CN120111203A - 摄像设备及其控制方法、计算机程序产品和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了摄像设备及其控制方法、计算机程序产品和存储介质。该摄像设备包括：相位差检测单元，其被配置为检测第一方向和第二方向上的相位差；焦点检测单元，其被配置为基于第一方向和第二方向上的相位差来检测对焦状态，并获取该对焦状态的可靠性；调整单元，其被配置为基于对焦状态来进行焦点调整；以及控制单元，其被配置为在从使用第一方向上的相位差的第一状态到使用第二方向上的相位差的第二状态转变的情况下，进行控制以不基于第二方向进行焦点调整，直到第二方向上的对焦状态的可靠性变得高于预定值为止。

Description

摄像设备及其控制方法、计算机程序产品和存储介质

技术领域

本发明涉及摄像设备及其控制方法。

背景技术

近年来，要求诸如数字照相机等的摄像设备具有高清晰度，并且已推进像素的增加。伴随于此，在从摄像元件读取图像信号时的处理时间和功耗增加，并且通过间隔剔除像素或进行平均并读取来抑制这种增加。

作为一般摄像设备中的焦点检测方法，已知摄像面相位差检测方法。摄像面相位差检测方法是如下方法：通过针对摄像元件的各个像素设置的一个微透镜和一对光电转换部来进行光瞳分割，并且根据从这对光电转换部获得的一对图像信号之间的相位差来获得对焦状态(散焦量)。

在日本特开2005-107252中，响应于拍摄控制状态而使读取模式变化。具体地，在拍摄静止图像时设置读出所有像素(不间隔剔除地读出)的模式，并且在拍摄运动图像时或其他时间(在自动调焦(AF)控制或待机状态期间)设置通过间隔剔除读出像素(间隔剔除地读出)的模式。这实现了获得高清晰度静止图像和缩短运动图像拍摄等中的处理时间这两者。特别地，在紧挨在拍摄静止图像之前的AF控制期间，通过不在光瞳分割方向上间隔剔除像素来实现高精度自动调焦。

伴随着高清晰度，需要更高精度的焦点检测。在通过上述焦点检测方法仅在一个方向上进行光瞳分割的情况下，存在不能进行焦点检测的情况。例如，在被摄体仅在与光瞳分割方向相同的方向上具有边缘的情况下，不能检测相位差，并且不能计算散焦量(焦点检测)。

日本特开2020-141122公开了如下的摄像设备。在水平方向上排列有一对光电转换部的像素中进行水平方向上的光瞳分割，并且在垂直方向上排列有一对光电转换部的像素中进行垂直方向上的光瞳分割。这获得了水平方向和垂直方向这两者上的散焦量。在这种情况下，由于水平方向和垂直方向这两者都是光瞳分割方向，因此有必要在不在水平方向和垂直方向这两者上间隔剔除像素的情况下读出所有像素，以便实现高精度自动调焦。也就是说，在拍摄静止图像之前的AF控制期间，也有必要设置非间隔剔除读取模式。

另一方面，在待机状态期间，有必要设置间隔剔除读取模式，以抑制处理时间和功耗。在待机状态期间也执行自动调焦(待机AF控制)的情况下，有必要将光瞳分割方向限制为一个方向并且间隔剔除像素。例如，在光瞳分割方向是水平方向的情况下，设置在垂直方向上间隔剔除像素并读取像素的模式(垂直间隔剔除读取模式)。在这种情况下，在拍摄静止图像之前的AF控制和待机AF控制之间，相位差检测方向不同。因此，当拍摄静止图像时的AF控制被切换到待机AF控制时，即使被摄体没有变化，也可能会出现诸如突然失焦等的问题。

具体地，在拍摄静止图像之前的AF控制中，通过使用在水平方向和垂直方向上进行光瞳分割的图像信号的焦点检测结果，可以在所有方向上进行焦点检测。另一方面，在待机AF控制中，由于光瞳分割方向仅是水平方向，因此如上所述，仅在与光瞳分割方向相同的方向上具有边缘的被摄体(例如，具有水平条纹的被摄体)的焦点检测是不可能的。因此，当AF控制被切换到待机AF控制时，存在突然失焦的情况。

日本特开2017-187589中公开了一种对策，该对策针对在水平方向和垂直方向上进行相位差检测的区域混合在一个图像区域中的情况下、由于被摄体的移动而切换相位差检测方向时计算结果的变化。

然而，日本特开2017-187589假设了可以在水平方向和垂直方向这两者上进行相位差检测的情况，并且没有假设仅能在任一方向上进行焦点检测的被摄体。因此，在具有水平条纹或垂直条纹的被摄体的情况下，当相位差检测方向被切换时，存在突然失焦的可能性。

发明内容

鉴于上述问题而做出了本发明，并且本发明提供了一种在相位差的检测方向被切换时也可以进行稳定的焦点调整操作的摄像设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种摄像设备，其包括：相位差检测单元，其被配置为检测已通过光学系统的不同光瞳区域的光的光学图像的第一方向上的相位差以及与所述第一方向不同的第二方向上的相位差；焦点检测单元，其被配置为基于所述第一方向上的相位差和所述第二方向上的相位差中的至少一个来检测对焦状态，并获取该对焦状态的可靠性；调整单元，其被配置为基于所述焦点检测单元所检测到的对焦状态，通过驱动所述光学系统来进行焦点调整；以及控制单元，其被配置为在从基于所述第一方向上的相位差进行焦点调整的第一状态到基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整的第二状态转变的情况下，控制所述调整单元不基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整，直到基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态的可靠性变得高于预定值为止。

