[发明专利]摄像装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摄像装置及其控制方法，并且更特别地涉及一种能够获取具有扩大的动态范围的图像的摄像装置及其控制方法。

背景技术

传统上，在数字照相机中使用的图像传感器(电荷耦合器件(CCD)图像传感器、互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器等)具有比卤化银胶片窄的动态范围(能够由输出值代表的输入亮度的范围)。作为获得具有比图像传感器的动态范围宽的动态范围的图像的方法，已知有被称为高动态范围(HDR)的技术。HDR技术是如下的方法：组合通过以不同的曝光量拍摄同一场景而获得的多个图像(例如，具有大的曝光量的高曝光图像和具有小的曝光量的低曝光图像)(参见日本特开平11-164195号公报)。

近年来，讨论了使用如下的图像传感器来生成HDR图像的技术，该图像传感器能够在一个帧周期中捕获具有不同曝光的多个图像(参见日本特开2011-244309号公报)。

在用于组合多个图像来生成帧图像(合成图像)的HDR拍摄中，当由合成图像检测拍摄所需的焦点信号时，用于检测焦点状态的焦点信号反映定时被延迟。不仅在如日本特开平11-164195号公报中所讨论的、在多个帧周期中获取具有不同曝光的多个图像的结构中，而且在如日本特开2011-244309号公报中所讨论的、能够在一个帧周期中获取具有不同曝光的多个图像的结构中，同样存在上述的问题。

例如，考虑如下的对比度自动聚焦(AF)系统的AF控制操作，该对比度AF系统用于在捕获HDR图像时，基于图像来获取代表图像的清晰度的AF评价值，并且控制聚焦透镜位置使得AF评价值达到最大，从而进行焦点调节。在这种情况下，使用由合成图像检测出的AF评价值来进行AF控制操作，使得仅在图像被组合之后，才在拍摄中反映AF评价值。这样，AF对被摄体的运动的响应性劣化。因此，期望使用未被组合的图像，来检测和反映AF评价值。

然而，当通过始终使用尚未组合的图像(例如，高曝光图像或者低曝光图像)中的仅一个、来检测AF评价值时，依据曝光量与捕获的场景之间的关系，可能无法由未组合的图像检测出高精度的AF评价值。

例如，在以夜景作为背景来拍摄人物的非常暗的场景中，无法由低曝光图像以高精度检测出AF评价值。此外，在捕获的场景足够亮、并且捕获的场景的动态范围宽的情况下，被摄体可能会曝光过度或曝光不足，因此，不能由高曝光图像以高精度检测出AF评价值。在背光场景(主被摄体的背景非常亮的场景)和隧道场景(背景暗并且主被摄体占据的面积小的场景)中，也会出现类似的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种摄像装置及其控制方法，该摄像装置用于改善当获取合成图像时的摄像光学系统的对焦位置的检测精度。

根据本发明的一个方面，提供一种焦点检测方法，该焦点检测方法包括以下步骤：由具有不同曝光条件的多个图像信号的各个图像信号检测焦点信号，所述多个图像信号被从图像传感器输出以组合图像，从而生成一帧的合成图像；以及基于所检测到的焦点信号，来获取分别与所述曝光条件相对应的多个对焦位置，并且从所述多个对焦位置之中选择要进行聚焦的对焦位置。

通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是例示根据第一示例性实施例的摄像装置的功能结构的示例的框图。

图2例示了根据第一示例性实施例的摄像装置中的图像传感器的结构的示例。

图3是用于例示当在根据第一示例性实施例的摄像装置中获取具有不同曝光的多个图像时进行的垂直扫描单元的操作的时序图。

图4是用于例示与根据第一示例性实施例的摄像装置中的合成图像获取相关的操作的流程图。

图5A及5B分别例示了根据第一示例性实施例的摄像装置中的、在包括具有不同曝光的多个图像的摄像画面中设置的焦点检测区域。

图6A例示了在低图像的不同区域选择AF评价值的操作；图6B、6C以及6D分别例示了根据第一示例性实施例具有分别对应于图6A的AF评价区域的信号电平的统计图(亮度值直方图)。

图7A例示了在高图像的不同区域选择AF评价值的操作；图7B、7C以及7D分别例示了根据第一示例性实施例具有分别对应于图7A的AF评价区域的信号电平的统计图(亮度值直方图)。

图8是用于例示与图4中所示的分区(zone)更新确定相关的操作的流程图。

图9是用于例示与图4中所示的峰值位置选择相关的操作的流程图。