CN109964479A - 摄像设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

摄像设备的摄像单元包括具有多个光电转换单元的摄像元件，所述光电转换单元将由摄像光学系统形成的被摄体的光学图像转换成图像信号。焦点检测单元读出由摄像元件进行了光瞳分割的多个图像信号并且进行焦点检测。在摄像元件的累积时间或图像信号的信噪比改变的情况下，系统控制单元针对摄像单元在焦点检测区域中控制用于获得图像信号的读出线，以根据摄像元件的累积时间或感光度设置来改变焦点检测像素的读出线。在低快门速度或高感光度中，通过减少读出线的数量来进行图像信号的读出控制。

Description

摄像设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及摄像设备及其控制方法。

背景技术

诸如消费者使用的便携式摄像机或数字静态照相机等的摄像设备具有自动调焦(以下也称为“AF”)功能，因而通过手动操作的焦点调节是不必要的。在结构上，大致存在使用摄像元件的两个类型的AF机构。第一个方法是对比度AF方法，在该对比度AF方法中，对摄像像素的输出进行处理，计算评价值，并且进行调焦透镜的驱动。尽管该方法是简单的结构，但完成该处理需要长的时间。第二个方法是相位差检测方法。存在摄像面相位差检测AF方法，在该方法中，基于光瞳分割摄像元件中的焦点检测所用的像素的输出相位差来计算散焦量，并且进行调焦透镜的驱动。在该方法中，由于从一帧的图像数据获得散焦量，因此存在检测时间非常短的优点。在专利文献1中，提出了共用焦点检测所用的像素以及显示和记录所用的像素的方法。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2012-230172

在专利文献1所公开的摄像元件中，在读出了焦点检测所用的像素的数据之后，读出显示和记录所用的像素的数据。因而，在读出所需的时间花费长时间的情况下，会导致摄像元件的读出帧频和连拍速度下降并且电力消耗增加的问题。

发明内容

本发明是为了抑制焦点检测精度的下降和电力消耗的增加。

根据本发明的一种摄像设备，包括：摄像元件，其被配置为具有多个光电转换单元，所述光电转换单元用于将由摄像光学系统形成的被摄体的光学图像转换成图像信号；焦点检测单元，其被配置为读出由所述摄像元件进行了光瞳分割的多个图像信号，并且进行焦点检测；以及控制单元，其被配置为在所述摄像元件的累积时间或所述图像信号的信噪比改变的情况下，进行用于在所述焦点检测单元进行焦点检测的区域中对用于获得所述图像信号的读出线进行改变的控制，并且通过使用从所述读出线获得的图像信号来进行所述摄像光学系统的焦点调节的控制。

根据本发明的摄像设备，可以抑制焦点检测精度的下降和电力消耗的增加。

将通过以下参考附图的说明来解释本发明的更多特征。

附图说明

图1是根据本实施例的摄像设备的外观图。

图2是示出根据本实施例的摄像设备的系统结构的框图。

图3是示出摄像设备的像素配置的示意图。

图4示出根据第一实施例的摄像元件的读出定时。

图5示出焦点检测图像的部分读出。

图6是与摄像面相位差AF的计算有关的说明图。

图7示出焦点检测图像的读出线的切换。

图8是示出用于切换读出线数的快门速度的阈值的表。

图9是与图8相对应的切换控制的滞后的说明图。

图10是示出用于切换读出线数的感光度阈值的表。

图11是与图10相对应的切换控制的滞后的说明图。

图12示出对读出线数的改变的限制。

图13示出在检测被摄体时的焦点检测像素的读出。

图14示出根据第二实施例的摄像元件的读出定时。

具体实施方式

以下将参考附图来说明本发明的优选实施例。

第一实施例

图1示出作为根据本发明第一实施例的摄像设备的示例的数字照相机的外观图。在以下的说明中，将通过在将被摄体侧定义为前侧的情况下定义如从被摄体观看到的上下左右的各方向来说明各部分之间的位置关系。摄像设备100在本体的背面包括显示单元28。显示单元28将所拍摄到的图像和各种信息显示在画面上。