根据本发明的第二方面，提供了一种摄像设备的控制方法，其包括：执行相位差检测，所述相位差检测用于检测已通过光学系统的不同光瞳区域的光的光学图像的第一方向上的相位差以及与所述第一方向不同的第二方向上的相位差；执行焦点检测，所述焦点检测用于基于所述第一方向上的相位差和所述第二方向上的相位差中的至少一个来检测对焦状态，并获取该对焦状态的可靠性；基于所述焦点检测所检测到的对焦状态，通过驱动所述光学系统来进行焦点调整；以及在从基于所述第一方向上的相位差进行焦点调整的第一状态到基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整的第二状态转变的情况下，控制所述焦点调整以不基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整，直到基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态的可靠性变得高于预定值为止。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机程序产品，用于使计算机执行上述控制方法的各个处理。

根据本发明的第四方面，提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其存储有程序，所述程序用于使计算机执行上述控制方法的各个处理。

根据参考附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的摄像设备的配置的框图。

图2A至图2C是示出摄像元件的像素阵列的配置的图。

图3是示出第一实施例中的拍摄处理的流程图。

图4是示出第一实施例中的待机AF处理的流程图。

图5是示出第一实施例和第二实施例中的场景变化判断处理的流程图。

图6是示出第一实施例和第二实施例中的焦点检测处理的流程图。

图7是示出第一实施例和第二实施例中的AF控制处理的流程图。

图8是示出第二实施例中的拍摄处理的流程图。

图9是示出第二实施例中的读取模式设置处理的流程图。

图10是第二实施例中的待机AF处理的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述实施例。注意，以下实施例不旨在限制所要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但是没有限制为需要所有这样的特征的发明，并且可以适当地组合多个这样的特征。此外，在附图中，将相同的附图标记给予相同或类似的配置，并且省略其冗余描述。

第一实施例

图1是示出根据本发明第一实施例的摄像设备100的配置的框图。本实施例的摄像设备100主要包括镜头单元101和照相机主体102。用于整体控制整个镜头单元101的操作的镜头控制单元117和用于整体控制包括镜头单元101的整个摄像设备100的操作的照相机控制单元141可以通过设置在镜头安装件上的端子彼此通信。

首先，将描述镜头单元101的配置和操作的概述。

镜头单元101是可附接到照相机主体102且可从照相机主体102拆卸的一种可更换镜头。图1中的镜头单元101是单镜头，并且是普通镜头的示例。拍摄透镜111(光学系统)被配置为包括固定透镜112、光圈113和调焦透镜114。

光圈控制单元115通过驱动光圈113来调整光圈113的开口径并进行拍摄时的光量调整。调焦透镜114是焦点调整透镜，并且尽管在图1中仅由一个透镜示出，但是通常包括多个透镜。如后所述，调焦控制单元116经由镜头控制单元117接收由照相机控制单元141获得的镜头驱动量，并通过驱动调焦透镜114来调整焦点。通过该调焦控制单元116对调焦透镜114的移动控制来实现AF控制。光圈控制单元115和调焦控制单元116由镜头控制单元117来控制。

接下来，将描述照相机主体102的配置和操作的概述。摄像元件121包括用于将被摄体像(光学像)光电转换成电荷的多个光电转换元件，并且例如包括CCD或CMOS传感器。通过镜头单元101的拍摄透镜111入射的光束在摄像元件121的受光面上成像，根据光量在各个光电转换元件中被转换成电荷，并被累积。通过从定时生成器122输出的驱动脉冲，从摄像元件121顺次读出各个光电转换元件中累积的电荷，作为与电荷对应的电压信号。

此处，将参考图2A至图2C描述摄像元件121的配置。

图2A示出从镜头单元101侧观察时摄像元件121的摄像面上的水平(x方向：水平方向)8个像素列×垂直(y方向：垂直方向)6个像素行的范围中的像素211的阵列。摄像面设置有拜耳阵列的滤色器，红色(R)和绿色(G)的滤色器在奇数行的像素中从左依次交替排列，并且绿色(G)和蓝色(B)的滤色器在偶数行的像素中从左依次交替排列。

图2B示出了排列有红色(R)的滤色器的像素211R。212表示片上微透镜。在x方向上分割的一对光电转换部(第一对光电转换部)213A和213B排列在片上微透镜212内部。类似地配置了排列有绿色(G)的滤色器的像素211Gr和排列有蓝色(B)的滤色器的像素211B。

图2C示出了排列有绿色(G)的滤色器的像素211Gb。在y方向上分割的一对光电转换部(第二对光电转换部)213C和213D排列在片上微透镜212内部。

如上所述，本实施例中的摄像元件121包括光电转换部在x方向上分割成两个的像素211R、211Gr和211B以及光电转换部在y方向上分割成两个的像素211Gb。这里，水平方向和垂直方向被示为光瞳分割的方向，但是光瞳分割可以在倾斜方向上进行。

使用从多个像素中的一对光电转换部的各个光电转换部输出的光电转换信号来生成一对图像信号(焦点检测信号)和作为3D图像观察用的显示/记录图像数据的视差图像数据。使用从多个像素中的各个像素使一对光电转换信号相加并输出的摄像信号来生成亮度判断图像数据和正常显示/记录图像数据。

