成像设备和成像方法.pdf

上传人:1*** 文档编号:4330608 上传时间:2018-09-13 格式:PDF 页数:16 大小:543.38KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201210153773.4

申请日:

2012.05.11

公开号:

CN102790858A

公开日:

2012.11.21

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H04N 5/232申请公布日:20121121|||实质审查的生效IPC(主分类):H04N 5/232申请日:20120511|||公开

IPC分类号:

H04N5/232; H04N9/04

主分类号:

H04N5/232

申请人:

索尼公司

发明人:

大庭裕二

地址:

日本东京都

优先权:

2011.05.18 JP 2011-111433

专利代理机构:

北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258

代理人:

李晓冬

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明提供了成像设备和成像方法,该成像设备包括:成像单元,其利用具有第一、第二和第三颜色的像素的图像传感器执行成像;亮度比率计算单元,其对于在由成像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的第一、第二和第三颜色的每一者的亮度分别进行积分并且计算各颜色的亮度的积分值之间的比率;亮度归一化单元,其按照由亮度比率计算单元计算的亮度的积分值之间的比率,对在由成像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的第一颜色的亮度的积分值进行归一化;显示处理单元,其执行与由亮度归一化单元归一化的亮度的积分值相对应的显示。

权利要求书

1.一种成像设备,包括:成像单元,其利用具有第一颜色的像素、第二颜色的像素和第三颜色的像素的图像传感器执行成像;亮度比率计算单元,其对于在由所述成像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每一者的亮度分别进行积分并且计算这些颜色的亮度的积分值之间的比率;亮度归一化单元,其按照由所述亮度比率计算单元计算的亮度的积分值之间的比率,对在由所述成像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的所述第一颜色的亮度的积分值进行归一化;以及显示处理单元,其执行与由所述亮度归一化单元进行了归一化的亮度的积分值相对应的显示。2.根据权利要求1所述的成像设备,还包括:颜色积分单元,其对于由所述成像单元输出的成像信号的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每一者的亮度分别进行积分;以及最大值选择单元,其选择由所述颜色积分单元获得的积分值中的最高的积分值,其中,当由所述最大值选择单元选择的积分值被提供给所述显示处理单元时,所述显示处理单元执行与经归一化的所述亮度的积分值和所选择的亮度的积分值相对应的引导显示。3.根据权利要求2所述的成像设备,其中,所述显示处理单元在屏幕上执行显示下述图形的处理:该图形具有与通过将经归一化的亮度的积分值和所选择的亮度的积分值相加而获得的值相对应的长度。4.根据权利要求1所述的成像设备,其中,在所述图像传感器中,所述第一颜色的像素在水平方向上的像素数目与所述第二颜色的像素和所述第三颜色的像素在水平方向上的像素数目不同。5.根据权利要求4所述的成像设备,其中,在所述图像传感器中,红色像素、绿色像素和蓝色像素排列为拜耳排列或者变形的拜耳排列,并且由所述亮度归一化单元进行了归一化的所述第一颜色的亮度的积分值是绿色的亮度的积分值。6.根据权利要求1所述的成像设备,还包括:聚焦处理单元,其基于由所述亮度归一化单元获得的所述第一颜色的亮度的积分值,来对布置在入射到所述图像传感器上的图像光的光路中的聚焦透镜进行驱动。7.一种成像方法,包括:对于在通过利用图像传感器进行成像而获得的成像信号的聚焦判定区域内的第一颜色、第二颜色和第三颜色的每一者的亮度分别进行积分,并计算这些颜色的亮度的积分值之间的比率,所述图像传感器具有所述第一颜色的像素、所述第二颜色的像素和所述第三颜色的像素;按照这些颜色的亮度的积分值之间的比率,对在从所述成像信号获得的聚焦判定区域内的所述第一颜色的亮度的积分值进行归一化;以及执行与所述第一颜色的亮度的积分值相对应的引导显示。8.根据权利要求7所述的成像方法,还包括:对于所述成像信号的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每一者的亮度分别进行积分,并且选择这些积分值中的最高积分值;以及其中,执行与经归一化的所述第一颜色的积分值和所述最高积分值相对应的引导显示。

说明书

成像设备和成像方法

技术领域

本发明涉及成像设备和成像方法,并且更具体地,涉及在执行成像时
的聚焦调整技术。

背景技术

在用于广播或商业用途的成像设备(视频摄相机)中,由反映了摄影
师意图的的手动聚焦操作来频繁地执行聚焦调整。一些执行手动聚焦操作
的成像设备在取景器上显示用于聚焦调整的辅助,使得摄影师可以容易地
操作聚焦。例如,成像设备执行从视频信号的亮度信号提取高频成分、产
生边缘增强信号以及向该亮度信号增加边缘增强信号的处理。因此,当在
取景器上显示摄像图像中的增强边缘时,摄影师可以容易地在取景器上确
认边缘部分的聚焦调整状态。

此外,当由成像设备拍摄的图像的聚焦调整状态由数字值、图标等在
取景器上定量地显示时,摄影师可以在手动调整聚焦时容易地确认聚焦状
态。当由数字值等显示聚焦调整状态时,例如,检测通过成像获得的亮度
信号的高频成分并且显示所检测到的值。

日本未审查专利申请公报No.2010-135865公开了在取景器上显示边
缘部分增强的图像的技术。

发明内容

近年来,成像设备的单板(single plate)型图像传感器已经发展为:
像素的颜色排列是专门的排列方式(诸如拜耳(Bayer)排列),以实现高
分辨率。通过具有专门像素排列的构造的图像传感器的成像而获得的成像
信号中,每个颜色的像素的数目、布置间隔等不同。这种成像信号具有可
能不能在相同条件下检测每个颜色的亮度成分的问题。因此,在仅检测到
由图像传感器输出的每个颜色的信号的亮度水平时,可能产生不能显示正
确的聚焦调整状态的问题。

例如,在具有拜耳排列的构造的图像传感器中,绿色像素的数目大于
红色或蓝色像素的数目。因此,当在相同条件下检测每个颜色的亮度成分
时,在拍摄绿色对象时检测到相对高的亮度成分。另一方面,当拍摄红色
或蓝色对象时,尽管聚焦状态与拍摄绿色对象的状态相同,亮度成分的检
测水平仍可能被降低。因此,因为亮度的检测水平可能根据将要拍摄的对
象的颜色而改变,所以难以在不具有颜色依赖性的状态下检测正确的聚焦
状态。在现有技术中,为了在不具有颜色依赖性的状态下检测正确的聚焦
状态,需要大尺寸和复杂的电路并且必须执行在大尺寸电路中消耗许多电
力的处理。因此,根据现有技术的成像设备是不期望的。

