦点检测结果的情况下，无需将帧频改变为快帧频。这使得能够对包括闪光未到达的远距离被摄体以及闪光到达的近距离被摄体的摄像场景进行适当的调焦。

接着，在S1102处，系统控制器50进行闪光发光和焦点检测。系统控制器50使用通过利用预设了发光量的闪光发光的焦点检测所获取到的成对的相位差图像信号，来计算散焦量。

然后，在S1103处，镜头系统控制器50根据计算出的散焦量来更新调焦透镜驱动量。在调焦透镜驱动期间的闪光发光和焦点检测中，焦点检测误差随着检测到的散焦量的变小而减小。因此，如上所述更新调焦透镜驱动量(即调焦透镜311的目标位置)能够实现高精度调焦。

在本实施例中，根据焦点检测结果是否具有高可靠性，对在调焦透镜停止的情况下使用间歇发射的闪光辅助光的焦点检测和在调焦透镜被驱动(移动)的情况下使用上述闪光辅助光的焦点检测进行切换。这使得能够在未获得高可靠性的焦点检测结果的情况下减少不必要的闪光辅助发光的同时实现快速调焦。

以上实施例说明了使用S809处所获取到的可靠焦点检测结果来进行调焦的情况。

然而，可以根据调焦透镜驱动期间在作为第一位置的特定调焦位置处检测到的散焦量(第二检测散焦量)与使用调焦透镜驱动之前在第一位置处获取到的利用阶段闪光发光的焦点检测的结果(第一检测散焦量)针对调焦透镜从第一位置被驱动至作为第二位置的另一位置的状态所估计(计算)出的估计散焦量之间的差，来判断焦点检测结果的可靠性。在这两个散焦量之间的差大(即，差大于预定差)的情况下，存在被摄体已经大幅移动或者照相机100的摄像方向已经大幅改变的可能性。

在这种情况下，可以停止调焦透镜驱动和焦点检测。这使得能够迅速地完成使用不可靠的焦点检测结果的调焦处理。用户根据需要再开始调焦处理使得能够减少针对摄像目标被摄体的调焦处理所需的时间。

S810处所述的调焦透镜驱动期间可允许的闪光发光次数可以根据调焦透镜驱动之前的阶段闪光发光的次数而可变。如上所述，为了降低功耗并保持调焦之后的记录摄像所用的发光量，可以适当地设置调焦透镜驱动期间可允许的闪光发光次数。在增加闪光发光次数的情况下，增加发射开始散焦量使得能够降低调焦透镜驱动期间的被摄体移动的影响，这使得能够进行更可靠的焦点检测。

在本实施例中，以互相不同的预定发光量进行闪光发光，并且使利用闪光发光所获取到的成对的相位差图像信号来选择焦点检测区域并计算散焦量。此外，在本实施例中，将获得所选择的焦点检测结果的发光量设置为基准发光量，并且使用基准发光量来进行用于调整后续发光量的发光量控制。这消除了焦点检测之前的发光量控制的必要性，从而实现快速调焦。此外，利用阶段闪光发光进行发光量控制使得能够通过一次闪光发光来获取高可靠性的焦点检测结果。这使得能够减少透镜驱动闪光发光的次数以及后续的阶段闪光发光的次数。

另外，在本实施例中，主要通过调整发光量来调整成对的相位差图像信号(即，被摄体)的对比度。然而，可以通过调整从图像传感器14读出的摄像信号的增益来调整成对的相位差图像信号的对比度。发光量的调整对于更近且具有更高反射率的被摄体的对比度的调整是有效的，这改善了成对的相位差图像信号的S/N比。另一方面，增益的调整不会改善成对的相位差图像信号的S/N比，但是使得能够与被摄体的距离和反射率无关地更容易地进行对比度的调整。

此外，以上实施例说明了在透镜驱动闪光发光之前选择焦点检测区域的情况。然而，在诸如上述自动选择模式等的、即使获得高可靠性的焦点检测结果也不选择焦点检测区域的模式中，不能针对各个焦点检测区域调整发光量。在这种情况下，可以从第一发光量、第二发光量以及0(不发光)中选择发光量。例如，可以选择获得更大数量的焦点检测结果的发光量、或者与表示较近被摄体的存在的焦点检测结果相对应的发光量。