返回到图1，CDS/AGC/AD电路123对从摄像元件121读取的电压信号(摄像信号和焦点检测信号)进行用于去除复位噪声的相关双采样、传感器增益的调整和信号数字化。然后，CDS/AGC/AD电路123将处理后的摄像信号输出到摄像信号处理单元124，并将处理后的焦点检测信号输出到焦点检测信号处理单元125。

焦点检测信号处理单元125对用于进行焦点检测的焦点检测区域进行设置和排列。这里，在从CDS/AGC/AD电路123输出的焦点检测信号中，提取从预定区域中所包括的像素输出的焦点检测信号。

这里，将描述通过摄像面相位差检测方法进行的焦点检测。在图2B所示的像素211R(211Gr和211B)中，微透镜212通过使光电转换部213A和光电转换部213B利用来自x方向上彼此不同的区域的光束在光学系统的出射光瞳中成像，来进行x方向上的光瞳分割。在图2C所示的像素211Gb中，微透镜212通过使光电转换部213C和光电转换部213D利用来自y方向上彼此不同的区域的光束在光学系统的出射光瞳中成像，来进行y方向上的光瞳分割。换句话说，检测已通过光学系统中彼此不同的光瞳区域的光在光学图像的第一方向上的相位差以及与第一方向不同的第二方向上的相位差。

焦点检测信号处理单元125通过对从预定范围(焦点检测区域)中的多个像素211R的各个像素中的一对光电转换部213A和213B中的一个光电转换部获得的光电转换信号进行合成来生成A图像信号。通过对从另一个光电转换部获得的光电转换信号进行合成来生成B图像信号。

类似地，焦点检测信号处理单元125通过对从焦点检测区域中的多个像素211Gb的各个像素中的一对光电转换部213C和213D中的一个光电转换部获得的光电转换信号进行合成来生成C图像信号。通过对从另一个光电转换部获得的光电转换信号进行合成来生成D图像信号。

对这些图像信号对(A图像信号和B图像信号以及C图像信号和D图像信号)进行相关计算，以获得散焦量和可靠性信息(二图像一致水平(two-image matching level)和二图像陡度(two-image steepness))。

在本实施例中，在拍摄静止图像之前的AF控制中，执行非间隔剔除读取模式下的读取，并且组合使用A图像信号和B图像信号之间的相关计算(水平方向焦点检测)结果以及C图像信号和D图像信号之间的相关计算(垂直方向焦点检测)结果。在待机AF控制中，执行垂直间隔剔除读取模式下的读取，并且仅使用A图像信号和B图像信号之间的相关计算(水平方向焦点检测)结果。

摄像信号处理单元124对从CDS/AGC/AD电路123输出的摄像信号进行诸如γ转换处理、白平衡处理和各种校正处理等的预定图像处理，并且经由总线131将处理后的图像数据存储在SDRAM 136中。

存储在SDRAM 136中的显示图像数据由显示控制单元132经由总线131读取，并显示在显示单元133上。在用于进行记录的操作模式下，由记录介质控制单元134将记录图像数据记录在记录介质135上。

使用亮度判断图像数据来进行测光单元142中的被摄体亮度的测量(测光)，并且将测光结果输出至照相机控制单元141。

基于测光结果和诸如电荷累积时间、拍摄感光度和光圈值等的照相机控制值来确定曝光设置(AE)。

振动检测单元143利用(诸如陀螺仪传感器等的)抖动传感器来检测绕预定轴的角速度并将其输出到照相机控制单元141。照相机控制单元141基于这些检测信号来驱动用于照相机抖动校正的校正光学系统，并检测照相机主体的姿势。

ROM 137存储由照相机控制单元141执行的控制程序以及控制所需的各种类型的数据等，并且闪存ROM 138存储诸如用户设置信息等的与照相机主体102的操作有关的各种类型的设置信息。

例如通过半按下快门释放按钮(未示出)等来接通拍摄准备开关(SW1)139，并指示诸如AF或AE等的拍摄准备操作的开始(下文中被称为“SW1”)。在接通SW1之后，例如通过完全按下快门释放按钮(未示出)等来接通拍摄开关(SW2)140，并且指示拍摄(下文中被称为“SW2”)。

照相机控制单元141基于从焦点检测信号处理单元125输出的散焦量和可靠性信息来确定镜头驱动量。镜头驱动量经由镜头控制单元117被传输到调焦控制单元116，并且调焦控制单元116通过驱动调焦透镜114来实现AF。

接下来，将参考图3描述照相机主体102所进行的拍摄处理。该处理通过照相机控制单元141执行存储在ROM 137中的控制程序来实现。这同样适用于下面描述的其他流程图的操作。

首先，在步骤S301中，照相机控制单元141进行诸如照相机设置等的初始化处理，并使处理进行到步骤S302。在本实施例中，这里还进行场景变化标志和垂直方向聚焦标志的初始化。场景变化标志是通过在稍后描述的步骤S401中判断用户是否已使拍摄场景变化而设置的标志，并且被设置为零作为初始状态。垂直方向聚焦标志是用于通过使用稍后描述的步骤S306中的垂直方向焦点检测来设置是否处于聚焦状态的标志，并且初始状态被设置为零。