迄今为止,已经描述了手动聚焦操作中的聚焦调整所具有的问题。然
而,即使当在执行自动聚焦调整的成像设备中检测聚焦状态时,可能在执
行正确的检测时发生相同问题。

期望提供能够从通过成像获得的信号简单地并良好地检测聚焦调整状
态的成像设备和成像方法。

根据本发明的实施例,对于在通过利用图像传感器(该图像传感器具
有第一、第二和第三颜色的像素)进行拍摄而获得的成像信号的聚焦判定
区域内的第一、第二和第三颜色的每一者的亮度进行积分,并且计算这些
颜色的亮度的积分值之间的亮度比率。按照计算出的各颜色的积分值之间
的亮度比率,对在从成像信号获得的聚焦判定区域内的第一颜色的亮度的
积分值进行归一化。执行与第一颜色的亮度的积分值相对应的引导显示。

因此,聚焦判定区域内的特定颜色的亮度的积分值的变动状态被显示
在屏幕(诸如取景器)上。可以通过调整焦点以使得所显示的积分值最高
来获得恰好聚焦的状态。在这种情况下,特定颜色的亮度的积分值被按照
各颜色的亮度的积分值之间的比率来归一化,并且经归一化的积分值被用
于显示。因此,无论所拍摄的对象的颜色如何,都可以实现稳定的显示。

根据本公开的实施例,基于通过以各颜色的积分值之间的亮度比率把
特定颜色的亮度的积分值归一化而获得的值来显示聚焦调整状态,所以可
以显示稳定的聚焦状态,而不依赖于对象的颜色。

附图说明

图1是示出了根据本公开的实施例的成像设备的构造的图;

图2的(a)和图2的(b)是示出了根据本公开的实施例的成像设备
的图像传感器的像素排列的图;

图3是示出了根据本公开的实施例的颜色成分的亮度水平的示例的
图;

图4的(a)和图4的(b)是示出了根据本公开的实施例的显示屏的
示例的图;并且

图5是示出了根据本公开的另一个实施例(执行自动聚焦调整的实施
例)的成像设备的构造的图。

具体实施方式

将会按照以下顺序描述本公开的实施例。

1.成像设备的构造的示例(图1)

2.图像传感器的像素排列的示例(图2(a)和图2(b))

3.成像设备的处理和显示的示例(图3、图4(a)和图4(b))

4.自动聚焦的应用示例(图5)

5.修改示例

1.成像设备的构造的示例

将会参照图1描述根据本公开的实施例(下文中称作为“本示例”)
的成像设备的构造。

图1是示出了根据本公开的实施例的成像设备的构造的图。

成像设备100包括成像单元101,该成像单元101包括图像传感器
101a以及从图像传感器101a读取成像信号的电路。包括透镜201的镜头
设备200被安装在成像设备100上。图1示出了由单个透镜构成的透镜
201。实际上,透镜201由多个(多组)透镜构成。镜头设备200包括用
于调整聚焦的变焦环。当摄影师旋转变焦环时,焦距调整透镜的位置移
动,使得可以调整聚焦。

成像单元101的图像传感器101a将经由透镜201入射到成像表面上的
图像光转换为电子成像信号。

图像传感器101a是被称为单板型图像传感器的单图像传感器。红色像
素、绿色像素和蓝色像素布置在单个图像传感器101a的成像表面上。各种
类型的图像传感器(诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器)可以用
作图像传感器101a的类型。之后将会描述图像传感器101a的像素排列的
示例。

由成像单元101获得的成像信号被提供给成像信号处理单元102。由
成像单元101输出的成像信号是所谓的原始数据,作为在没有转换的状态
下从图像传感器101a读取的成像信号。因此,由成像单元101输出的成像
信号是把从红色像素获得的红色信号R、从绿色像素获得的绿色信号G和
从蓝色像素获得的蓝色信号B混合以对应于图像传感器101a的像素排列
的信号。

当成像设备的每个信号处理系统被数字化时,数字化的原始数据可以
从成像单元101输出并且可以被提供给成像信号处理单元102。

成像信号处理单元102对于所提供的成像信号执行各种处理以形成合
适的成像信号。例如,成像信号处理单元102执行处理,例如伽马校正和
白平衡调整。此外,由成像信号处理单元102处理的成像信号被提供给图
像格式转换单元103并且被转换为具有预定格式的图像数据。之后,由图
像格式转换单元103转换的图像数据被从图像信号输出端子104输出到外
部。成像设备100进一步包括原始数据输出端子107,因此提供给成像信
号处理单元102的原始数据可以被从原始数据输出端子107在不经过转换
的状态下输出到外部。

图像格式转换单元103执行转换以获得由取景器106显示的图像数据
并且将经转换的图像数据提供给显示处理单元105。显示处理单元105处
理所提供的图像数据并且在取景器106上显示经处理的图像数据。在这种
情况下,由下文中描述的聚焦条产生单元117产生的聚焦条信号被提供给
显示处理单元105,并且被称作为聚焦条的的图被显示在显示于取景器
106上的摄像图像上。之后将会描述聚焦条的具体示例。

由成像单元101输出的成像信号(原始数据)被提供给R检测区域积
分单元111、G检测区域积分单元112和B检测区域积分单元113。

R检测区域积分单元111检测聚焦判定区域内的成像信号的红色信号
R的高频亮度成分并且将所检测到的亮度值积分。G检测区域积分单元
112检测聚焦判定区域内的成像信号的绿色信号G的高频亮度成分并且将
所检测到的亮度值积分。B检测区域积分单元113检测聚焦判定区域内的
成像信号的蓝色信号B的高频亮度成分并且将所检测到的亮度值积分。如
下文描述的,当从图像传感器101a的像素排列确定的亮度成分的波段在各
个颜色中改变时,亮度成分的波段被处理为具有相同的条件。具体地,当
图像传感器101a具有下文描述的图2(a)中示出的标准拜耳排列时,由
G检测区域积分单元112检测的绿色信号G被处理为在每个像素中消弱的
信号,以使其与其他颜色信号R和B具有相同波段(像素间隔)。

