摄像设备及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有电子取景器功能的诸如数字静态照相机和数字摄像机等的摄像设备及其控制方法。
【背景技术】
[0002]诸如数字静态照相机等的摄像设备具有在拍摄静止图像之前、将被摄体的图像(运动图像)显示在设备主体的图像显示部上的电子取景器功能(EVF功能)。作为电子取景器功能的一般操作，用户检查图像显示部上的要拍摄的图像的布局，并且当用户通过例如完全按下释放按钮来指示摄像设备拍摄静止图像时，通过自动调焦功能调整聚焦位置，并且然后拍摄和记录静止图像。
[0003]在上述处理中，使用显示在显示部上的运动图像来检查图像，因此希望将EVF处理时的帧频设置成诸如30fps等的相对低的帧频以降低处理负荷。另一方面，在进行自动调焦处理时，需要更快速地确定聚焦位置以提高从接收到用户指示到拍摄静止图像这一系列处理操作的应答性。因此，希望将进行自动调焦处理时的帧频设置成诸如240fps等的较高帧频。
[0004]因此，通常在拍摄静止图像之前，将被摄体的运动图像以低帧频显示在图像显示部上，并且在通过用户操作提供拍摄静止图像的指示时，将帧频改变成高帧频来进行自动调焦处理。然而，在这种情况下，在改变帧频时，发生不必要的等待时间，这可能导致不希望的可操作性的降低。
[0005]作为一种用于缩短这一不必要的等待时间的方法，提出了这样一种技术:通过从摄像装置以多个帧频同时读取图像，来提高从通过用户操作接收到拍摄指示到开始拍摄静止图像这一系列处理操作的可操作性(参考日本特开2013-55589)。
[0006]此外，已提出了一种摄像设备，该摄像设备包括:操作部，其输出用于临时停止和重新开始摄像部的摄像的临时停止信号和重新开始信号；以及控制器，其基于临时停止信号和重新开始信号，控制摄像部的摄像(参考日本特开2009-171004)。在该提案中，通过用户操作临时停止通过摄像部所进行的摄像，从而使得可以在无需记录不必要的被摄体图像的情况下进行拍摄。
[0007]然而，在日本特开2013-55589中，在拍摄静止图像之前、在图像显示部上显示被摄体图像期间，始终以多个帧频同时读出图像，这样增大了功率消耗。此外，如果通过按下释放按钮的操作来以多个帧频同时读出图像，则在改变对摄像装置的控制时产生不必要的等待时间，并且由该等待时间所导致的时滞降低了照相机的可操作性。
[0008]另一方面，在日本特开2009-171004中，由于根据通过用户操作所提供的指示来临时停止和重新开始摄像部的摄像，因此不能基于被摄体信息来判断是否需要临时停止时间段。
[0009]此外，在传统摄像设备中，基于从摄像装置所输出的图像信号来获得自动调焦控制中所使用的被摄体的位置信息。可选地，基于由直接输入至专用检测装置的光学信号所表示的图像的相位差来获得被摄体的位置信息。在基于该图像信号获得位置信息的情况下，可以省略专用检测装置，因此可以降低摄像设备的大小。
[0010]图7是用于说明传统摄像设备在实时取景期间的自动调焦摄像操作(AF评价摄像)的定时的时序图。
[0011]在传统摄像设备中，通过垂直驱动脉冲(VD)来定义摄像定时。当开启AF控制信号时，通过摄像设备根据实时取景摄像时间段之后的垂直驱动脉冲来摄像AF评价图像(AF评价所用的图像)。然后，当关闭AF控制信号时，摄像设备再次进入实时取景摄像时间段。
[0012]如上所述，由于沿时轴存在获得实时取景图像的实时取景摄像时间段和连续获得AF评价图像的AF操作时间段，因此不能同时摄像实时取景图像和AF评价图像。
[0013]因此，如图7所示，在实时取景时间段(实时取景帧)之间的AF操作时间段期间，摄像AF评价图像，从而在实时取景摄像和AF评价摄像之间不可避免地发生时滞。