摄像设备100在本体的上面和背面包括操作单元70。操作单元70包括用于接收来自用户的各种操作的诸如各种开关、按钮和触摸面板等的操作构件。模式切换开关60是用于切换各种模式的操作构件，并且配置在本体的背面。快门按钮61是用于提供拍摄指示的操作构件，并且配置在本体的上面。电源开关72是用于在电源的ON(接通)状态和OFF(断开)状态之间切换的操作构件，并且配置在本体的上面。控制器轮73是操作单元70中所包括的可转动的操作构件，并且配置在本体的背面。连接器112是将连接线缆111和摄像设备100连接的构件。记录介质200是诸如存储卡和硬盘等的记录介质。记录介质200经由记录介质槽201容纳在本体中，并且处于容纳状态的记录介质200可以与摄像设备100进行通信。盖203是记录介质槽201的开闭盖。

图2是示出摄像设备100的结构示例的框图。拍摄透镜103是包括变焦透镜和调焦透镜的透镜组。快门101是还用作具有光圈功能的光阑的快门。摄像单元22包括用于将由摄像光学系统形成的被摄体的光学图像光电转换成电气信号的摄像元件、以及焦点检测单元23。摄像元件是CCD(电荷耦合器件)图像传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等。另外，摄像单元22包括A(模拟)/D(数字)转换处理单元。焦点检测单元23通过使用摄像面相位差检测方法基于摄像之后的图像信号来进行焦点检测。将焦点检测信息从摄像单元22输出至系统控制单元50。挡板102覆盖包括拍摄透镜103的摄像光学系统的结构构件，由此防止拍摄透镜103、快门101和摄像单元22的污染和损坏。

图像处理单元24对从摄像单元22输出的数据或来自存储器控制单元15的数据进行预定的图像处理。预定的图像处理包括例如像素插值、诸如缩小等的调整大小处理、以及颜色转换处理。另外，图像处理单元24使用所拍摄到的图像数据来进行预定的计算处理，并且将计算结果输出至系统控制单元50。系统控制单元50基于所获得的计算结果来进行曝光控制、焦点检测控制和焦点调节控制。因而，进行TTL(通过镜头)方法的AE(自动曝光)处理、以及EF(闪光灯自动发光)处理。另外，图像处理单元24还进行对比度AF处理，并且此时，也可以使用摄像单元22的焦点检测单元23的输出。图像处理单元24进一步使用所拍摄到的图像数据来进行预定的计算处理，并且基于所获得的计算结果来进行TTL AWB(自动白平衡)处理。

摄像单元22的输出数据经由图像处理单元24和存储器控制单元15、或者经由存储器控制单元15被写入存储器32。存储器32存储摄像单元22已获得的且进行了A/D转换的图像数据、以及要显示在显示单元28上的图像数据。存储器32具有足以存储预定数量的静止图像、预定时间的运动图像和声音的存储容量。另外，存储器32也用作图像显示用存储器(视频存储器)。

D/A转换单元13将存储器32中所存储的图像显示用数据转换成模拟信号并将该模拟信号输出至显示单元28。存储器32中所写入的显示用图像数据在读出之后经由D/A转换单元13被显示在显示单元28的画面上。显示单元28包括诸如LCD(液晶显示装置)等的显示装置，并且进行响应于从D/A转换单元13输出的模拟信号的图像显示。在由摄像单元22进行一次A/D转换之后存储在存储器32中的数字信号由D/A转换单元13转换成模拟信号，被顺次传送至显示单元28，并且显示图像。因而，实现了作为电子取景器的功能并且显示了通过镜头的图像。

非易失性存储器56是可以电气擦除和记录的存储器，例如，使用闪速存储器等。系统控制单元50的操作所用的常数和程序等存储在非易失性存储器56中。这里所指的程序是用于执行本实施例所述的处理的程序。

系统控制单元50控制整个摄像设备100。系统控制单元50通过读出并执行非易失性存储器56中所记录的程序来实现本实施例的各处理。系统存储器52是RAM(随机存取存储器)，并且存储系统控制单元50的操作所用的常数和变量、以及从非易失性存储器56读出的程序等。另外，系统控制单元50通过控制存储器32、D/A转换单元13和显示单元28等来进行显示控制。系统计时器53是测量各种控制所使用的时间和内置时钟的时间的计时单元。光度计54包括测光传感器，检测被摄体的亮度信息，并且将该信息输出至系统控制单元50。注意，如果基于摄像元件所接收到的光来进行测光(在实时取景模式时等)，则可以通过将拍摄画面的内部分割成多个部分区域并进行测光处理来检测被摄体亮度。