对于由成像单元101拍摄的一个帧的每个成像信号,在聚焦判定区域
内在信号上执行R检测区域积分单元111、G检测区域积分单元112和B
检测区域积分单元113的亮度值积分。

由成像设备100的控制单元(未示出)设置聚焦判定区域。例如,成
像屏的中央附近的周围被设置为聚焦判定区域并且检测在聚焦判定区域内
的聚焦状态。成像屏内的聚焦判定区域的范围可以例如由用户操作设置。

由积分单元111、112和113获得的积分值被提供给峰最大值选择单
元114。之后,峰最大值选择单元114选择具有最大值的颜色的积分值。
之后,由峰最大值选择单元114选择的颜色的积分值被提供给聚焦条产生
单元117。

由成像单元101输出的成像信号被提供给RGB亮度比率计算单元
115。RGB亮度比率计算单元115将聚焦判定区域内的成像信号的红色信
号R的积分值、绿色信号G的积分值和蓝色信号B的积分值彼此比较,
并且计算三种颜色的积分值的比率。例如,对于由成像单元101拍摄的一
个帧的每个成像信号来计算积分值的比率。关于由RGB亮度比率计算单
元115计算的比率的数据被提供给G亮度归一化单元116。

由成像单元101输出的成像信号的绿色信号G被提供给G亮度归一化
单元116。G亮度归一化单元116计算在聚焦判定区域内的绿色信号G的
高频的积分值,并且根据关于从RGB亮度比率计算单元115提供的比率
的数据,将所计算的积分值归一化。也对于每一帧执行由G亮度归一化单
元116计算的积分值的计算和归一化处理。

之后,将会描述在G亮度归一化单元116中基于关于比率的数据进行
的归一化处理。基于关于比率的数据,当绿色信号G的积分值在三个颜色
中最高时,由G亮度归一化单元116获得的绿色信号G的积分值在没有改
变的状态下被设置为归一化的数据。当红色信号R的积分值在三种颜色中
最高时,基于红色信号R的积分值与绿色信号G的积分值之间的比率来计
算绿色信号G的积分值。例如,当红色信号R的积分值与绿色信号G的
积分值的比率为2∶1并且因此红色成分是绿色成分的两倍时,执行归一
化使得绿色信号G的积分值翻倍。

类似地,当蓝色信号B的积分值在三种颜色中最高时,基于蓝色信号
B的积分值与绿色信号G的积分值之间的比率来计算绿色信号G的积分
值。

由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号G的积分值被提供给聚焦
条产生单元117。

聚焦条产生单元117执行产生显示信号的显示处理,该显示信号被构
造为显示出表示所拍摄的图像的聚焦状态的条状图。即,基于通过将由峰
最大值选择单元114选择的颜色的积分值增加到由G亮度归一化单元116
归一化的绿色信号G的积分值而获得的值,聚焦条产生单元117设置条状
图的长度。之后,聚焦条产生单元117产生构造为显示具有所设长度的条
状图的条状图显示信号。

由聚焦条产生单元117产生的条状图显示信号被提供给显示处理单元
105。条状图显示信号被叠加到提供给取景器106的显示信号上,以在取
景器106上显示条状图。

2.图像传感器的像素排列的示例

图2(a)和图2(b)是示出了成像单元101的图像传感器101a的像
素排列的示例的图。在图2(a)中,R表示获得红色信号R的像素,G表
示获得绿色信号G的像素并且B表示获得蓝色信号B的像素。在图2
(a)和图2(b)中示出的像素排列中,附图中的横向和纵向分别是水平
方向和竖直方向。

图2(a)示出了标准拜耳排列的示例。在标准拜耳排列中,获得红色
信号R的像素和获得绿色信号G的像素沿着一根给定的水平线并排交替布
置。此外,获得蓝色信号B的像素和获得绿色信号G的像素沿着与上述水
平线相邻的水平线并排交替布置。在存在获得红色信号R的像素的水平线
中获得绿色信号G的像素的布置位置以及在存在获得蓝色信号B的像素的
水平线中获得绿色信号G的像素的布置位置偏移一个像素。

因此,在具有图2(a)中示出的标准拜耳排列的图像传感器的情况
下,当在竖直方向上彼此相邻的两个水平线被设置为单元时,获得绿色信
号G的像素的最小布置间隔Pg与像素之间的布置节距相同。另一方面,
获得红色信号R的像素的最小布置间隔Pr和获得蓝色信号B的像素的最
小布置间隔Pb是两个像素节距,其为绿色最小布置间隔Pg的两倍。

包括在成像信号(原始数据)中的颜色成分的高频成分的波段由各个
颜色的像素的水平方向上的最小布置间隔Pr、Pg和Pb确定。具体地,绿
色信号G被构造为以一个像素节距检测的信号。红色信号R和蓝色信号B
被构造为以两个像素节距检测的信号。当这些像素节距在没有改变的状态
下被直接反映在成像信号的频带上时,绿色信号G具有其他颜色信号R和
B的两倍的频率成分。

图2(b)示出了拜耳排列变化形式的双拜耳排列的图像传感器的像素
排列的示例。在双拜耳排列中,每根水平线中的像素的布置位置都移动了
1/2像素。

获得红色信号R的像素和获得蓝色信号B的像素在给定的一根水平线
中交替地并排布置。只有获得绿色信号G的像素被布置在与其中布置了红
色像素和蓝色像素的水平线相邻的水平线中。

即使在双拜耳排列中,绿色信号G被构造为以一个像素节距检测的信
号,并且红色信号R和蓝色信号B被构造为以两个像素节距检测的信号,
如标准拜耳排列中那样。

例如,具有图2(a)中示出的标准拜耳阵列的图像传感器被应用到成
像单元101的图像传感器101a。此外,图2(a)和图2(b)中示出的像
素排列仅为示例,并且可以应用其他像素排列。

3.成像设备的处理和显示的示例

之后,将会描述在根据本示例的成像设备100执行成像时聚焦条显示
在取景器106上的处理示例。

由显示信号示出的条状图是具有与通过将由峰最大值选择单元114选
择的颜色的积分值增加到由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号G的
积分值而获得的值相对应的长度的图,该显示信号由聚焦条产生单元117
产生。