[0014]此外，尽管即使在摄像AF评价图像时也进行实时取景图像显示，但是在这种情况下，实时取景图像显示基于AF评价图像进行。如图7所示，在摄像AF评价图像时，将帧频设置成比实时取景摄像时间段更高的帧频，因此通过摄像装置进行读取的间隔剔除率增大，这样不可避免地使得图像质量劣化。因此，难以避免由实时取景图像的图像质量的劣化和波动所导致的不舒服感觉。
[0015]为了克服该问题，提出了一种在摄像装置的像素部中与摄像信号所用的像素分开设置焦点检测像素的摄像设备。作为使用焦点检测像素的AF操作的方法的例子，与基于从正常像素(即，摄像信号所用的像素)所获得的被摄体图像来检测聚焦位置的对比度检测调焦(对比度AF)方法截然不同，已知存在一种所谓的相位差检测自动调焦(相位差AF)方法。
[0016]在对比度AF方法中，通过关注从摄像装置输出的信号，尤其高频成分(对比度信息)，来将评价值(对比度评价值)最大的拍摄镜头的位置设置成聚焦位置。在对比度AF方法中，在微量移动拍摄镜头的同时，获得对比度评价值。然后，在对比度AF控制中，需要驱动拍摄镜头，直到获悉对比度评价值最大的拍摄镜头的位置为止。
[0017]另一方面，在相位差AF方法中，将穿过拍摄镜头的出射光瞳的光束分成两个光束，并且分别通过一对焦点检测传感器(即，焦点检测像素)来接收分割后的两个光束。然后，检测响应于光接收而输出的图像信号之间的偏差量，即，在分割光束的方向上的相对位置偏差量，从而直接确定在拍摄镜头的调焦方向上的偏差量。
[0018]因此，在相位差AF方法中，通过进行一次使用焦点检测传感器积累电荷的操作，可以确定离焦量及其方向，从而可以高速进行焦点调节操作。
[0019]为了实现高图像质量的实时取景图像和高精度的焦点检测，提出了一种用于控制包括具有离散配置的焦点检测像素的摄像装置的摄像设备的技术，其中，摄像装置的驱动方式得以改变(参考日本特开2010-181751)。在该技术中，摄像设备具有至少在间隔剔除率和间隔剔除相位之一方面上有所不同的第一间隔剔除读出模式和第二间隔剔除读出模式，并且根据摄像设备的状态，选择第一间隔剔除读出模式或者第二间隔剔除读出模式。
[0020]然而，在日本特开2010-181751所述的摄像设备中，在读出像素时，需要将拍摄图像中的焦点检测像素当作缺陷像素来处理。为此，考虑到例如使用所有像素的静止图像的图像质量，难以在摄像装置的所有区域中高密度地配置焦点检测像素。
[0021]因此，难以通过仅利用焦点检测像素覆盖足够的视角区域来高精度地进行AF控制，并且要提高AF控制性能，需要将使用图像信号的对比度AF方法和使用焦点检测像素的相位差AF方法组合使用。在这种情况下，在对比度AF方法中，由于上述驱动方式的变化而生成时滞，此外，当考虑实时取景图像的图像质量的劣化时，组合使用相位差AF方法和对比度AF方法使得难以防止时滞的发生和图像质量的劣化。
[0022]另外，相位差AF方法和对比度AF方法的组合使用将增大摄像装置驱动和图像数据处理电路两者的负荷。此外，相位差AF方法和对比度AF方法的组合使用不可避免地增大功率消耗，因而在短时间段内消耗掉诸如电池等的电源的电力。
【发明内容】
[0023]本发明提供一种使得不必临时停止通过摄像装置所进行的摄像从而提高摄像设备的可操作性、并且实现省电的摄像设备及其控制方法。
[0024]此外，本发明提供一种在高速地进行高精度的焦点控制的同时能够防止实时取景图像的图像质量劣化、降低功率消耗的摄像设备及其控制方法。
