摄影装置和方法 本发明通常涉及在数字照相机(still camara)中使用的成像系统。更具体地说，本发明涉及一种摄影装置，其包含具有多像素和高分辨率的成像装置，其中使用该成像装置进行调整例如自动聚焦控制所需要的时间减少，和涉及一种摄影方法。
如现有技术中已知的，例如通过图5中所示的装置，构成包括产生图像信号的成像装置的摄影装置。该装置包括具有透镜系统11和光圈机构12的图像采集单元14，构成由电动机10驱动的聚焦控制机构；和成像装置13，来自目标物体的图像光投射到其上。成像装置13可以是电荷耦合装置(下文中缩写为CCD)。根据例如提供给它的驱动脉冲信号，通过连续地扫描一个平面，使用CCD来获取图像信号。
由成像装置13获取的图像信号传送给采样/保持(下文中缩写为S/H)和自动增益控制(下文中缩写为AGC)电路15，其中由相机图像处理单元16接收之前，获取为成像装置13的每个像素采样的图像信号并进行增益控制。在相机图像处理单元16中，通过检测器电路17检测接收到的图像信号，并且检测到的图像信号传送给颜色控制电路18，用来对信号执行调整，例如白平衡控制。
来自已经执行了例如白平衡控制的调整的相机图像处理单元16的图像信号，通过记录处理单元19记录在记录介质20上。从相机图像处理单元16输出的图像信号，已经执行了例如白平衡控制的调整，还由显示控制单元21接收，用来将图像信号控制为一定的显示格式等。由显示控制单元21控制的图像信号然后发送给图像显示单元22例如液晶显示器(下文中缩写为LCD)，和发送给图像信号输出终端23。
该装置还包括一个系统控制微计算机24。微计算机24根据通过连接地微计算机25从外部提供的操作指令控制上面所述的电路等。微计算机24包含多种图像信息，例如由检测器电路17检测到的图像信号上的信息。在这些图像信息根据，进行例如自动聚焦控制、自动感光度控制、或自动白平衡控制等调整。
具体地说，例如，利用通过电动机10的透镜系统11的聚焦控制，自动聚焦控制以由检测器电路17检测到的图像信号的高频率分量的电平为基础。利用包括作用于光圈机构12的孔径控制信号、作用于成像装置13的图像读出控制信号、和作用于S/H和AGC电路15的增益控制信号，在由检测器电路17检测到的图像信号的亮度信号电平根据，进行自动感光度控制。根据由检测器电路17检测到的图像信录号的色度信号电平，颜色控制电路18中执行自动白平衡控制。
但是，在该传统的装置中，直到由成像装置13在整个平面上执行扫描之前，不能获得由检测器电路17检测到的图像信号的信息。通常地，上面所述的调整例如自动聚焦控制是利用略微改变的调整量执行的，因此需要对应于该调整量的多次改变所需要的相当长的图像扫描时间，直到完成这种调整。由于直到完成调整需要相当长的时间，在对目标物体进行摄影之前的调整过程中，目标物体可能移动，导致性能下降使得不能精确地执行调整。
近来，数字摄影机经常使用具有多像素和高分辨率的成像装置，并且需要延长的图像扫描时间，导致特别严重的问题，其中需要很长时间直到完成调整。另外，上面所述的例如自动聚焦控制、自动感光度控制、或自动白平衡控制等调整，通常在快门(未表示)半按下的过程中执行。另一个问题表现为在这种情况中，延长了从调整的开始到结束的时间长度。
与此同时，上面所述的例如自动聚焦控制、自动感光度控制、或自动白平衡控制等调整所需要的信息，不必须使用由成像装置13获取的整个平面的图像。另外，需要读出仅仅位于例如由CCD有效像素平面的中心处的实线表示的检测区域中的信号，其中CCD有效像素平面由图6中的外框表示。不过，通常的装置保证控制成像装置13，从而读出整个平面中的信号，和因此需要相当长的图像扫描时间，来获得单次采样的信息。
因此，本发明的一个目的在于提供一种摄影装置和方法，其中进行例如自动聚焦控制、自动感光度控制、或自动白平衡控制等调整所需要的时间减少，使得可以实现更精确地调整和更逼真地摄影的图像。