实施例2

接着，将说明本发明的第二实施例(实施例2)。本实施例中的与实施例1中共通的构成元件由与实施例1中相同的附图标记表示，并且省略其说明。在本实施例中，将主要说明与实施例1的不同之处。

图20的流程图示出实施例2中的图7的S206处所进行LED/闪光调焦处理、而不是实施例1中的图13所示的LED/闪光调焦处理。

在S1201处，系统控制器50判断在预先进行的AF辅助光必要性判断处理中是否仅允许闪光辅助光的发射。如果不允许LED辅助光的发射并且允许闪光辅助光的发射，则系统控制器50进入S1207。如果允许LED辅助光的发射和闪光辅助光的发射这两者，则系统控制器50进入S1202。

在S1202处，系统控制器50获取作为实施例1的S4处所进行的焦点检测的结果的散焦量。系统控制器50还判断所获取到的散焦量是否具有高可靠性。如果散焦量具有高可靠性，则系统控制器50进入S1203。

在S1203处，系统控制器50判断在根据实施例1的S6处所获取到的焦点检测区域模式而设置的各焦点检测区域中是否检测到可靠性高的散焦量。如果在所设置的各焦点检测区域中检测到可靠性高的散焦量，则系统控制器50进入S1206，否则系统控制器50进入S1204。仅在所设置的各焦点检测区域中检测到可靠性高的散焦量的情况下才从S1203进入S1206的原因在于，由于AF辅助光的发射，导致任意焦点检测区域中的可靠性可能变高。在所设置的任意焦点检测区域中的可靠性低的情况下，系统控制器50尝试使用AF辅助光的焦点检测。

然而，在焦点检测区域的数量大的情况下，无需仅在所设置的各焦点检测区域中的可靠性高的情况下才不使用AF辅助光。例如，可以在仅像高接近0的焦点检测区域中的可靠性高的情况下，判断为不使用AF辅助光。

在S1204处，系统控制器50判断是否存在有效地接收LED辅助光的被摄体。该被摄体存在判断处理与参考实施例1中的图11的流程图所述的被摄体存在判断处理相同。

接着，在S1205处，系统控制器50判断是否判断为存在有效地接收LED辅助光的被摄体。如果存在该被摄体，则系统控制器50进入S1206。如果不存在该被摄体，则系统控制器50进入S1207。

在S1206处，系统控制器50进行与图7中的S215处所进行的LED调焦处理相同的LED调焦处理。另一方面，在S1207处，系统控制器50进行闪光调焦处理。稍后将详细说明在该步骤处进行的闪光调焦处理。已完成S1206或S1207处的处理的系统控制器50结束LED/闪光调焦处理。

接着，参考图21A和21B，将说明图20中的S1207处由系统控制器50进行的闪光调焦处理。在S1301处，系统控制器50对阶段闪光发光次数的计数值进行初始化。实施例1中说明了阶段闪光发光。本实施例还设置阶段闪光发光的次数的上限，以减少不必要的功耗。

接着，在S1302处，系统控制器50进行利用阶段闪光发光的焦点检测处理(即，第一焦点检测处理)以及发光量控制。正进行焦点检测的系统控制器50并行进行用以设置透镜驱动闪光发光中的发光量的发光量控制。在S1302处，系统控制器50选择稍后进行焦点检测的焦点检测区域。

接着，在S1303处，系统控制器50判断是否已获得可靠性高的焦点检测结果(即，具有高于第一可靠性的第二可靠性的焦点检测结果)。如果尚未获得可靠性高的焦点检测结果(即，焦点检测结果仅具有第一可靠性)，则系统控制器50进入S1304以判断是否已在全部调焦位置处进行了利用阶段闪光发光的焦点检测。

另外，在本实施例中，系统控制器50将调焦透镜311移动到实施例1中所述的调焦初始位置以进行闪光发光。在调焦初始位置处不能进行焦点检测的情况下，系统控制器50朝向无限远侧移动调焦透镜311，使调焦透镜311停止，然后再次进行利用阶段闪光发光的焦点检测。利用阶段闪光发光的焦点检测的尝试次数不受限制。例如，可以在上述的各散焦量可检测范围内进行利用阶段闪光发光的焦点检测。在这种情况下，阶段闪光发光的次数超过两次。在调焦初始位置处的发光之后，可以在调焦透镜311的与无限远端相距散焦量可检测范围这么远的近侧的位置进行阶段闪光发光。在这种情况下，不能进行焦点检测的阶段闪光发光的最大次数变为两次，这使得能够快速判断是否可以进行调焦。