用户可以通过使用模式切换开关60、第一快门开关62、第二快门开关64和操作单元70来进行向系统控制单元50输入各种操作指示的操作。利用模式切换开关60将系统控制单元50的操作模式切换到静止图像记录模式、运动图像记录模式和再现模式等。

第一快门开关62在摄像设备100中所设置的快门按钮61的操作的中途(即，被称为“半按下操作(拍摄准备指示的操作)”)接通，并且生成第一快门开关信号SW1。通过第一快门开关信号SW1，诸如AF处理、AE处理、AWB处理和EF处理等的操作开始。第二快门开关64通过快门按钮61的操作的完成(即，被称为“全按下操作(拍摄指示的操作)”)而接通，并且生成第二快门开关信号SW2。在接收到第二快门开关信号SW2时，系统控制单元50开始从读出摄像单元22的信号起直到在记录介质200上写入图像数据为止的一系列拍摄操作。

通过例如选择和操作显示单元28的画面上所显示的各种功能图标来针对各画面场景向操作单元70的各操作构件分配适当的功能。例如，存在诸如结束按钮和跳过按钮等的各种功能按钮。在观看显示单元28上所显示的菜单画面的同时，用户可以使用上下左右的四个方向按钮和设置(SET)按钮来进行各种设置。

AF辅助光源71通过在低亮度状态下发光来照射被摄体。控制器轮73是操作单元70中所包括的可转动的操作构件，并且连同方向按钮一起用于例如用户提供选择项的指示的情况。在转动控制器轮73的情况下，根据操作量生成电气脉冲信号，并且系统控制单元50基于该脉冲信号来控制摄像设备100的各单元。注意，控制器轮73是响应于用户的转动操作而生成脉冲信号的拨盘操作构件、或者用于利用触摸检测单元检测用户的手指对控制器轮73的转动操作等的触摸轮。

电源控制单元80包括电池检测电路、DC-DC转换器、用于切换要充电的块的切换电路，并且进行是否安装了电池、电池的类型和电池剩余量的检测。另外，电源控制单元80基于该检测结果和从系统控制单元50提供的控制指示来控制DC-DC转换器，并且在适当时间将其供给至包括记录介质200的各单元。电源单元40包括一次电池或二次电池、以及AC适配器等。记录介质I/F部18是与诸如存储卡和硬盘等的记录介质200的接口部。记录介质200是用于记录图像数据等的诸如存储卡等的记录介质，并且由半导体存储器和磁盘等构成。闪光灯90根据来自系统控制单元50的控制信号而发光并且照射被摄体。

接着，将参考图3来说明摄像元件的像素配置。摄像元件由多个像素部构成。各像素部包括微透镜和与各个微透镜相对应的分割得到的多个光电转换部，并且可以获得光瞳分割的图像信号。在本实施例中，第一像素和第二像素用作二分割的光电转换部，其中第一像素被定义为A像素301并且第二像素被定义为B像素302。读出A像素301和B像素302的信号，并且基于A像素的图像信号和B像素的图像信号之间的水平相位差来进行焦点检测计算。关于读取顺序，在A像素的读出之后，在没有重置A像素的电荷的情况下进行用于读出B像素的图像信号的处理。具体地，在摄像元件中的FD(浮动扩散)部中进行A像素和B像素的相加，并且读出A像素和B像素的相加图像信号。在下文，A像素的图像信号被称为“A图像信号”，并且B像素的图像信号被称为“B图像信号”。摄像元件中的A像素和B像素的相加图像信号被称为“A+B图像信号”。

从A+B图像信号获得的图像可被原样用作显示和记录用图像。可以通过在FD部中进行电荷相加来抑制由于噪声引起的劣化并且进行像素相加。通过如以下的公式(1)所示从A+B图像信号中减去A图像信号(1)来获得B图像信号。

B图像信号＝A+B图像信号-A图像信号 (1)

接着，将参考图4来说明摄像元件的读出定时。图中的“VD”表示垂直同步信号并且“HD”表示水平同步信号。与VD同步地获得表示帧读出的开始的基准信号，并且与HD同步地针对各线进行像素的信号读出。通常线是拍摄图像的读出线，并且焦点检测图像的读出线是焦点检测所要使用的多个信号的读出线。在这种情况下，多个信号是A图像信号和A+B图像信号。