在步骤S302中，照相机控制单元141将读取模式设置为垂直间隔剔除读取模式，并使处理进行至步骤S303。

在步骤S303中，执行待机AF控制处理，并且该处理进行到步骤S304。在步骤S303中的待机AF控制处理中，由于读取模式被设置为垂直间隔剔除读取模式，因此使用水平方向焦点检测结果来进行AF控制。稍后将参考图4描述细节。

在步骤S304中，照相机控制单元141判断是否按下了SW1。如果未按下，则处理返回到步骤S303并重复待机操作(步骤S303和步骤S304)，并且如果按下，则处理进行到步骤S305。

在步骤S305中，照相机控制单元141将读取模式设置为非间隔剔除读取模式，并使处理进行至步骤S306。

在步骤S306中，照相机控制单元141执行AF控制处理，并且处理进行到步骤S307。在步骤S306的AF控制处理中，由于读取模式被设置为非间隔剔除读取模式，因此使用水平方向焦点检测结果和垂直方向焦点检测结果这两者来进行AF控制。稍后将参考图7描述细节。

在步骤S307中，照相机控制单元141判断是否处于聚集状态。如果不处于聚焦状态，则处理返回到步骤S306并重复AF操作(步骤S306和步骤S307)。如果处于聚集状态，则在步骤S308中可以按下SW2，并通过按下SW2来执行静止图像的拍摄。

在静止图像的拍摄之后，处理返回到步骤S302，读取模式切换到垂直间隔剔除读取模式，并且处理转变到待机操作(步骤S303和步骤S304)。

此外，如果在步骤S308中未按下SW2并且SW1的按下被解除(未示出)，则处理返回至步骤S302，读取模式切换至垂直间隔剔除读取模式，并且处理转变到待机操作(步骤S303和步骤S304)。

重复该处理，直至拍摄处理停止为止。拍摄处理停止的时间是照相机主体102被关闭电源的时间、或者进行诸如照相机的用户设置处理以及用于检查拍摄图像或运动图像的再现处理等的除拍摄之外的操作的中断处理的时间。

接下来，将参考图4中的流程图描述图3中的步骤S303中进行的待机AF控制处理。

在步骤S401中，照相机控制单元141进行判断拍摄场景是否已变化的场景变化判断处理。

这里，将参考图5描述步骤S401中的场景变化判断中的处理。

在步骤S501中，照相机控制单元141将测光单元142和振动检测单元143的检测结果与先前判断时的检测结果进行比较，并判断变化的有无。如果在步骤S501中判断为存在照相机的姿势变化或亮度变化，则是用户使拍摄场景变化的时候，并且被摄体也变化，因此需要再次新进行焦点检测。因此，在步骤S502中，照相机控制单元141将场景变化标志设置为1，同时重置垂直方向聚焦标志(将垂直方向聚焦标志设置为零)，并结束处理。

如果在步骤S501中判断为既不存在照相机的姿势变化也不存在亮度变化，则在步骤S503中，照相机控制单元141将场景变化标志设置为零，并结束该处理。在这种情况下，由于需要维持垂直方向聚焦状态，因此不设置该标志。

关于姿势变化和亮度变化，优选在考虑照相机抖动等的情况下确定阈值和连续性。例如，测光单元142和振动检测单元143的检测结果被保存在专用存储器中，并且当所保存的多个结果超过预定阈值预定次数时，判断为存在变化。

注意，在本实施例中，已将基于姿势变化或亮度变化来判断拍摄场景的变化的情况作为示例进行了描述，但也可以通过被摄体检测状态的变化来判断。当存在检测被摄体时，它是有用的，这是因为它容易反映用户的意图。被摄体检测状态的变化指示不能检测到被摄体、当存在多个被摄体时其他被摄体被选择或者该被摄体移动的情况。可以基于与被摄体相对于视角的大小变化和位置变化是否超过了一定量有关的基准来判断被摄体的移动。

当作为场景变化判断处理的步骤S401结束时，照相机控制单元141使处理进行到步骤S402的焦点检测处理。

将参考图6中的流程图描述步骤S402中的焦点检测处理。

首先，在步骤S601中，照相机控制单元141将垂直方向计算标志i设置为零，并将计算结果设置为初始值，并且处理进行到步骤S602。垂直方向计算标志i是用于判断是否是垂直方向上的焦点检测计算(水平方向上的焦点检测计算)的标志。

在步骤S602中，照相机控制单元141从自摄像元件121输出的焦点检测信号中提取焦点检测区域中的焦点检测信号。从所提取的焦点检测信号生成一对图像信号(当垂直方向计算标志i＝0时为图像A和图像B，并且当垂直方向计算标志i＝1时为图像C和图像D)。然后，处理进行到步骤S603。

在步骤S603中，照相机控制单元141对步骤S602中生成的一对图像信号中的各个图像信号在与光瞳分割方向正交的方向上(当垂直方向计算标志i＝0时为y方向，并且当垂直方向计算标志i＝1时为x方向)进行平均处理。此后，处理进行到步骤S604。步骤S603中的平均处理可以降低图像信号的噪声的影响。

在步骤S604中，照相机控制单元141进行从通过步骤S603中的平均处理所获得的一对图像信号中提取预定频带中的信号分量的滤波处理，并使处理进行到步骤S605。这里，可以使用用于提取信号的低频分量的低通滤波器和用于提取高频分量的高通滤波器，可以使用能够提取低通滤波器和高通滤波器之间的中频分量的中通滤波器，或者可以使用三个或多于三个类型的滤波器。