如果在S1304处判断为已在全部预定调焦位置处进行了利用阶段闪光发光的焦点检测，则系统控制器50进入S1320以判断为不能进行焦点检测、然后进行与S211处相同的离焦显示。如果在S1304处判断为尚未在全部预定调焦位置处进行利用阶段闪光发光的焦点检测，则系统控制器50进入S1305以将调焦透镜311驱动至下一调焦位置。然后，系统控制器50返回S1302。已在S1303处判断为已获得可靠性高的焦点检测结果的系统控制器50进入S1306，以设置透镜驱动闪光发光的条件。实施例1中说明了透镜驱动闪光发光。如实施例1中参考图18所述的条件那样，透镜驱动闪光发光的条件包括发射开始时的散焦量和发射开始调焦位置，并且还包括调焦透镜311的驱动速度。

接着，在S1307处，系统控制器50根据在S1306处设置的条件来开始调焦透镜驱动。然后，在S1308处，系统控制器50判断调焦透镜311是否已通过S1306处所设置的发射开始调焦位置。如果调焦透镜311尚未通过发射开始调焦位置，则系统控制器50在继续调焦透镜驱动的同时重复S1308处的判断。另一方面，如果调焦透镜311已通过发射开始调焦位置，则系统控制器50进入S1309以进行利用透镜驱动闪光发光的焦点检测(即，第二焦点检测处理)。在S1309处，系统控制器50使闪光单元48与图像数据产生的帧频同步地发射闪光辅助光，并重复使用从S1302处所设置(选择)的焦点检测区域获得的成对的相位差图像信号的焦点检测。这些透镜驱动闪光发光和焦点检测与参考实施例1中的图19所述的透镜驱动闪光发光和焦点检测相同。

接着，在S1310处，系统控制器50判断透镜驱动闪光发光的次数是否等于或小于预定次数。如果透镜驱动闪光发光的次数大于预定次数，则系统控制器50进入S1316。如果透镜驱动闪光发光的次数等于或小于预定次数，则系统控制器50进入S1311。

在S1311处，系统控制器50判断S1309处所检测到的散焦量是否等于或小于预定散焦量。换句话说，系统控制器50判断检测到的散焦量是否仅包括小误差、从而使得调焦透镜311能够移动至聚焦位置。如果检测到的散焦量大于预定散焦量，则系统控制器50返回S1309以继续利用透镜驱动闪光发光的焦点检测。如果检测到的散焦量等于或小于预定散焦量，则系统控制器50进入S1312以停止调焦透镜驱动，然后进入S1313。

在S1313处，系统控制器50在获得具有比第二可靠性高的第三可靠性的焦点检测结果的情况下进行利用阶段闪光发光的焦点检测处理(即，在使闪光单元48间歇性地发射闪光辅助光的同时进行焦点检测处理)以及发光量控制。向检测到的散焦量赋予第三可靠性，从而使得调焦透镜311能够移动至聚焦位置。在该步骤处进行的利用阶段闪光发光的焦点检测处理以及发光量控制与第三焦点检测处理相对应。S1313处的详细处理与参考实施例1中的图17所述的处理相同。在聚焦位置附近再次进行发光量控制防止了使用由于散焦状态的变化而饱和的成对相位差图像信号来进行焦点检测。例如，在被摄体包括细线的情况下，随着模糊量从模糊状态向聚焦状态减小，成对的相位差图像信号的亮度水平增加，从而成对的相位差图像信号饱和。饱和的成对相位差图像信号引起焦点检测误差，因此在聚焦位置附近进行发光量控制。已完成S1313处的处理的系统控制器50在S1314处判断检测到的散焦量是否小于聚焦判断阈值。如果检测到的散焦量小于聚焦判断阈值，则系统控制器50进入S1315以使图像显示单元28进行如实施例1的图7中的S205那样的聚焦显示，然后结束闪光调焦处理。