由峰最大值选择单元114选择的颜色的积分值是从成像信号获得的亮
度值的积分值对于该颜色最大的颜色的积分值。因此,通过将通过对物体
成像获得的成像信号中的局域颜色的信号积分获得的值变为条纹图的长度
的一个要素。

由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号G的积分值(其为条状图
的长度的另一个要素)被用于显示条状图,因为绿色信号G是具有最高频
率成分的信号。即,如关于图2(a)中示出的拜耳排列所描述的,由于水
平方向上的最小布置间隔Pr、Pg和Pb,绿色信号G具有其他颜色信号R
和B的两倍的频率成分。当表示聚焦状态的聚焦条示出了成像信号的高频
成分的量时,可以高精确度地引导当前聚焦调整状态。

使用包括最高频成分的绿色信号G的积分值示出高频成分的量。然
而,根据所拍摄的对象,可以考虑其中包括在成像信号中的绿色信号G较
小的情况。例如,在拍摄红色对象时获得的成像信号中,绿色信号G被检
测为水平相对低的信号并且红色信号R被检测为水平相对高的信号。然
而,实际上,无论所拍摄的对象的颜色如何,很少仅检测具体的颜色成
分,并且三种颜色成分被检测为具有相应水平的成分。

图3示出了在拍摄有大量红色成分的物体时颜色信号R、G和B的频
率的水平的示例。红色信号R的峰值亮度水平Yr高于绿色信号G的峰值
亮度水平Yg和蓝色信号B的峰值亮度水平Yb。

因此,当拍摄有大量红色成分的物体时,通过G亮度归一化单元116
的归一化,绿色信号G的积分值被按照红色信号和绿色信号的比率归一
化,并且因此当红色被检测为高频成分时可以获得红色信号的积分值。因
此,即使在拍摄具有条状图的长度的一个要素的给定颜色的对象时,示出
了在以一个像素节距检测颜色成分时获得的高频成分。

图4(a)和图4(b)是示出了条状图的显示示例的图。

如图4(a)所示,在屏幕10的下部中将具有相对不显眼的颜色(诸
如白色)来显示具有给定长度的聚焦条11。在聚焦条11内,第一要素显
示11a和第二要素显示11b由相对引人注意的颜色(诸如绿色或黑色)示
出。第一要素显示11a是对应于由峰最大值选择单元114选择的颜色的积
分值的显示。第二要素显示11b是对应于由G亮度归一化单元116归一化
的绿色信号G的积分值的显示。要素显示11a和11b的长度分别随着相应
的积分值的变化而改变。

在图4(a)中,第一要素显示11a和第二要素显示11b由不同的斜线
表示,以彼此区分,但是可以在实际的屏幕上不彼此区分。即,第一要素
显示11a和第二要素显示11b增加到其上的条状图的长度被构造为通过显
示在取景器106上的屏幕理解该长度。随着第一要素显示11a和第二要素
显示11b增加到其上的条状图的长度变长,在所拍摄的图像的聚焦判定区
域内的高频成分增加,并且因此示出了接近与恰好对焦状态的状态。

操作聚焦的摄影师通过在确认取景器106上的显示的同时操作镜头设
备200的聚焦环来调整条状图的长度,以使得条状图的长度最大,其中第
一要素显示11a和第二要素显示11b增加到该条状图上。

在实际屏幕上,第二要素显示11b是对应于最高频成分的要素并且其
水平响应于聚焦环的操作而相对快速地改变。另一方面,第一要素显示
11a是对应于比第二要素显示11b更低的中间波段的频率成分的检测的要
素,并且其水平相比于第二要素显示11b较慢地改变。因此,聚焦状态某
种程度上由第一要素显示11a示出并且精确的聚焦状态由第二要素显示
11b示出。因此,通过增加和显示该要素可以实现满意的显示形式。

作为显示聚焦条的模式,可以准备仅显示第一要素显示11a和第二要
素显示11b中一者的模式。如图4(b)所示,例如,显示与由G亮度归一
化单元116归一化的绿色信号G的积分值相对应的要素显示12a的聚焦条
12可以被显示在取景器106上。

此外,可以显示仅具有与由峰最大值选择单元114选择的颜色的积分
值相对应的要素的条状图。

例如,通过聚焦条产生单元117的聚焦条的处理来选择显示模式,聚
焦条产生单元117为处理聚焦条的显示的单元。

如上所述,通过显示根据成像设备100的取景器106的亮度的积分值
变化的聚焦条,可以简单并令人满意地实现被构造为辅助聚焦操作的引导
显示。如图1所示,通过对各个颜色成分进行检测及积分并且基于峰选择
或比率来执行归一化,可以相对简单地实现显示聚焦条的处理。

4.自动聚焦的应用示例

在上述实施例中,已经应用了检测聚焦状态并显示该聚焦状态的处
理。此外,安装在成像设备上的镜头设备的聚焦透镜可以基于所检测到的
聚焦状态来驱动并且可以执行自动聚焦调整。

图5是示出了执行自动聚焦调整的成像设备100’的构造的示例的图。

如在图1中描述的成像设备100中,成像设备100’包括R检测区域
积分单元111、G检测区域积分单元112、B检测区域积分单元113以及峰
最大值选择单元114。峰最大值选择单元114获得具有最高值的颜色的积
分值。成像设备100’还包括RGB亮度比率计算单元115和G亮度归一化
单元116以获得归一化的绿色信号G的积分值。

由峰最大值选择单元114选择的积分值和由G亮度归一化单元116归
一化的积分值被提供给聚焦条产生单元117并且被提供给聚焦状态判断单
元118。

成像设备100’与图1中描述的成像设备100的差异在于成像设备
100’包括聚焦状态判断单元118。聚焦状态判断单元118是基于聚焦状态
的判断结果控制自动聚焦调整的聚焦处理单元。即,聚焦状态判断单元
118将指令发送到安装到成像设备100’上的镜头设备200’的镜头驱动单
元202,以驱动透镜201中的聚焦透镜并且执行自动聚焦调整。

为了执行自动聚焦调整,聚焦状态判断单元118确定通过将由峰最大
值选择单元114选择的积分值与由G亮度归一化单元116归一化的积分值
相加获得的加法值。之后,聚焦透镜被驱动以使得加法值最大。