根据本发明，对于通过利用成像装置进行的调整，仅仅读出位于成像装置的预定的检测区域内的信号。因此，使读出单次读出信号的操作所需的时间，从而总体上减少调整所需要的时间，使得可以实现更精确地调整和更逼真地摄影的图像。
在本发明的一个方面中，一种摄影装置，用来对静止图像摄影，包括：扫描成像装置，用来产生图像信号；和控制单元，用于在摄影之前利用由成像装置产生的图像信号调整静止图像。该控制单元在成像装置上限定一个检测区域，并且仅仅读出来自成像装置的该检测区域内的图像信号。然后利用读出的图像信号在摄影之前调整静止图像。因此，减少信号的单次读出操作所需要的时间，从而总体上减少调整所需要的时间，使得可以实现更精确地调整和更逼真地摄影的图像。
该控制单元还可以在对静止图像进行摄影时控制成像装置，使得可以经常实现成功的控制操作。
该控制单元可以确定检测区域的开始位置和位于检测区域内的待读出的图像信号的数量，并且因此仅相应地读出位于成像装置的检测区域之内的图像信号。因此，需要简单的结构保证成功的控制操作。
该控制单元可以能在检测区域的开始位置之前的一个区域内高速扫描，以预先确定的速度在检测区域内扫描，和仅仅读出确定数量的图像信号。因此，需要简单的结构保证成功的控制操作。
最好，根据读出的图像信号，可以执行自动聚焦控制、自动感光度控制、和自动白平衡控制中的至少一种。
在本发明的另一个方面中，一种摄影方法，用来对静止图像摄影，包括提供扫描成像装置，用来产生图像信号。当在摄影之前利用由成像装置产生的图像信号调整静止图像时，该方法还包括能使控制单元在成像装置上限定一个检测区域，并且能使该控制单元仅仅读出来自成像装置的该检测区域内的图像信号。然后利用读出的图像信号在摄影之前调整静止图像。因此，减少信号的单次读出操作所需要的时间，从而总体上减少调整所需要的时间，使得可以实现更精确地调整和更逼真地摄影的图像。
图1是根据本发明的一个实施例的摄影装置的方框图；
图2是图1中所示摄影装置中的定时发生器电路的方框图；
图3是描述控制该摄影装置的流程图；
图4是本发明中使用的CCD有效像素平面的视图；
图5是传统的摄影装置的方框图；和
图6是传统摄影装置中使用的CCD有效像素平面的视图。
图1是利用根据本发明的一个实施例的摄影装置的数字摄影机的方框图，其中同样的附图标记表示图5中相应的元件，并因此省略对它们的详细的说明。
图1中所示的摄影装置包括：具有透镜系统11和光圈机构12的图像采集单元14；构成由电动机10驱动的聚焦控制机构；和成像装置13，来自目标物体的图像光投射到其上。成像装置13可以是如前面所述的CCD。根据例如由定时发生器电路30提供给它的驱动脉冲信号，通过顺序地扫描一个平面，使用CCD来获取图像信号。定时发生器电路30属于通常装置中使用的类型，如图2中所示。
参照图2，由分频电路31接收具有特定频率的时钟输入，来产生用于读出图像的正常的垂直扫描时钟(vertical clock)和具有更高频率的高速时钟。通过转换单元32有选择地转换正常的垂直扫描时钟和高速时钟，并且然后其中一个传送给垂直读出脉冲发生器电路33。经过脉冲计数器电路34获取由垂直读出脉冲发生器电路33产生的脉冲信号。获取的脉冲信号传送给成像装置(CCD)13作为垂直驱动脉冲信号。
另外，脉冲计数器电路34接收来自控制微计算机24的指令，例如，准备以高速读取多少行，并根据该指令设定。当计数的值达到该设定值时，产生输出信号来控制转换开关单元32的转换操作。因此，例如，控制转换开关单元32使得转换开关单元32首先选择高速时钟，并且然后，当脉冲计数器电路34的计数的值达到设定值时，选择正常的垂直扫描时钟。
再参照图1，由成像装置13获取的图像信号传送给S/H和AGC电路15，由相机图像处理单元16接收之前，在其中获取为成像装置13的每个像素采样的图像信号并进行增益控制。在相机图像处理单元16中，通过检测器电路17检测接收到的图像信号，并且检测到的图像信号传送给颜色控制电路18，用来对信号执行调整，例如白平衡控制。