已判断为检测到的(具有等于或低于第三可靠性的可靠性的)散焦量等于或大于聚焦判断阈值的系统控制器50进入S1317，以根据检测到的散焦量来进行调焦透镜驱动。

另一方面，已从S1310进入S1316的系统控制器50判断是否已获得可靠性高的焦点检测结果(即，具有高于第一可靠性的第二可靠性的焦点检测结果)。如果尚未获得可靠性高的焦点检测结果(即，焦点检测结果仅具有第一可靠性)，则系统控制器50进入S1321以判断为不能进行调焦，然后进行与图7中的S211相同的离焦显示。

已在S1316处判断为已获得可靠性等于或高于第二可靠性的焦点检测结果的系统控制器50进入S1317，以根据所检测到的散焦量来进行调焦透镜驱动。该处理与第四焦点检测处理相对应。第四焦点检测处理是如下处理：由于尽管透镜驱动闪光发光的次数已达到上限(预定次数)但是获得了可靠性是第二可靠性以上的焦点检测结果，因此在没有进一步闪光发光的情况下进行调焦透镜驱动。第四焦点检测处理根据没有闪光发光的情况下所检测到的散焦量来实现调焦透镜驱动，由此使得即使在闪光发光的次数达到预定次数之后也能够在没有离焦判断的情况下继续调焦。已在S1316处判断为仅获得可靠性低于第二可靠性的焦点检测结果的系统控制器50视为不能进行焦点检测以进入S1321。

在S1316处，在透镜驱动闪光发光的次数小于预定次数的情况下，调焦透镜311在由于高速调焦透镜驱动等而通过聚焦位置之后停止。在这种情况下，如果已获得可靠性等于或高于第二可靠性的焦点检测结果，则可以进行第四焦点检测处理。

在完成(停止)S1317处的调焦透镜驱动之后，系统控制器50在S1318处判断阶段闪光发光的次数是否等于或小于预定次数。由于在调焦透镜驱动开始之前已经进行了阶段闪光发光，因此系统控制器50使用从调焦透镜驱动的开始前起的阶段闪光发光的总次数作为判断时的阶段闪光发光的次数。如果阶段闪光发光的次数大于预定次数，则系统控制器50进入S1321以停止焦点检测并进行离焦显示。

如果阶段闪光发光的次数等于或小于预定次数，则系统控制器50进入S1319以通过根据预先进行的发光量控制的结果设置了发光量的闪光辅助光的发射来进行焦点检测。在该S1319处，由于预期散焦状态相对于S1313仅稍微变化，因此系统控制器50在无需新进行发光量控制的情况下使用在S1313处获得的发光量控制的结果来进行焦点检测。这使得能够在无需进行不必要的发光的情况下实现高精度的焦点检测。如果在S1313处检测到的散焦量较大、并且S1319处的散焦状态相对于S1313显著变化，则系统控制器50可以新进行与S1313处相同的处理。

接着，在S1320处，系统控制器50使阶段闪光发光的次数递增，然后返回S1314。

如上所述，在本实施例中，在透镜驱动闪光发光的次数达到上限之后检测到可靠性高的散焦量的情况下，根据没有闪光发光的情况下所检测到的散焦量来进行调焦透镜驱动，然后进行利用阶段闪光发光的焦点检测。由此，调焦透镜可以移动至聚焦位置。因此，可以使用用于向被摄体提供合适亮度的闪光辅助光来进行良好的焦点检测。

其它实施例

还可以通过读出并执行记录在存储介质(还可被更完整地称为“非暂时性计算机可读存储介质”)上的计算机可执行指令(例如，一个或多个程序)以进行本发明的上述实施例中的一个或多个的功能以及/或者包括用于进行上述实施例中的一个或多个的功能的一个或多个电路(例如，专用集成电路(ASIC))的系统或设备的计算机和通过下面的方法来实现本发明的实施例，其中，该系统或设备的计算机通过例如从存储介质读出并执行计算机可执行指令以进行上述实施例中的一个或多个的功能以及/或者控制该一个或多个电路以进行上述实施例中的一个或多个的功能来进行上述方法。该计算机可以包括一个或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU))，并且可以包括单独计算机或单独计算机处理器的网络，以读出并执行计算机可执行指令。例如可以从网络或存储介质将这些计算机可执行指令提供至计算机。该存储介质可以包括例如硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、分布式计算机系统的存储器、光盘(诸如致密盘(CD)、数字多功能盘(DVD)或蓝光盘(BD)^TM等)、闪速存储装置和存储卡等中的一个或多个。