在HD时间段期间，在通常线中读出A+B图像信号。另外，在焦点检测像素的读出线中，首先输出A图像信号，并且从所有水平像素的读出已完成的时间点连续地输出A+B图像信号。在正在读出所指定的线上的信号期间，进行焦点检测像素的信号读出。如果在所指定的线上的信号读出已完成，则该处理返回到针对通常线的信号读出，并且进行整个画面的信号读出。注意，在本实施例中，已经说明了针对从焦点检测像素读出的A图像信号读出所有水平像素的信号的示例。然而，可以采用仅读出被摄体区域和被摄体周围的图像的一部分的信号的结构。

利用图像处理单元24处理从摄像单元22和焦点检测单元23读出的图像信号，并且从A+B图像信号中减去A图像信号以生成B图像信号。结果，生成焦点检测处理所要使用的A图像信号和B图像信号。使用从摄像单元22读出的A+B图像信号用作显示和记录用图像信号。

图5示出焦点检测图像的部分读出。关于获得焦点检测图像数据的线，在从所有的线获得图像数据的情况下样本的数量大，并且由此从焦点检测精度的观点是理想的。然而，在所有的线中获得图像数据的方法中，来自摄像单元22的读出时间长，帧频降低，连拍速度降低，并且电力消耗增加。因此，期望以所需最低限度的量读出焦点检测图像数据，因而进行部分读取。

在图5中，在拍摄图像中标记为“A/A+B独立读出”的线是获得拍摄图像和焦点检测图像的线。除这些线以外的标记为“A+B读出”的线是在摄像元件中进行A图像信号和B图像信号的相加然后输出信号、而不是仅读出A图像的线。基于用户设置和被摄体检测结果来确定这些线中的哪个线将是“A/A+B独立读出”。在本实施例中，假定在确定焦点检测所用的目标区域之后要检测的区域中、根据被摄体亮度和摄像元件的S/N比(信噪比)来确定读出线。也就是说，如果摄像元件的累积时间或信噪比改变，则系统控制单元50进行控制以改变在焦点检测区域中获得A图像信号和A+B的图像信号的读出线。根据被摄体的亮度来确定摄像元件的累积时间。另外，基于摄像元件的读出感光度或温度来计算摄像元件的信噪比的值。

图6是与摄像面相位差AF的计算有关的说明图。示出由摄像元件进行了光电转换、由图像处理单元24进行了各种校正、然后发送至焦点检测部32的一对焦点检测信号。图6中的横轴X表示所连结的信号在像素排列方向上的位置，并且纵轴Y表示该信号的强度。由实线的曲线示出的焦点检测信号430a和由虚线的曲线示出的焦点检测信号430b是由作为焦点检测图像的A图像和B图像各自形成的信号。

在拍摄透镜103相对于摄像元件处于散焦状态的情况下，图6中的焦点检测信号430a位于左侧并且图6中的焦点检测信号430b位于右侧，使得这两个信号都偏移。焦点检测单元23通过使用相关计算等来计算焦点检测信号430a和430b之间的偏移量，并且检测拍摄透镜103的散焦状态的程度。系统控制单元50获得拍摄透镜103的透镜位置信息和从焦点检测单元23获得的散焦量的信号，并且计算调焦透镜的驱动量。随后，系统控制部50参考调焦透镜的位置信息，将取决于与调焦透镜要被驱动至的位置有关的信息的控制信号发送至拍摄透镜103，并且进行拍摄透镜103的聚焦的控制。

图7示出读出焦点检测图像的线的切换控制。VD表示垂直同步信号，并且SensorOut表示摄像元件的输出。系统控制单元50进行如下控制：在摄像元件的曝光时间或感光度设置改变的情况下，焦点检测图像的读出线改变。摄像元件的曝光时间取决于快门速度。

图7的A示出高快门速度和低感光度的情况，图7的B示出中等快门速度和中等感光度的情况，并且图7的C示出低快门速度和高感光度的情况。在图7中以灰色示出的焦点检测像素的读出线表示摄像元件在输出整体中的位置。在该示例中，在未确定主被摄体的状态下需要整个画面的焦点检测信息的情况下，设置可以覆盖整个画面的焦点检测像素的读出配置。焦点检测像素的读出线数在图7的A中小并且在图7的C中大。