在步骤S605中，照相机控制单元141使用在步骤S604中经过滤波处理的一对图像信号来计算相关量。

在步骤S606中，照相机控制单元141根据在步骤S605中计算出的相关量来计算相关变化量。

在步骤S607中，照相机控制单元141根据在步骤S606中计算出的相关变化量来计算图像偏移量。

在步骤S608中，照相机控制单元141获取通过将图像偏移量乘以转换系数而转换成散焦量的Defocus_0(水平方向计算结果)或Defocus_1(垂直方向计算结果)。该转换系数是与变焦透镜位置、光圈值和摄像面的像高相对应的值，并且由照相机保持。

在步骤S609中，照相机控制单元141获取用于指示在步骤S608中计算出的散焦量的可靠程度的可靠性的评估结果Reliability_0(水平方向计算结果的评估结果)或Reliability_1(垂直方向计算结果的评估结果)，并使处理进行到步骤S610。

通过基于在步骤S605和步骤S606的处理中计算出的值来估计散焦量的标准偏差并且对该标准偏差设置阶梯式阈值，来确定可靠性。然而，可靠性确定的方法不限于该方法，并且可以使用其他已知方法。

在本实施例中，作为可靠性的评估结果，存在可靠性的情况(可靠性为预定值以上：散焦量可以用于调焦操作)被表示为高，并且不存在可靠性的情况(可靠性小于预定值：散焦量不能用于调焦操作)被表示为低。这里，为了易于理解描述，将可靠性划分为两个级别，但是可以使用在高和低之间的中间的可靠性等，或者可以将可靠性划分为三个或多于三个级别。

在步骤S610中，照相机控制单元141判断垂直方向上的焦点检测计算是否必要(读取模式是否为非间隔剔除读取模式)。

在图4的步骤S401中，在待机AF中，垂直方向上的焦点检测计算是没有必要的(读取模式是垂直间隔剔除读取模式)。因此，如果处理从步骤S401进行到图6的流程，则照相机控制单元141根据步骤S610中的判断为垂直方向上的焦点检测计算是不必要的，来结束该流程的处理，并返回到图4的步骤S403。注意，将在包括步骤S611和S612的图7的步骤S701中的焦点检测处理中描述垂直方向上的焦点检测计算是必要的(读取模式是非间隔剔除读取模式)的情况。

在图4的步骤S403中，照相机控制单元141判断在步骤S609中获取的可靠性，并且当水平方向上的焦点检测计算的可靠性为高时，使处理进行到步骤S404。在这种情况下，水平方向上的焦点检测计算的结果的可靠性高，并且被摄体能够被聚焦的可能性高。因此，在步骤S404中，照相机控制单元141将利用在步骤S608中获取的水平方向上的焦点检测计算的散焦量设置为镜头驱动量。然后，由于焦点检测计算结果被切换为水平方向上的焦点检测计算结果，因此垂直方向聚焦标志被设置为零，并且处理进行到步骤S408。

另一方面，如果在步骤S403中判断为在步骤S609中获取的可靠性为低，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S405，并判断是否处于垂直方向聚焦状态以及场景变化的有无。如果处于垂直方向聚焦状态并且不存在场景变化，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S406。

在这种情况下，由于在步骤S608中获取的水平方向上的焦点检测计算的散焦量不可靠，并且场景尚未变化，因此维持垂直方向聚焦状态。因此，在步骤S406中，照相机控制单元141将镜头驱动量设置为零，并且使处理进行到步骤S408。

如果在步骤S405中未处于垂直方向聚焦状态或存在场景变化，则使处理进行到步骤S407。在这种情况下，由于在步骤S608中获取的水平方向上的焦点检测计算的散焦量也是不可靠的，因此将搜索驱动量设置为镜头驱动量，并且处理转变到搜索被摄体(焦点位置)的搜索操作。照相机控制单元141将垂直方向聚焦标志设置为零，解除垂直方向聚焦状态，并且使处理进行到步骤S408。

在步骤S408中，照相机控制单元141判断在先前步骤中设置的镜头驱动量是否大于聚焦监视宽度。聚焦监视宽度是用于在焦点已经处于聚焦时防止镜头不必要的移动的阈值，并且期望设置为约1Fδ。如果镜头驱动量大于聚焦监视宽度，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S409，以所设置的镜头驱动量来驱动镜头，并结束处理。如果镜头驱动量等于或小于聚焦监视宽度，则照相机控制单元141不驱动镜头，并结束处理。

接下来，将参考图7中的流程图描述图3中的步骤S306中的AF控制。

首先，将参考图6中的流程图描述步骤S701中的焦点检测处理。由于步骤S601至S609是与上述图4中的步骤S402中的焦点检测处理相同的处理，因此省略其描述。

在图7的焦点检测处理的步骤S701中，由于读取模式是非间隔剔除读取模式，因此在步骤S610中判断为垂直方向上的焦点检测计算是必要的，并且照相机控制单元141使处理进行到步骤S611。

在步骤S611中，照相机控制单元141判断垂直方向上的焦点检测计算是否已结束。当垂直方向计算标志i为零时，由于垂直方向上的焦点检测计算尚未结束，因此处理进行到步骤S612。

在步骤S612中，照相机控制单元141将垂直方向计算标志i设置为1，并返回到步骤S602，以执行垂直方向上的焦点检测计算。当处理再次进行到步骤S611时，由于垂直方向计算标志为1，因此处理结束，并且处理返回到图7中的步骤S702。