虽然已经参考示例性实施例说明了本发明，但应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求书的范围应被给予最广泛的理解，以便包含所有这样的修改以及等同结构和功能。

Claims (18)

1.一种摄像设备(100)，包括：

图像传感器(14)，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；

焦点检测器(42)，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测以检测散焦量和所述散焦量的可靠性；以及

控制器(50)，其被配置为使所述焦点检测器进行所述焦点检测，并且被配置为控制(a)用于照射被摄体的光发射器的发光以及(b)用于调焦的调焦元件的移动，

其特征在于，所述控制器被配置为选择性地进行：

(a)第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及

(b)第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测，以及

所述控制器被配置为根据所述散焦量和所述散焦量的所述可靠性至少之一来控制所述第一焦点检测处理和所述第二焦点检测处理之间的切换。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为在通过所述焦点检测所获得的所述散焦量的所述可靠性是第一可靠性的情况下进行所述第一焦点检测处理，并且在所述可靠性是比所述第一可靠性高的第二可靠性的情况下进行所述第二焦点检测处理。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为在通过所述焦点检测所获得的所述散焦量小于第一预定散焦量的情况下进行所述第二焦点检测处理，并且在所述散焦量大于所述第一预定散焦量的情况下、在所述光发射器不发光的状态下进行所述焦点检测。

4.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为随着所述光发射器的发光次数的增加而将所述第一预定散焦量设置得更小，其中该发光次数是从所述第二焦点检测处理之前开始计数得到的。

5.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为在所述第二焦点检测处理中，根据所述第一预定散焦量以及所述焦点检测中的采样率来设置所述调焦元件的移动速度。

6.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为在所述第二焦点检测处理中，在所述光发射器的发光次数超过预定次数的情况下停止所述焦点检测。

7.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为在如下的(a)和(b)之间的差大于预定差的情况下停止所述焦点检测，其中(a)是通过使用所述第一焦点检测处理中在所述调焦元件位于第一位置时所检测到的第一检测散焦量、针对所述调焦元件从所述第一位置向第二位置移动的状态所计算出的估计散焦量，(b)是所述第二焦点检测处理中在所述调焦元件移动至所述第二位置时所检测到的第二检测散焦量。

8.根据权利要求1所述的摄像设备，还包括显示单元，所述显示单元被配置为显示通过使用所述图像传感器的摄像所获得的图像，

其中，所述控制器被配置为进行控制，使得所述光发射器发光的情况下所获得的图像不显示在所述显示单元上。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为在进行所述第一焦点检测处理的情况下以第一帧频来驱动所述图像传感器，并且被配置为在进行所述第二焦点检测处理的情况下以高于所述第一帧频的第二帧频来驱动所述图像传感器。

10.根据权利要求9所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为在利用所述光发射器的连续发光进行所述焦点检测的情况下以所述第一帧频来驱动所述图像传感器。

11.一种摄像设备(100)的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器(14)，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及焦点检测器(42)，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测以检测散焦量和所述散焦量的可靠性，所述控制方法的特征在于包括以下步骤：

使得用于照射被摄体的光发射器能够发光；

使得用于调焦的调焦元件能够移动；以及

选择性地进行：

(a)第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及

(b)第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测，以及

根据所述散焦量和所述散焦量的所述可靠性至少之一来控制所述第一焦点检测处理和所述第二焦点检测处理之间的切换。

12.一种摄像设备(100)，包括：

图像传感器(14)，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；

焦点检测器(42)，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测以检测散焦量和所述散焦量的可靠性；以及

控制器(50)，其被配置为使所述焦点检测器进行所述焦点检测，并且被配置为控制用于照射被摄体的光发射器的发光，

其特征在于，所述控制器被配置为：

(a)通过在使所述光发射器在多次焦点检测的各次焦点检测中以互相不同的发光量发光的情况下使所述焦点检测器进行所述多次焦点检测、或者(b)通过在所述焦点检测中针对从所述图像传感器所获得的信号设置互相不同的增益，来获取多个焦点检测结果；以及