在从焦点检测像素读出信号的线中，由于信号读出时间段比通常长，因此发生由于卷帘失真(卷帘快门失真)引起的微小级差。因此，在如图7的A所示、快门速度高的情况下，通过减少焦点检测像素的读出线数，该级差变得不太明显。另外，由于在低感光度时摄像元件的S/N比高，因此即使焦点检测像素的读出线数小，在焦点检测精度上也不会发生问题。以下将说明响应于快门速度和感光度的读出线数的改变的详情。

如果被摄体亮度下降并且快门速度降低，则卷帘失真的影响减小，并且结果，焦点检测的S/N比降低。因此，进行控制以增加焦点检测像素的读出线数(图7的B)。如果焦点检测像素的读出线数增加，则垂直消隐时间缩短，并且摄像元件的待机时间段缩短。另外，由于通过增加感光度、S/N比也降低，因此根据感光度的增加来进行增加焦点检测像素的读出线数的控制。

如图7的C所示，如果快门速度进一步降低或者感光度进一步增加，则有必要进一步增加焦点检测像素的读出线数。由于该原因，进行延长包括帧时间段的处理时间的控制。在运动图像中，指定帧频，使得进行使帧时间段从基准帧频起延长数倍(整数倍)的控制。在顺次显示拍摄图像的实时取景模式中，可以自由地选择帧频，使得帧时间段被设置成包含与增加的读出线数相对应的读出时间。

图8例示在将焦点检测像素的读出线数切换为快门速度的情况下的阈值。快门速度的阈值被设置为1/250、1/60和1/15(秒)。在快门速度快于1/250的范围内，设置“标准”线的读出线数，其被定义为所需最低限度的标准读出线数。随着快门速度减小，焦点检测像素的读出线数增加，并且将“标准”的读出线数乘以系数(K1、K2和K3)。假定满足“K1<K2<K3”的关系。

由于焦点检测的S/N比根据被摄体亮度而改变，因此在高亮度被摄体中，焦点检测像素的读出线数可以小。在低亮度被摄体中，需要通过从更多的焦点检测像素读出信号并进行相加来增大焦点检测的S/N比。具体地，焦点检测单元23或图像处理单元24进行在画面的垂直方向上的相邻线中将从焦点检测像素读出的信号相加的处理。被摄体亮度是根据快门速度确定的，由此还可以降低对卷帘失真的影响。

在本实施例中，针对快门速度高的高亮度被摄体设置标准的读出线数。在图8的具体示例中，如果快门速度快于1/250，则读出线数被设置为“标准”的线数。如果快门速度降低并且被摄体亮度降低，则改变设置以增大焦点检测像素的读出线数。在快门速度为1/250或慢于1/250且快于1/60的范围内，设置通过将“标准”的读出线数乘以系数K1所获得的读出线数。如果快门速度进一步降低并且被摄体亮度进一步降低，则改变设置以进一步增加读出线数。在快门速度为1/60或慢于1/60且快于1/15的范围内，设置通过将“标准”的读出线数乘以系数K2所获得的读出线数。在快门速度为1/15或慢于1/15的范围内，设置通过将“标准”的读出线数乘以系数K3所获得的读出线数。

图9示出在根据快门速度切换焦点检测像素的读出线数的情况下的滞后特性。横轴表示快门速度并且纵轴表示读出线数。图9示出与图8的设置相对应的示例。在快门速度为1/1000～1/250的范围内，设置“标准”的读出线数。此外，如果快门速度在1/250～1/60的范围内减小，则设置“标准×K1”的读出线数。如果快门速度在1/60～1/15的范围内减小，则设置“标准×K2”的读出线数。

如图8所示，在根据快门速度切换焦点检测像素的读出线数的情况下，存在在显示和记录用图像中发生卷帘失真的差异的可能性。因此，一旦切换了读出线数，如果之后尽可能不改变读出线数，则卷帘失真的差异变得不太明显。在本实施例中，在读出线数的切换控制中设置滞后特性。在图9中，在快门速度从1/1000改变为1/250的位置处，第一阶段的读出线数改变，使得设置“标准×K1”的线数。这里，即使快门速度略微增加或略微降低，也不会发生由于滞后特性引起的读出线数的改变。在快门速度为1/60时，发生下次的读出线数的改变。在快门速度为1/15时，发生最后的读出线数的改变。通过进行这种具有滞后特性的切换控制，即使发生快门速度的微小改变，也不会发生读出线数的频繁改变。因此，可以获得在显示和记录用图像中卷帘失真的差异变得不太明显的效果。