来自已经执行了例如白平衡控制的调整的相机图像处理单元16的图像信号，通过记录处理单元19记录在记录介质20上。从相机图像处理单元16输出的图像信号，已经执行了例如白平衡控制的调整，还由显示控制单元21接收，用来按显示格式等控制图像信号。由显示控制单元21控制的图像信号然后发送给图像显示单元22例如LCD，和发送给图像信号输出终端23。
该摄影装置还包括一个系统控制微计算机24。微计算机24根据通过连接的微计算机25从外部提供的操作指令控制上面所述的电路等。微计算机24包含多种图像信息，例如由检测器电路17检测到的关于图像信号的信息。根据这些图像信息，进行例如自动聚焦控制、自动感光度控制、或自动白平衡控制等调整。
具体地说，例如，利用通过电动机10的透镜系统11的聚焦控制，根据由检测器电路17检测到的图像信号的高频分量的电平进行自动聚焦控制。利用包括作用于光圈机构12的孔径控制信号、作用于成像装置13的图像读出控制信号、和作用于S/H和AGC电路15的增益控制信号，根据由检测器电路17检测到的图像信录号的亮度信号电平，进行自动感光度控制。根据由检测器电路17检测到的图像信录号的色度信号电平，在颜色控制电路18中执行自动白平衡控制。
系统控制微计算机24执行如在图3的流程图中所描述的控制。在半按下快门(图中没有示出)的过程中开始控制。在步骤S1，控制停止在显示控制单元21上显示图像。控制进行到步骤S2，如前面所述，在其中规定准备以高速度读出的行的数量。根据该规定，在步骤S3中发出读出图像信号的指令。因此，从成像装置(CCD)13中读出图像信号。
图4表示由外框代表的CCD有效像素平面。从成像装置13中只读出一些水平行(horizontal line)，这些水平行对应于由位于CCD有效像素平面的中心处的实线表示的检测区域内的一个部分。因此，在步骤S2，规定对应于图4中所示的区域1的行的数量。作为回应，以高速读出成像装置13的区域1中的信号。以正常速度读出紧随的区域2中的信号。通过设定与区域2的读出周期一致的控制周期，只读出对应于该检测区域内的部分的水平行。
再参照图3，在步骤S4，采集由检测器电路17检测到的图像信号的估计值。在例如执行自动聚焦控制的情况中，例如读取图像信号的高频分量的值作为估计值。在步骤S5，该控制判断读出的估计值是否高于前一个估计值。如果读出的估计值更高，即，得到的为“是”(“YES”)，电动机10在步骤S6中向前旋转。否则，即，如果得到的为“否”(“NO”)，电动机10在步骤S7中向后旋转。执行控制使得读取的估计值接近最大值(MAX)。
在步骤S8，该控制判断得到的估计值是否是最大值(MAX)。如果该估计值不是最大值，即，得到的是“否”(“NO”)，控制返回到步骤S2。否则，即，如果得到的为“是”(“YES”)，控制结束。以这种方式，可以通过电动机10执行透镜系统11的聚焦控制，并且通过获得图像信号的高频分量的最大电平，可以执行自动聚焦控制。类似地，根据亮度信号电平，进行自动感光度控制，根据色度信号电平，进行自动白平衡控制。
从而，进行例如自动聚焦控制、自动感光度控制、或自动白平衡控制等调整。通过使得从成像装置13中只读出对应于由图4中的实线代表的检测区域内的一部分的一些水平行，和通过设定与该检测区域的读出周期一致的控制周期，可以以该检测区域的读出周期重复检测。例如，如果对应于该检测区域内的一部分的水平行占据CCD有效像素平面的三分之一，该检测需要传统检测时间的三分之一。
根据上面所示的实施例，对于利用成像装置的调整，仅仅读出位于成像装置的检测区域之内的图像信号。因此，减少信号的单次读出操作所需要的时间，从而总体上减少调整所需要的时间，使得可以实现更精确地调整和更逼真地摄影的图像。
本发明不限于所给出的实施例，并且在不脱离本发明的构思的情况下，可以利用多种变形和改进。