通过使用所述多个焦点检测结果来设置后续焦点检测所用的所述光发射器的发光量或来自所述图像传感器的信号的增益，

所述控制器被配置为选择性地进行：

(a)第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及

(b)第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测，以及

所述控制器被配置为根据所述散焦量和所述散焦量的所述可靠性至少之一来控制所述第一焦点检测处理和所述第二焦点检测处理之间的切换。

13.根据权利要求12所述的摄像设备，其中，所述控制器被配置为通过使用所述多个焦点检测结果以及在所述光发射器不发光的状态下所获取到的焦点检测结果，来设置后续焦点检测所用的发光量或增益。

14.根据权利要求12所述的摄像设备，

其中，所述控制器被配置为在使所述光发射器在多次焦点检测的各次焦点检测中以互相不同的发光量间歇性地发光的情况下通过使用在所述第一焦点检测处理中利用所述多次焦点检测所获取到的多个焦点检测结果，来设置所述第二焦点检测处理中的发光量或增益。

15.一种摄像设备(100)，包括：

图像传感器(14)，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；

焦点检测器(42)，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测；以及

控制器(50)，其被配置为使所述焦点检测器进行所述焦点检测，并且被配置为控制(a)用于照射被摄体的光发射器的发光以及(b)用于调焦的调焦元件的移动，

其特征在于，所述控制器被配置为选择性地进行以下处理：

(a)在作为焦点检测结果的散焦量具有第一可靠性的情况下，进行第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；

(b)在所述散焦量具有高于所述第一可靠性的第二可靠性的情况下，进行第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；

(c)在所述散焦量具有高于所述第二可靠性的第三可靠性的情况下，进行第三焦点检测处理，所述第三焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及

(d)在所述调焦元件移动的状态下所述光发射器的间歇发光的次数是预定次数以上、并且所述散焦量具有所述第二可靠性的情况下，进行第四焦点检测处理，所述第四焦点检测处理用于在所述光发射器不发光并且所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测。

16.一种摄像设备(100)的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器(14)，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及焦点检测器(42)，用于使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测，所述控制方法的特征在于包括以下步骤：

使得用于照射被摄体的光发射器能够发光；

使得用于调焦的调焦元件能够移动；以及

选择性地进行以下处理：

(a)在作为焦点检测结果的散焦量具有第一可靠性的情况下，进行第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；

(b)在所述散焦量具有高于所述第一可靠性的第二可靠性的情况下，进行第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；

(c)在所述散焦量具有高于所述第二可靠性的第三可靠性的情况下，进行第三焦点检测处理，所述第三焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及

(d)在所述调焦元件移动的状态下所述光发射器的间歇发光的次数是预定次数以上、并且所述散焦量具有所述第二可靠性的情况下，进行第四焦点检测处理，所述第四焦点检测处理用于在所述光发射器不发光并且所述调焦元件移动的状态下，使所述焦点检测器进行所述焦点检测。

17.一种摄像设备(100)的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器(14)，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及焦点检测器(42)，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测以检测散焦量和所述散焦量的可靠性，所述控制方法的特征在于包括以下步骤：

使得用于照射被摄体的光发射器能够发光；

(a)通过在使所述光发射器在多次焦点检测的各次焦点检测中以互相不同的发光量发光的情况下使所述焦点检测器进行所述多次焦点检测、或者(b)通过在所述焦点检测中针对从所述图像传感器所获得的信号设置互相不同的增益，来获取多个焦点检测结果；以及

通过使用所述多个焦点检测结果来设置后续焦点检测所用的所述光发射器的发光量或来自所述图像传感器的信号的增益；

选择性地进行：

(a)第一焦点检测处理，所述第一焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件停止的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测；以及

(b)第二焦点检测处理，所述第二焦点检测处理用于在使所述光发射器间歇性地发光的情况下，在所述调焦元件移动的状态下使所述焦点检测器进行所述焦点检测，以及

根据所述散焦量和所述散焦量的所述可靠性至少之一来控制所述第一焦点检测处理和所述第二焦点检测处理之间的切换。

18.一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储使计算机执行用于控制摄像设备的控制处理的计算机程序，所述摄像设备包括：图像传感器，其被配置为拍摄由摄像光学系统所形成的被摄体图像；以及焦点检测器，其被配置为使用来自所述图像传感器的输出来进行焦点检测，其特征在于，所述控制处理按照根据权利要求11、16和17中任一项所述的方法。

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