图10示出在响应于ISO感光度而切换焦点检测像素的读出线数的情况下的感光度阈值。感光度阈值为ISO 1600、3200、6400。在感光度低于ISO 1600的范围内，设置“标准”的读出数线，其被定义为所需最低限度的标准读出线数。随着ISO感光度增加，焦点检测像素的读出线数增加，并且将“标准”的读出线数乘以系数(K4、K5或K6)。假定满足“K4<K5<K6”的关系。

由于焦点检测的S/N比响应于摄像元件的感光度而改变，因此在低感光度时焦点检测像素的读出线数可以小。然而，在高感光度时，需要通过从更多的焦点检测像素读出信号并在垂直方向上进行相加平均来维持焦点检测的S/N比恒定。可以基于摄像元件的感光度设置来确定焦点检测的S/N比的下降。

在本实施例中，在低感光度期间，设置标准的读出线数。在图10的具体示例中，如果感光度低于ISO 1600，则读出线数被设置为“标准”。如果被摄体的亮度降低并且设置高感光度，则改变设置以增加焦点检测像素的读出线数。如果感光度为ISO 1600以上且低于ISO 3200，则通过将读出线数改变为“标准×K4”来进行维持焦点检测的S/N比的设置。如果被摄体亮度进一步降低并且设置更高的感光度，则改变设置以进一步增加读出线数。如果感光度为ISO 3200以上且低于ISO 6400，则通过将读出线数改变为“标准×K5”来进行维持焦点检测的S/N比的设置。如果感光度为ISO 6400以上，则读出线数改变为“标准×K6”。

图11示出在响应于ISO感光度而切换焦点检测像素的读出线数的情况下的滞后特性。横轴表示ISO感光度并且纵轴表示读出线数。图11示出与图10的设置相对应的示例，并且在感光度为ISO 100～ISO 1600的范围内，设置“标准”的读出线数。在作为更高感光度的ISO 1600～ISO 3200的范围内，设置“标准×K4”的读出线数。在作为进一步更高的感光度的ISO 3200～ISO 6400的范围内，设置“标准×K5”的读出线数。

如图10所示，在响应于ISO感光度来切换焦点检测像素的读出线数的情况下，存在在显示和记录用图像中发生卷帘失真的差异的可能性。因此，一旦切换读出线数，如果之后尽可能不改变读出线数，则卷帘失真的差异变得不太明显。因此，在读出线数的切换控制中设置滞后特性。在图11中，如果ISO感光度从ISO 100改变为ISO 1600，则第一阶段的读出线数改变，并且设置“标准×K4”的读出线数。这里，即使ISO感光度略微改变，由于滞后特性也不会发生读出线数的改变。在感光度为ISO 3200时，发生下次的读出线数的改变。在感光度为ISO 6400时，发生最后的读出线数的改变。通过进行这种具有滞后特性的切换控制，即使发生ISO感光度的微小改变，也不会发生读出线数的频繁改变。因此，可以获得在显示和记录用图像上卷帘失真的差异变得不太明显的效果。

图12示出对焦点检测像素的读出线数的改变量的限制。图12的A示出读出线数大幅改变的情况。图12的B示出读出线数逐渐改变的情况。在垂直同步信号VD的下方示出摄像元件的输出的时间变化。

图12的A示出焦点检测像素的读出线数在帧之间大幅增加的情况。在这种情况下，由于焦点检测像素的狭缝卷帘曝光时间突然改变，因此图像质量的变化将会明显的可能性高。与此相反，如图12的B所示，如果读出线数逐渐改变，则图像质量的变化将会明显的可能性低。也就是说，由于在帧之间逐渐增加读出线数因而不会发生狭缝卷帘曝光时间的突然变化，使得图像质量的变化变得不太明显。在图12中，说明对在改变读出线数时增加线数的限制，并且在减少读出线数的情况下进行同样的限制。也就是说，通过在改变读出线数时逐渐减少线数来施加限制。系统控制单元50通过使用ISO感光度、温度、帧频和被摄体检测信息等中的一个或多个，来确定在限制连续帧之间的读出线数的改变的情况下的读出线数的改变量。