在这种情况下，在步骤S608和S609中，获取水平方向计算结果(Defocus_0和Reliability_0)和垂直方向计算结果(Defocus_1和Reliability_1)。

接下来，在步骤S702中，照相机控制单元141判断垂直方向上的焦点检测计算结果和水平方向上的焦点检测计算结果的可靠性。当这两者的可靠性都为低时，照相机控制单元141使处理进行到步骤S706。

在这种情况下，由于在步骤S608中获取的散焦量不可靠，因此在步骤S706中，照相机控制单元141将搜索驱动量设置为镜头驱动量，并转变到搜索被摄体的搜索操作。将垂直方向聚焦标志设置为零，垂直方向聚焦状态被解除，并且处理进行到步骤S707。

另一方面，在步骤S702中，如果垂直方向计算结果或水平方向计算结果的可靠性比低更好，则照相机控制单元141使处理进行至步骤S703，并比较可靠性以判断使用哪个计算结果。如果垂直方向上的焦点检测计算的可靠性更高，则照相机控制单元141在步骤S704中将垂直方向上的焦点检测计算结果设置为镜头驱动量，将垂直方向聚焦标志设置为1，并且使处理进行到步骤S707。

如果水平方向上的焦点检测计算结果的可靠性更高，则照相机控制单元141在步骤S705中将水平方向上的焦点检测计算结果设置为镜头驱动量(许可转变到水平方向计算结果)，将垂直方向聚焦标志设置为零，并使处理进行到步骤S707。

在步骤S707中，照相机控制单元141判断在先前步骤中设置的镜头驱动量是否大于聚焦管理宽度。聚焦管理宽度是用于判断是否处于聚焦状态的阈值，并且期望被设置为比步骤S408中的聚焦监视宽度(约1Fδ)小的约0.25到0.5Fδ。

如果镜头驱动量大于聚焦管理宽度，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S708，以所设置的镜头驱动量驱动镜头，并结束处理。

如果镜头驱动量等于或小于聚焦管理宽度，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S709，判断为处于聚焦状态，并结束处理。

这里，将参考图3，以对具有水平条纹的被摄体进行焦点检测的情况作为示例，描述本实施例的效果。

在具有水平条纹的被摄体的情况下，由于在步骤S302中设置了垂直间隔剔除读取模式，因此无法进行焦点检测，并且紧挨在照相机启动后的待机操作(步骤S303和步骤S304)中，在待机期间建立了模糊状态。

当在步骤S304中按下了SW1且在步骤S305中将读取模式切换至非间隔剔除读取模式时，可以通过垂直方向上的焦点检测计算进行焦点检测。因此，在AF中操作(步骤S306和步骤S307)中，状态变为垂直方向聚焦状态(在图7的步骤S704中，垂直方向聚焦标志＝1的设置)，处理进行到步骤S308，并且变得可以进行静止图像的拍摄。

在步骤S308中拍摄静止图像之后，处理返回到步骤S302，并且当模式切换到垂直间隔剔除模式时，无法再次进行焦点检测，并且因此在已知技术中，尽管被摄体尚未变化，但由于转变到用于搜索被摄体的搜索操作，因此会出现诸如突然模糊等的问题。

在本实施例中，当垂直方向聚焦标志＝1时，在图4的步骤S405中判断为维持垂直方向聚焦状态且不移动镜头，并且因此维持具有水平条纹的被摄体被聚焦的状态。维持该状态，直到在图4的步骤S401中的场景变化判断中判断为拍摄场景已变化(用户已切换被摄体)或者在图4的步骤S403中判断为待机期间的水平方向上的焦点检测计算结果的可靠性(Reliability_0)为高。因此，在被摄体没有从具有水平条纹的被摄体变化时，可以稳定具有水平条纹的被摄体被聚焦的状态。

如上所述，根据本实施例，即使在相位差检测方向被切换时，也可以稳定地进行AF控制。

第二实施例

接下来，将参考图8至图10描述第二实施例中的照相机主体102所进行的拍摄处理。在第一实施例中，在相位差检测方向被切换时，通过不移动镜头直到存在场景变化为止或者直到切换后的检测方向上的焦点检测的可靠性变高为止，来稳定焦点调整。

在第二实施例中，通过在不使读取模式变化的情况下维持焦点可检测状态来稳定焦点调整。注意，与图3至图7中描述的第一实施例的流程图中的步骤相同的步骤由相同的附图标记表示，并且省略其描述。

在图8中，在步骤S301中，照相机控制单元141进行初始化处理，并使处理进行到步骤S801。

在步骤S801中，照相机控制单元141设置读取模式，并使处理进行到步骤S802。

在步骤S802中，照相机控制单元141执行待机AF控制，并使处理进行到步骤S304。步骤S304和后续步骤与图3中的步骤相同。

这里，将参考图9中的流程图描述步骤S801中的读取模式设置。

在步骤S401中，照相机控制单元141执行场景变化判断的处理(图5)，并使处理进行到步骤S901。

在步骤S901中，照相机控制单元141判断是否处于垂直方向聚焦状态以及场景变化的有无。如果垂直方向处于聚焦状态并且不存在场景变化，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S902。在这种情况下，由于期望继续垂直方向上的焦点检测计算，因此将非间隔剔除读取模式设置为读取模式，结束该处理，并且处理进行到图8中的步骤S802。