[0025]在本发明的第一方面，提供一种摄像设备，其具有在拍摄被摄体之前、将所述被摄体的图像显示在图像显示部上的电子取景器功能，所述摄像设备的特征在于包括:第一读取单元，用于通过间隔剔除读取行、从摄像装置获取要显示在所述图像显示部上的图像数据，并且输出所获取的图像数据；第二读取单元，用于以比所述第一读取单元更高的速度，从所述摄像装置的、与所述第一读取单元所读取的行不重叠的读取行中获取图像数据，并且将所获取的图像数据与来自所述第一读取单元的图像数据的输出同时输出；判断单元，用于根据所述第一读取单元所获取的图像数据判断被摄体的状态是否变化；控制单元，用于将以下情况中的至少一个设置为所述第二读取单元开始读取的读取开始条件:所述判断单元判断为所述第一读取单元所获取的图像数据的所述被摄体的状态已发生变化的情况和通过用户的操作已将一个拍摄模式改变成其它模式的情况；并且在所述读取开始条件满足的情况下，使所述第二读取单元开始读取，以及在与所述读取开始条件相关联的、预先设置的读取终止条件满足的情况下，使所述第二读取单元终止读取。
[0026]在本发明的第二方面，提供一种摄像设备，其包括:摄像装置，其包括多个像素，并且输出与光学图像相对应的图像信号；读取单元，用于进行对所述多个像素中的第一像素组进行读取控制从而获取第一图像信号的第一读取，并且进行对所述多个像素中的第二像素组进行读取控制从而获取第二图像信号的第二读取；显示控制单元，用于将与所述第一图像信号相对应的图像显示在图像显示部上；以及控制单元，用于在将与通过所述第一读取所获取的第一图像信号相对应的图像显示在所述图像显示部上的情况下，如果通过基于所述第一图像信号所进行的第一焦点控制不能获取聚焦状态，则基于通过所述第二读取所获取的第二图像信号进行第二焦点控制。
[0027]在本发明的第三方面，提供一种摄像设备，其包括:摄像装置，其包括二维配置的多个像素；以及控制单元，用于对所述摄像装置的不同区域各自的读取速度进行独立控制；其中，所述控制单元基于通过对所述摄像装置的第一区域进行读取控制所获取的第一摄像信号，开始对所述摄像装置的第二区域的读取控制。
[0028]在本发明的第四方面，提供一种用于控制摄像设备的方法，其中，所述摄像设备具有在拍摄被摄体之前、将所述被摄体的图像显示在图像显示部上的电子取景器功能，所述方法的特征在于包括以下步骤:第一读取步骤，其通过间隔剔除读取行、从摄像装置获取要显示在所述图像显示部上的图像数据，并且输出所获取的图像数据；第二读取步骤，其以比所述第一读取步骤更高的速度，从所述摄像装置的、与所述第一读取步骤所读取的行不重叠的读取行中获取图像数据，并且将所获取的图像数据与所述第一读取步骤同时输出；判断步骤，其根据所述第一读取步骤所获取的图像数据判断被摄体的状态是否变化；以及将以下情况中的至少一个设置为开始所述第二读取步骤的读取开始条件:所述判断步骤判断为所述第一读取步骤所获取的图像数据的所述被摄体的状态已发生变化的情况和通过用户的操作已将一个拍摄模式改变成其它模式的情况；并且在所述读取开始条件满足的情况下，使所述第二读取步骤开始，并且在与所述读取开始条件相关联的、预先设置的读取终止条件满足的情况下，使所述第二读取步骤终止。
[0029]根据本发明的第五方面，提供一种控制摄像设备的方法，其中，所述摄像设备包括摄像装置，所述摄像装置包括多个像素，并且输出与光学图像相对应的图像信号，所述方法的特征在于包括以下步骤:第一读取控制步骤，其对所述多个像素中的第一像素组进行读取控制，从而获取第一图像信号；第二读取控制步骤，其对所述多个像素中的第二像素组进行读取控制，从而获取第二图像信号；将与所述第一图像信号相对应的图像显示在图像显示部上；以及在将与通过所述第一读取控制步骤所获取的第一图像信号相对应的图像显示在所述图像显示部上的情况下，如果通过基于所述第一图像信号所进行的第一焦点控制不能获取聚焦状态，则基于通过所述第二读取控制步骤所获取的第二图像信号进行第二焦点控制。
[0030]在本发明的第六方面，提供一种用于控制摄像设备的方法，其中，所述摄像设备包括摄像装置，所述摄像装置包括二维配置的多个像素，所述方法的特征在于包括以下步骤:对所述摄像装置的不同区域各自的读取速度进行独立控制；以及基于通过对所述摄像装置的第一区域进行读取控制所获取的第一摄像信号，开始对所述摄像装置的第二区域的读取控制。
[0031]根据本发明，通过设置开始和终止通过第二读出单