图5中示出的成像设备100’的其他构造与图1中示出的成像设备
100相同。

在图5的示例中,显示在取景器106上的聚焦条以及被执行来控制聚
焦透镜的自动聚焦控制都由聚焦条产生单元117和聚焦状态判断单元118
执行。此外,成像设备还可以被构造为使得不设置聚焦条产生单元117并
且仅执行自动聚焦控制。

即使在聚焦状态判断单元118判定聚焦状态时,只有由峰最大值选择
单元114选择的积分值和由G亮度归一化单元116归一化的积分值中的一
者可以被用于自动聚焦控制。

5.修改示例

在图1和图5中示出的成像设备中,专用的电路块基于成像信号执行
处理,诸如所检测到的各个颜色的信号的积分以及比率的计算。另一方
面,例如,可以设置计算成像信号的计算处理单元以在计算处理单元中执
行获得具有最高值的颜色的积分值的处理以及获得归一化的绿色信号G的
积分值的处理。这些处理可以通过在计算处理单元上安装与图1中示出的
构造执行相同处理的软件(程序)来实现。

在上述实施例中,已经描述了其中图像传感器101a具有处于拜耳排列
的获得红色信号的像素、获得绿色信号的像素和获得蓝色信号的像素的示
例。此外,在实施例中描述的聚焦状态检测处理可以被应用到包括具有每
种颜色的像素的不同图像传感器(即,所谓的三板式图像传感器)的成像
设备。

图2中示出的图像传感器101a的像素排列仅为示例,并且可以应用其
他像素排列。

已经描述了把红色、绿色和蓝色(加法混合的三原色)的信号的像素
布置在相同的图像传感器101a中。该示例也可以应用到布置了减法混色的
三原色的像素的图像传感器。在减法补色的三原色的情况下,也可以通过
利用最窄的像素排列节距以与另一个颜色的比率将颜色信号归一化来执行
相同的处理。

在上述实施例中,已经描述了由条状图来执行引导显示的示例。然
而,例如,通过将由峰最大值选择单元114选择的积分值与由G亮度归一
化单元116归一化的积分值相加而获得的加法值可以以另一种形式显示,
诸如数字值显示。

本公开的实施例可以如下所述地实现。

(1)一种成像设备,包括:成像单元,其利用具有第一颜色的像
素、第二颜色的像素和第三颜色的像素的图像传感器执行成像;亮度比率
计算单元,其对于在由所述成像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的
所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每一者的亮度分别进行积
分并且计算各颜色的亮度的积分值之间的比率;亮度归一化单元,其按照
由所述亮度比率计算单元计算的亮度的积分值之间的比率,对在由所述成
像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的所述第一颜色的亮度的积分值
进行归一化;以及显示处理单元,其执行与由所述亮度归一化单元归一化
的亮度的积分值相对应的显示。

(2)在(1)中描述的成像设备还包括:颜色积分单元,其对于由所
述成像单元输出的成像信号的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜
色的每一者的亮度分别进行积分;以及最大值选择单元,其选择由所述颜
色积分单元获得的积分值中的最高的积分值。当由所述最大值选择单元选
择的积分值被提供到所述显示处理单元时,所述显示处理单元执行与经归
一化的所述亮度的积分值和所选择的亮度的积分值相对应的引导显示。

(3)在(1)或(2)中描述的成像设备,显示处理单元在屏幕上执
行显示具有与通过将经归一化的亮度的积分值和所选择的亮度的积分值相
加而获得的加法值相对应的长度的图像。

(4)在(1)到(3)的任一项中描述的成像设备,图像传感器是其
中所述第一颜色的像素在水平方向上的像素数目与所述第二颜色的像素和
所述第三颜色的像素的每一者在水平方向上的像素数目不同的传感器。

(5)在(1)到(4)的任一项中描述的成像设备,其中,所述图像
传感器是其中红色像素、绿色像素和蓝色像素排列为拜耳排列或者变形的
拜耳排列的传感器。由所述亮度归一化单元归一化的所述第一颜色的亮度
的积分值是绿色的亮度的积分值。

(6)在(1)到(5)的任一项中描述的成像设备还包括:聚焦处理
单元,其基于由所述亮度归一化单元获得的所述第一颜色的亮度的积分值
来驱动布置在入射到所述图像传感器上的图像光的光路中的聚焦透镜。

应当注意,本领域技术人员可以根据设计需要和其他因素进行各种修
改、结合、分解和替换,只要它们在本发明的权利要求及其等同含义的范
围内。

本公开含有2011年5月18日递交给日本专利局的日本优先专利申请
JP 2011-111433中公开的主题,通过引用将其全部结合在这里。

成像设备和成像方法.pdf_第1页
第1页 / 共16页
成像设备和成像方法.pdf_第2页
第2页 / 共16页
成像设备和成像方法.pdf_第3页
第3页 / 共16页
点击查看更多>>
资源描述

《成像设备和成像方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《成像设备和成像方法.pdf(16页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

1、(10)申请公布号 CN 102790858 A (43)申请公布日 2012.11.21 C N 1 0 2 7 9 0 8 5 8 A *CN102790858A* (21)申请号 201210153773.4 (22)申请日 2012.05.11 2011-111433 2011.05.18 JP H04N 5/232(2006.01) H04N 9/04(2006.01) (71)申请人索尼公司 地址日本东京都 (72)发明人大庭裕二 (74)专利代理机构北京东方亿思知识产权代理 有限责任公司 11258 代理人李晓冬 (54) 发明名称 成像设备和成像方法 (57) 摘要 本发明提供。

2、了成像设备和成像方法,该成像 设备包括:成像单元,其利用具有第一、第二和第 三颜色的像素的图像传感器执行成像;亮度比率 计算单元,其对于在由成像单元输出的成像信号 的聚焦判定区域内的第一、第二和第三颜色的每 一者的亮度分别进行积分并且计算各颜色的亮 度的积分值之间的比率;亮度归一化单元,其按 照由亮度比率计算单元计算的亮度的积分值之间 的比率,对在由成像单元输出的成像信号的聚焦 判定区域内的第一颜色的亮度的积分值进行归一 化;显示处理单元,其执行与由亮度归一化单元 归一化的亮度的积分值相对应的显示。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 (19)中华。