如果在步骤S901中判断为不处于垂直方向聚焦状态或存在场景变化，则照相机控制单元141不需要进行垂直方向计算，并且因而将垂直间隔剔除读取模式设置为读取模式，结束该处理，并且使处理进行到步骤S802。

接下来，将参考图10的流程图描述步骤S802的第二实施例中的待机AF控制处理。

在步骤S701中，照相机控制单元141进行焦点检测处理(图6)。在步骤S701中，如果在步骤S801中将非间隔剔除读取模式设置为读取模式，则在图6的步骤S608和S609中获取水平方向计算结果(Defocus_0和Reliability_0)和垂直方向计算结果(Defocus_1和Reliability_1)。

另一方面，如果在步骤S801中将垂直间隔剔除读取模式设置为读取模式，则在步骤S608和S609中仅获取水平方向计算结果(Defocus_0和Reliability_0)，并将初始值代入垂直方向计算结果(Defocus_1和Reliability_1)。

在步骤S1001中，照相机控制单元141判断垂直方向上的焦点检测计算结果的散焦量(Defocus_1)是否为初始值。如果在步骤S801中将垂直间隔剔除读取模式设置为读取模式，则将初始值设置到Defocus_1中，因而处理进行到步骤S1002。

在步骤S1002中，照相机控制单元141判断在步骤S609中获取的水平方向计算结果的可靠性，并且如果可靠性为高，则处理进行到步骤S1003。

在步骤S1003中，照相机控制单元141将在步骤S608中获取的散焦量(Defocus_0)设置为镜头驱动量，并使处理进行到步骤S408。

如果在步骤S1002中判断为在步骤S609中获取的水平方向计算结果的可靠性为低，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S1004。

在步骤S1004中，由于在步骤S608中获取的散焦量(Defocus_0)不可靠，因此照相机控制单元141将搜索驱动量设置为镜头驱动量，并使处理进行到步骤S408。

另一方面，如果在步骤S801中将非间隔剔除读取模式设置为读取模式，则在步骤S1001中垂直方向上的焦点检测计算结果的散焦量(Defocus_1)不是初始值，因此照相机控制单元141使处理进行到步骤S1005。

在步骤S1005中，照相机控制单元141判断在步骤S609中获取的垂直方向上的焦点检测计算结果的可靠性。如果可靠性为低，则为了解除垂直方向聚焦状态，处理进行到步骤S1006，将垂直方向聚焦标志设置为零，并且处理进行到步骤S1002。

在步骤S1002中，与上述类似地，照相机控制单元141判断水平方向计算结果的可靠性，设置镜头驱动量，并使处理进行到步骤S408。

如果在步骤S1005中判断为在步骤S609中获取的垂直方向上的焦点检测计算结果的可靠性为高，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S1007。

在步骤S1007中，照相机控制单元141判断在步骤S609中获取的水平方向上的焦点检测计算结果的可靠性。如果可靠性为低，则由于垂直方向聚焦状态继续，因此处理进行到步骤S1008，将在步骤S608中获取的垂直方向计算结果的散焦量(Defocus_1)设置至镜头驱动量，并且处理进行到步骤S408。

如果在步骤S1007中判断为在步骤S609中获取的水平方向计算结果的可靠性为高，则处理进行到步骤S1009，并且照相机控制单元141判断是否可以切换相位差检测方向。

在步骤S1009中，判断在步骤S608中获取的水平方向上的焦点检测计算结果和垂直方向上的焦点检测计算结果的散焦量之间的差的绝对值(|Defocus_0-Defocus_1|)是否大于阈值Th。用于相位差检测方向的切换的阈值Th是用于确定即使进行从垂直方向上的焦点检测计算向水平方向上的焦点检测计算结果的切换也没有违和感的阈值，并且因此优选将阈值Th设置为约1Fδ。

如果在步骤S1009中判断为散焦量之间的差的绝对值大于阈值Th，则照相机控制单元141将处理进行到步骤S1008，以维持垂直方向聚焦状态。然后，将步骤S608中获取的垂直方向上的焦点检测计算结果的散焦量(Defocus_1)设置为镜头驱动量，并且处理进行到步骤S408。

如果在步骤S1009中判断为散焦量之间的差的绝对值等于或小于阈值Th，则照相机控制单元141使处理进行到步骤S1010。然后，为了切换到水平方向上的焦点检测计算结果，将垂直方向聚焦标志设置为零，解除垂直方向聚焦状态，并且处理进行到步骤S1003。

在步骤S1003中，照相机控制单元141将在步骤S608中获取的水平方向上的焦点检测计算结果的散焦量(Defocus_0)设置为镜头驱动量，并使处理进行到步骤S408。

由于步骤S408和S409与图4中的步骤相同，因此将省略其描述。

这里，将参考图8，利用对具有水平条纹的被摄体进行焦点检测的情况的示例来描述本实施例的效果。

在具有水平条纹的被摄体的情况下，由于在紧挨在照相机启动之后的步骤S801中设置了垂直间隔剔除模式，因此在紧挨在照相机启动之后的待机操作(步骤S303和步骤S304)中，不能进行焦点检测，并且在待机期间模糊状态被建立。当在步骤S304中按下SW1并且在步骤S305中读取模式切换到非间隔剔除读取模式时，可以通过垂直方向计算进行焦点检测。因此，在AF中操作(步骤S306和步骤S307)中，状态变为垂直方向聚焦状态(在图7的步骤S704中，垂直方向聚焦标志＝1的设置)，处理进行到步骤S308，并且变得可以进行静止图像的拍摄。