图13是说明在拍摄图像中检测被摄体区域的情况下的焦点检测像素的读出的示意图。图13的A示出拍摄视角内的被摄体1300的区域和配置在被摄体区域的附近的焦点检测框1301。系统控制单元50利用图像处理单元24处理来自摄像单元22的拍摄图像数据，并且进行主被摄体的检测处理。在主被摄体区域的附近进行焦点检测，并且系统控制单元50将焦点检测框1301配置在被摄体1300的区域附近并进行焦点检测处理的控制。输出主被摄体的检测结果以用作拍摄图像中的被摄体坐标。

图13的B是说明摄像元件的读出定时的时序图。示出垂直同步信号VD和摄像元件的输出SensorOut。在图13的B中，用灰色部分区别焦点检测像素的读出线。在摄像单元22中，将摄像元件中的焦点检测像素的读出线设置为配置在主被摄体区域的附近的焦点检测区域中的线。系统控制单元50对主被摄体进行焦点检测处理，并且进行使调焦透镜移动到聚焦位置的控制。如果主被摄体区域的位置改变，则根据主被摄体的坐标，针对摄像单元22改变焦点检测像素的读出线的设置。通过从系统控制单元50向摄像单元22的通信来进行焦点检测像素的读出线的设置。

在检测到了主被摄体时快门速度或ISO感光度改变的情况下、换句话说在摄像元件的累积时间或图像信号的S/N比已改变的情况下，进行改变被摄体1300的区域附近的焦点检测像素的读出线数的处理。根据本实施例，可以与被摄体亮度和摄像元件的感光度设置无关地并且在不会增加电力消耗的情况下，抑制焦点检测精度的下降。

第二实施例

接着，将说明本发明的第二实施例。在第一实施例中，说明了如下示例：在读出焦点检测图像的情况下，在读出A图像信号之后，读出在FD部处相加得到的A+B图像信号。在本实施例中，将说明如下示例：在摄像单元中读出A图像信号之后读出B图像信号，然后将A图像信号和B图像信号相加。注意，将省略对与第一实施例的组件相同的组件的说明，并且将说明不同之处。

图14示出摄像元件的读出定时，其中示出垂直同步信号VD和水平同步信号HD。基于与VD同步的帧读出开始的基准信号，与HD同步地针对各线进行像素的信号读出。焦点检测像素的读出线是焦点检测所要使用的A图像信号和B图像信号的读出线。在HD时间段期间，在通常线中进行A+B图像信号的读出。在焦点检测像素的读出线中，首先仅输出A图像信号，并且在所有水平像素的信号读出完成的情况下，仅连续输出B图像信号。在指定了焦点检测像素的信号读出的线中信号读出结束的情况下，处理返回至通常线的信号读出并且进行整个画面的信号读出。

图像处理单元24将从摄像单元22和焦点检测单元23读出的图像信号(即，A图像信号和B图像信号)如以下的公式(2)所示相加，并且生成显示和记录用图像的数据。

A图像和B图像的相加图像信号＝A图像信号+B图像信号(2)

与此相对地，在焦点检测处理中，原样使用A图像信号和B图像信号，并且进行针对这两个信号的相关计算并计算散焦量。

根据本实施例，在读出A图像信号之后读出B图像信号、并且进行A图像信号和B图像信号的相加处理的情况下，进行改变焦点检测像素的读出线的处理，结果获得与第一实施例相同的效果。

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实施例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各实施例，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实施例的功能以及/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实施例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。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

本申请要求2016年11月17日提交的日本专利申请2016-224203的优先权，在此通过引用包含其全部内容。

Claims (18)

1.一种摄像设备，包括：

摄像元件，其被配置为具有多个光电转换单元，所述光电转换单元用于将由摄像光学系统形成的被摄体的光学图像转换成图像信号；

焦点检测单元，其被配置为读出由所述摄像元件进行了光瞳分割的多个图像信号，并且进行焦点检测；以及

控制单元，其被配置为在所述摄像元件的累积时间或所述图像信号的信噪比改变的情况下，进行用于在所述焦点检测单元进行焦点检测的区域中对用于获得所述图像信号的读出线进行改变的控制，并且通过使用从所述读出线获得的图像信号来进行所述摄像光学系统的焦点调节的控制。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，