3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 5 页 1/2页 2 1.一种成像设备,包括: 成像单元,其利用具有第一颜色的像素、第二颜色的像素和第三颜色的像素的图像传 感器执行成像; 亮度比率计算单元,其对于在由所述成像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的所 述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每一者的亮度分别进行积分并且计算这些颜 色的亮度的积分值之间的比率; 亮度归一化单元,其按照由所述亮度比率计算单元计算的亮度的积分值之间的比率, 对在由所述成像单元输出的成像信号的聚焦判定区域内的所述第一颜色的亮度的积分值 进行归一化;以及 显示处理单元。

4、,其执行与由所述亮度归一化单元进行了归一化的亮度的积分值相对应 的显示。 2.根据权利要求1所述的成像设备,还包括: 颜色积分单元,其对于由所述成像单元输出的成像信号的所述第一颜色、所述第二颜 色和所述第三颜色的每一者的亮度分别进行积分;以及 最大值选择单元,其选择由所述颜色积分单元获得的积分值中的最高的积分值, 其中,当由所述最大值选择单元选择的积分值被提供给所述显示处理单元时,所述显 示处理单元执行与经归一化的所述亮度的积分值和所选择的亮度的积分值相对应的引导 显示。 3.根据权利要求2所述的成像设备,其中,所述显示处理单元在屏幕上执行显示下述 图形的处理:该图形具有与通过将经归一化的亮度。

5、的积分值和所选择的亮度的积分值相加 而获得的值相对应的长度。 4.根据权利要求1所述的成像设备,其中,在所述图像传感器中,所述第一颜色的像素 在水平方向上的像素数目与所述第二颜色的像素和所述第三颜色的像素在水平方向上的 像素数目不同。 5.根据权利要求4所述的成像设备, 其中,在所述图像传感器中,红色像素、绿色像素和蓝色像素排列为拜耳排列或者变形 的拜耳排列,并且 由所述亮度归一化单元进行了归一化的所述第一颜色的亮度的积分值是绿色的亮度 的积分值。 6.根据权利要求1所述的成像设备,还包括: 聚焦处理单元,其基于由所述亮度归一化单元获得的所述第一颜色的亮度的积分值, 来对布置在入射到所述图像传。

6、感器上的图像光的光路中的聚焦透镜进行驱动。 7.一种成像方法,包括: 对于在通过利用图像传感器进行成像而获得的成像信号的聚焦判定区域内的第一颜 色、第二颜色和第三颜色的每一者的亮度分别进行积分,并计算这些颜色的亮度的积分值 之间的比率,所述图像传感器具有所述第一颜色的像素、所述第二颜色的像素和所述第三 颜色的像素; 按照这些颜色的亮度的积分值之间的比率,对在从所述成像信号获得的聚焦判定区域 内的所述第一颜色的亮度的积分值进行归一化;以及 权 利 要 求 书CN 102790858 A 2/2页 3 执行与所述第一颜色的亮度的积分值相对应的引导显示。 8.根据权利要求7所述的成像方法,还包括: 。

7、对于所述成像信号的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每一者的亮度分 别进行积分,并且选择这些积分值中的最高积分值;以及 其中,执行与经归一化的所述第一颜色的积分值和所述最高积分值相对应的引导显 示。 权 利 要 求 书CN 102790858 A 1/8页 4 成像设备和成像方法 技术领域 0001 本发明涉及成像设备和成像方法,并且更具体地,涉及在执行成像时的聚焦调整 技术。 背景技术 0002 在用于广播或商业用途的成像设备(视频摄相机)中,由反映了摄影师意图的的 手动聚焦操作来频繁地执行聚焦调整。一些执行手动聚焦操作的成像设备在取景器上显示 用于聚焦调整的辅助,使得摄影师可以容易。

8、地操作聚焦。例如,成像设备执行从视频信号的 亮度信号提取高频成分、产生边缘增强信号以及向该亮度信号增加边缘增强信号的处理。 因此,当在取景器上显示摄像图像中的增强边缘时,摄影师可以容易地在取景器上确认边 缘部分的聚焦调整状态。 0003 此外,当由成像设备拍摄的图像的聚焦调整状态由数字值、图标等在取景器上定 量地显示时,摄影师可以在手动调整聚焦时容易地确认聚焦状态。当由数字值等显示聚焦 调整状态时,例如,检测通过成像获得的亮度信号的高频成分并且显示所检测到的值。 0004 日本未审查专利申请公报No.2010-135865公开了在取景器上显示边缘部分增强 的图像的技术。 发明内容 0005 近。

9、年来,成像设备的单板(single plate)型图像传感器已经发展为:像素的颜色 排列是专门的排列方式(诸如拜耳(Bayer)排列),以实现高分辨率。通过具有专门像素排 列的构造的图像传感器的成像而获得的成像信号中,每个颜色的像素的数目、布置间隔等 不同。这种成像信号具有可能不能在相同条件下检测每个颜色的亮度成分的问题。因此, 在仅检测到由图像传感器输出的每个颜色的信号的亮度水平时,可能产生不能显示正确的 聚焦调整状态的问题。 0006 例如,在具有拜耳排列的构造的图像传感器中,绿色像素的数目大于红色或蓝色 像素的数目。因此,当在相同条件下检测每个颜色的亮度成分时,在拍摄绿色对象时检测到 相。

10、对高的亮度成分。另一方面,当拍摄红色或蓝色对象时,尽管聚焦状态与拍摄绿色对象的 状态相同,亮度成分的检测水平仍可能被降低。因此,因为亮度的检测水平可能根据将要拍 摄的对象的颜色而改变,所以难以在不具有颜色依赖性的状态下检测正确的聚焦状态。在 现有技术中,为了在不具有颜色依赖性的状态下检测正确的聚焦状态,需要大尺寸和复杂 的电路并且必须执行在大尺寸电路中消耗许多电力的处理。因此,根据现有技术的成像设 备是不期望的。 0007 迄今为止,已经描述了手动聚焦操作中的聚焦调整所具有的问题。然而,即使当 在执行自动聚焦调整的成像设备中检测聚焦状态时,可能在执行正确的检测时发生相同问 题。 0008 期望。