在步骤S308中拍摄静止图像之后，处理返回到步骤S801，并且如果处于垂直方向聚焦状态(垂直方向聚焦标志＝1)，则在图9的步骤S901中判断为垂直方向计算是必要的。然后，在步骤S902中，设置非间隔剔除读取模式，并且继续垂直方向计算，因此可以保持具有水平条纹的被摄体被聚焦。与第一实施例类似，维持该状态，直到在图9的步骤S401中的场景变化判断中判断为拍摄场景已变化(用户切换了被摄体)或者在图10的步骤S1005中待机期间的垂直方向计算结果的可靠性(Reliability_1)变为低为止。因此，可以在被摄体没有从具有水平条纹的被摄体变化时，稳定地聚焦在该具有水平条纹的被摄体上。

可替代地，在图10的步骤S1009中，进行维持，直到判断为待机期间的水平方向计算的散焦结果(Defocus_0)和垂直方向计算的散焦结果(Defocus_1)几乎为同一水平(即，它们可以被接收为水平方向计算结果)为止。如果判断为它们可以被接收为水平方向计算结果，则在图10的步骤S1003中利用水平方向计算的散焦结果(Defocus_0)来进行调焦驱动，并且即使在图9的步骤S903中读取模式也被切换到垂直间隔剔除读取模式，也可以进行稳定的调焦控制。

如上所述，根据本实施例，即使在相位差检测方向被切换时，也可以稳定地进行AF控制。

其他实施例

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。

虽然参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求书的范围应符合最广泛的解释，以便涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (15)

1.一种摄像设备，包括：

相位差检测单元，其被配置为检测已通过光学系统的不同光瞳区域的光的光学图像的第一方向上的相位差以及与所述第一方向不同的第二方向上的相位差；

焦点检测单元，其被配置为基于所述第一方向上的相位差和所述第二方向上的相位差中的至少一个来检测对焦状态，并获取该对焦状态的可靠性；

调整单元，其被配置为基于所述焦点检测单元所检测到的对焦状态，通过驱动所述光学系统来进行焦点调整；以及

控制单元，其被配置为在从基于所述第一方向上的相位差进行焦点调整的第一状态到基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整的第二状态转变的情况下，控制所述调整单元不基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整，直到基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态的可靠性变得高于预定值为止。

2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在从所述第一状态到所述第二状态转变的情况下，在基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态的可靠性变得高于所述预定值之后，所述控制单元许可基于所述第二方向上的相位差的焦点调整。

3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在从所述第一状态到所述第二状态转变的情况下，所述控制单元在转变到所述第二状态之后，停止驱动所述光学系统，直到基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态的可靠性变得高于所述预定值为止。

4.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在从所述第一状态到所述第二状态转变的情况下，所述控制单元进行控制以不转变到所述第二状态，直到基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态的可靠性变得高于所述预定值为止。

5.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，在从所述第一状态到所述第二状态转变的情况下，所述控制单元在基于所述第一方向上的相位差所检测到的对焦状态和基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态之间的差小于阈值的情况下，许可向所述第二状态的转变。

6.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，在拍摄场景存在变化的情况下，所述控制单元许可向所述第二状态的转变。

7.根据权利要求6所述的摄像设备，其中，所述控制单元通过所述摄像设备的姿势变化来判断所述拍摄场景的变化。

8.根据权利要求6所述的摄像设备，其中，所述控制单元通过图像的亮度变化来判断所述拍摄场景的变化。

9.根据权利要求6所述的摄像设备，其中，所述控制单元通过所检测到的被摄体的变化来判断所述拍摄场景的变化。

10.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制单元进行控制，以在拍摄场景存在变化的情况下，使所述光学系统进行用于搜索焦点位置的搜索驱动。

11.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，在所述第二状态下，所述焦点检测单元基于与所述第二方向正交的方向上的像素的信号被间隔剔除的信号来检测对焦状态。

12.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述焦点检测单元在所述第一状态下能够基于所述第一方向上的相位差来检测对焦状态以及基于所述第二方向上的相位差来检测对焦状态，并且在所述第二状态下能够基于所述第二方向上的相位差来检测对焦状态。

13.一种摄像设备的控制方法，包括：

执行相位差检测，所述相位差检测用于检测已通过光学系统的不同光瞳区域的光的光学图像的第一方向上的相位差以及与所述第一方向不同的第二方向上的相位差；

执行焦点检测，所述焦点检测用于基于所述第一方向上的相位差和所述第二方向上的相位差中的至少一个来检测对焦状态，并获取该对焦状态的可靠性；

基于所述焦点检测所检测到的对焦状态，通过驱动所述光学系统来进行焦点调整；以及

在从基于所述第一方向上的相位差进行焦点调整的第一状态到基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整的第二状态转变的情况下，控制所述焦点调整以不基于所述第二方向上的相位差进行焦点调整，直到基于所述第二方向上的相位差所检测到的对焦状态的可靠性变得高于预定值为止。

14.一种计算机程序产品，其包括程序，所述程序用于使计算机执行根据权利要求13所述的控制方法的各个处理。

15.一种非暂态计算机可读存储介质，其存储有程序，所述程序用于使计算机执行根据权利要求13所述的控制方法的各个处理。