在所述摄像元件的曝光时间或感光度设置改变的情况下，所述控制单元进行用于改变所述读出线的线数的控制。

3.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，

在所述摄像元件的曝光时间短的情况下，所述控制单元进行用于将所述线数改变为第一线数的控制，以及在所述摄像元件的曝光时间长的情况下，所述控制单元进行用于将所述线数改变为比所述第一线数大的第二线数的控制。

4.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，

在所述摄像元件的感光度低的情况下，所述控制单元进行用于将所述线数改变为第一线数的控制，以及在所述摄像元件的感光度高的情况下，所述控制单元进行用于将所述线数改变为比所述第一线数大的第二线数的控制。

5.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，

所述图像信号是第一图像信号和在所述摄像元件中进行了相加的第二图像信号、或者是第一图像信号和独立于该第一图像信号而读出的第二图像信号，以及

所述焦点检测单元在获得所述第二图像信号之前，在所述读出线中获得所述第一图像信号。

6.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，

所述图像信号是在画面的垂直方向上的相邻线中进行相加的。

7.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，

在所述读出线的线数增加的情况下，所述控制单元进行用于缩短所述摄像元件的待机时间段的控制。

8.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，

在所述读出线的线数增加的情况下，所述控制单元进行用于延长运动图像的帧时间段的控制。

9.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，

在所述读出线的线数增加的情况下，在顺次显示所拍摄到的图像的模式中，所述控制单元进行用于延长帧时间段以包含与所述读出线的线数的增加相对应的读出时间的控制。

10.根据权利要求2所述的摄像设备，其中，

在所述读出线的线数改变的情况下，所述控制单元限制连续帧之间的线数的改变量。

11.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，

所述控制单元进行用于检测所拍摄到的图像中的被摄体区域的处理，并且进行用于在所述被摄体区域的位置改变的情况下改变所述读出线的控制。

12.一种摄像设备，包括：

摄像元件，其被配置为具有多个光电转换单元，所述光电转换单元用于将由摄像光学系统形成的被摄体的光学图像转换成图像信号；

焦点检测单元，其被配置为读出由所述摄像元件进行了光瞳分割的多个图像信号，并且进行焦点检测；以及

控制单元，其被配置为在所述摄像元件的累积时间或所述图像信号的信噪比改变的情况下，进行用于在所述焦点检测单元进行焦点检测的区域中对用于获得所述图像信号的运动图像的帧时间段进行延长的控制，并且通过使用从读出线获得的图像信号来进行所述摄像光学系统的焦点调节的控制。

13.根据权利要求12所述的摄像设备，其中，

在所述摄像元件的曝光时间或感光度设置改变的情况下，所述控制单元进行用于延长所述运动图像的帧时间段的控制。

14.根据权利要求13所述的摄像设备，其中，

在所述摄像元件的曝光时间短的情况下，所述控制单元将所述运动图像的帧时间段设置为第一运动图像帧时间段，以及在所述摄像元件的曝光时间长的情况下，所述控制单元进行用于将所述运动图像的帧时间段延长为比所述第一运动图像帧时间段长的第二运动图像帧时间段的控制。

15.根据权利要求13所述的摄像设备，其中，

在所述摄像元件的感光度低的情况下，所述控制单元将所述运动图像的帧时间段设置为第一运动图像帧时间段，并且在所述摄像元件的感光度高的情况下，所述控制单元进行用于将所述运动图像的帧时间段延长为比所述第一运动图像帧时间段长的第二运动图像帧时间段的控制。

16.根据权利要求12所述的摄像设备，其中，

所述图像信号是在画面的垂直方向上的相邻线中进行相加的。

17.根据权利要求13所述的摄像设备，其中，

在所述运动图像的帧时间段延长的情况下，所述控制单元限制连续帧之间的所述运动图像的帧时间段的改变量。

18.一种摄像设备所执行的控制方法，所述摄像设备包括具有多个光电转换单元的摄像元件，所述光电转换单元用于将由摄像光学系统形成的被摄体的光学图像转换成图像信号，所述控制方法包括：

通过读出由所述摄像元件进行了光瞳分割的多个图像信号来进行焦点检测；以及

进行用于在进行所述焦点检测时在进行焦点检测的区域中从读出线获得所述图像信号的控制，并且进行所述摄像光学系统的焦点调节的控制，

其中，在进行所述控制时，在所述摄像元件的累积时间或所述图像信号的信噪比改变的情况下，进行用于改变所述读出线的控制。