11、提供能够从通过成像获得的信号简单地并良好地检测聚焦调整状态的成像 说 明 书CN 102790858 A 2/8页 5 设备和成像方法。 0009 根据本发明的实施例,对于在通过利用图像传感器(该图像传感器具有第一、第 二和第三颜色的像素)进行拍摄而获得的成像信号的聚焦判定区域内的第一、第二和第三 颜色的每一者的亮度进行积分,并且计算这些颜色的亮度的积分值之间的亮度比率。按照 计算出的各颜色的积分值之间的亮度比率,对在从成像信号获得的聚焦判定区域内的第一 颜色的亮度的积分值进行归一化。执行与第一颜色的亮度的积分值相对应的引导显示。 0010 因此,聚焦判定区域内的特定颜色的亮度的积分值的变动状。

12、态被显示在屏幕(诸 如取景器)上。可以通过调整焦点以使得所显示的积分值最高来获得恰好聚焦的状态。在 这种情况下,特定颜色的亮度的积分值被按照各颜色的亮度的积分值之间的比率来归一 化,并且经归一化的积分值被用于显示。因此,无论所拍摄的对象的颜色如何,都可以实现 稳定的显示。 0011 根据本公开的实施例,基于通过以各颜色的积分值之间的亮度比率把特定颜色的 亮度的积分值归一化而获得的值来显示聚焦调整状态,所以可以显示稳定的聚焦状态,而 不依赖于对象的颜色。 附图说明 0012 图1是示出了根据本公开的实施例的成像设备的构造的图; 0013 图2的(a)和图2的(b)是示出了根据本公开的实施例的成像。

13、设备的图像传感器 的像素排列的图; 0014 图3是示出了根据本公开的实施例的颜色成分的亮度水平的示例的图; 0015 图4的(a)和图4的(b)是示出了根据本公开的实施例的显示屏的示例的图;并 且 0016 图5是示出了根据本公开的另一个实施例(执行自动聚焦调整的实施例)的成像 设备的构造的图。 具体实施方式 0017 将会按照以下顺序描述本公开的实施例。 0018 1.成像设备的构造的示例(图1) 0019 2.图像传感器的像素排列的示例(图2(a)和图2(b) 0020 3.成像设备的处理和显示的示例(图3、图4(a)和图4(b) 0021 4.自动聚焦的应用示例(图5) 0022 5.。

14、修改示例 0023 1.成像设备的构造的示例 0024 将会参照图1描述根据本公开的实施例(下文中称作为“本示例”)的成像设备的 构造。 0025 图1是示出了根据本公开的实施例的成像设备的构造的图。 0026 成像设备100包括成像单元101,该成像单元101包括图像传感器101a以及从图 像传感器101a读取成像信号的电路。包括透镜201的镜头设备200被安装在成像设备100 上。图1示出了由单个透镜构成的透镜201。实际上,透镜201由多个(多组)透镜构成。 说 明 书CN 102790858 A 3/8页 6 镜头设备200包括用于调整聚焦的变焦环。当摄影师旋转变焦环时,焦距调整透镜的。

15、位置 移动,使得可以调整聚焦。 0027 成像单元101的图像传感器101a将经由透镜201入射到成像表面上的图像光转 换为电子成像信号。 0028 图像传感器101a是被称为单板型图像传感器的单图像传感器。红色像素、绿色像 素和蓝色像素布置在单个图像传感器101a的成像表面上。各种类型的图像传感器(诸如 CCD图像传感器或CMOS图像传感器)可以用作图像传感器101a的类型。之后将会描述图 像传感器101a的像素排列的示例。 0029 由成像单元101获得的成像信号被提供给成像信号处理单元102。由成像单元 101输出的成像信号是所谓的原始数据,作为在没有转换的状态下从图像传感器101a读取。

16、 的成像信号。因此,由成像单元101输出的成像信号是把从红色像素获得的红色信号R、从 绿色像素获得的绿色信号G和从蓝色像素获得的蓝色信号B混合以对应于图像传感器101a 的像素排列的信号。 0030 当成像设备的每个信号处理系统被数字化时,数字化的原始数据可以从成像单元 101输出并且可以被提供给成像信号处理单元102。 0031 成像信号处理单元102对于所提供的成像信号执行各种处理以形成合适的成像 信号。例如,成像信号处理单元102执行处理,例如伽马校正和白平衡调整。此外,由成像 信号处理单元102处理的成像信号被提供给图像格式转换单元103并且被转换为具有预定 格式的图像数据。之后,由图。

17、像格式转换单元103转换的图像数据被从图像信号输出端子 104输出到外部。成像设备100进一步包括原始数据输出端子107,因此提供给成像信号处 理单元102的原始数据可以被从原始数据输出端子107在不经过转换的状态下输出到外 部。 0032 图像格式转换单元103执行转换以获得由取景器106显示的图像数据并且将经转 换的图像数据提供给显示处理单元105。显示处理单元105处理所提供的图像数据并且在 取景器106上显示经处理的图像数据。在这种情况下,由下文中描述的聚焦条产生单元117 产生的聚焦条信号被提供给显示处理单元105,并且被称作为聚焦条的的图被显示在显示 于取景器106上的摄像图像上。。

18、之后将会描述聚焦条的具体示例。 0033 由成像单元101输出的成像信号(原始数据)被提供给R检测区域积分单元111、 G检测区域积分单元112和B检测区域积分单元113。 0034 R检测区域积分单元111检测聚焦判定区域内的成像信号的红色信号R的高频亮 度成分并且将所检测到的亮度值积分。G检测区域积分单元112检测聚焦判定区域内的成 像信号的绿色信号G的高频亮度成分并且将所检测到的亮度值积分。B检测区域积分单元 113检测聚焦判定区域内的成像信号的蓝色信号B的高频亮度成分并且将所检测到的亮度 值积分。如下文描述的,当从图像传感器101a的像素排列确定的亮度成分的波段在各个颜 色中改变时,亮。

19、度成分的波段被处理为具有相同的条件。具体地,当图像传感器101a具有 下文描述的图2(a)中示出的标准拜耳排列时,由G检测区域积分单元112检测的绿色信号 G被处理为在每个像素中消弱的信号,以使其与其他颜色信号R和B具有相同波段(像素间 隔)。 0035 对于由成像单元101拍摄的一个帧的每个成像信号,在聚焦判定区域内在信号上 说 明 书CN 102790858 A 4/8页 7 执行R检测区域积分单元111、G检测区域积分单元112和B检测区域积分单元113的亮度 值积分。 0036 由成像设备100的控制单元(未示出)设置聚焦判定区域。例如,成像屏的中央 附近的周围被设置为聚焦判定区域并且。

20、检测在聚焦判定区域内的聚焦状态。成像屏内的聚 焦判定区域的范围可以例如由用户操作设置。 0037 由积分单元111、112和113获得的积分值被提供给峰最大值选择单元114。之后, 峰最大值选择单元114选择具有最大值的颜色的积分值。之后,由峰最大值选择单元114 选择的颜色的积分值被提供给聚焦条产生单元117。 0038 由成像单元101输出的成像信号被提供给RGB亮度比率计算单元115。RGB亮度 比率计算单元115将聚焦判定区域内的成像信号的红色信号R的积分值、绿色信号G的积 分值和蓝色信号B的积分值彼此比较,并且计算三种颜色的积分值的比率。例如,对于由成 像单元101拍摄的一个帧的每个。

21、成像信号来计算积分值的比率。关于由RGB亮度比率计算 单元115计算的比率的数据被提供给G亮度归一化单元116。 0039 由成像单元101输出的成像信号的绿色信号G被提供给G亮度归一化单元116。G 亮度归一化单元116计算在聚焦判定区域内的绿色信号G的高频的积分值,并且根据关于 从RGB亮度比率计算单元115提供的比率的数据,将所计算的积分值归一化。也对于每一 帧执行由G亮度归一化单元116计算的积分值的计算和归一化处理。 0040 之后,将会描述在G亮度归一化单元116中基于关于比率的数据进行的归一化处 理。基于关于比率的数据,当绿色信号G的积分值在三个颜色中最高时,由G亮度归一化单 元。

22、116获得的绿色信号G的积分值在没有改变的状态下被设置为归一化的数据。当红色信 号R的积分值在三种颜色中最高时,基于红色信号R的积分值与绿色信号G的积分值之间 的比率来计算绿色信号G的积分值。例如,当红色信号R的积分值与绿色信号G的积分值 的比率为21并且因此红色成分是绿色成分的两倍时,执行归一化使得绿色信号G的积 分值翻倍。 0041 类似地,当蓝色信号B的积分值在三种颜色中最高时,基于蓝色信号B的积分值与 绿色信号G的积分值之间的比率来计算绿色信号G的积分值。 0042 由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号G的积分值被提供给聚焦条产生单元 117。 0043 聚焦条产生单元117执行产。

23、生显示信号的显示处理,该显示信号被构造为显示出 表示所拍摄的图像的聚焦状态的条状图。即,基于通过将由峰最大值选择单元114选择的 颜色的积分值增加到由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号G的积分值而获得的值, 聚焦条产生单元117设置条状图的长度。之后,聚焦条产生单元117产生构造为显示具有 所设长度的条状图的条状图显示信号。 0044 由聚焦条产生单元117产生的条状图显示信号被提供给显示处理单元105。条状 图显示信号被叠加到提供给取景器106的显示信号上,以在取景器106上显示条状图。 0045 2.图像传感器的像素排列的示例 0046 图2(a)和图2(b)是示出了成像单元101的图。

24、像传感器101a的像素排列的示例 的图。在图2(a)中,R表示获得红色信号R的像素,G表示获得绿色信号G的像素并且B表 示获得蓝色信号B的像素。在图2(a)和图2(b)中示出的像素排列中,附图中的横向和纵 说 明 书CN 102790858 A 5/8页 8 向分别是水平方向和竖直方向。 0047 图2(a)示出了标准拜耳排列的示例。在标准拜耳排列中,获得红色信号R的像素 和获得绿色信号G的像素沿着一根给定的水平线并排交替布置。此外,获得蓝色信号B的 像素和获得绿色信号G的像素沿着与上述水平线相邻的水平线并排交替布置。在存在获得 红色信号R的像素的水平线中获得绿色信号G的像素的布置位置以及在存。

25、在获得蓝色信号 B的像素的水平线中获得绿色信号G的像素的布置位置偏移一个像素。 0048 因此,在具有图2(a)中示出的标准拜耳排列的图像传感器的情况下,当在竖直方 向上彼此相邻的两个水平线被设置为单元时,获得绿色信号G的像素的最小布置间隔Pg与 像素之间的布置节距相同。另一方面,获得红色信号R的像素的最小布置间隔Pr和获得蓝 色信号B的像素的最小布置间隔Pb是两个像素节距,其为绿色最小布置间隔Pg的两倍。 0049 包括在成像信号(原始数据)中的颜色成分的高频成分的波段由各个颜色的像素 的水平方向上的最小布置间隔Pr、Pg和Pb确定。具体地,绿色信号G被构造为以一个像素 节距检测的信号。红色。

26、信号R和蓝色信号B被构造为以两个像素节距检测的信号。当这些 像素节距在没有改变的状态下被直接反映在成像信号的频带上时,绿色信号G具有其他颜 色信号R和B的两倍的频率成分。 0050 图2(b)示出了拜耳排列变化形式的双拜耳排列的图像传感器的像素排列的示 例。在双拜耳排列中,每根水平线中的像素的布置位置都移动了1/2像素。 0051 获得红色信号R的像素和获得蓝色信号B的像素在给定的一根水平线中交替地并 排布置。只有获得绿色信号G的像素被布置在与其中布置了红色像素和蓝色像素的水平线 相邻的水平线中。 0052 即使在双拜耳排列中,绿色信号G被构造为以一个像素节距检测的信号,并且红 色信号R和蓝色。

27、信号B被构造为以两个像素节距检测的信号,如标准拜耳排列中那样。 0053 例如,具有图2(a)中示出的标准拜耳阵列的图像传感器被应用到成像单元101的 图像传感器101a。此外,图2(a)和图2(b)中示出的像素排列仅为示例,并且可以应用其他 像素排列。 0054 3.成像设备的处理和显示的示例 0055 之后,将会描述在根据本示例的成像设备100执行成像时聚焦条显示在取景器 106上的处理示例。 0056 由显示信号示出的条状图是具有与通过将由峰最大值选择单元114选择的颜色 的积分值增加到由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号G的积分值而获得的值相对应 的长度的图,该显示信号由聚焦条产生。

28、单元117产生。 0057 由峰最大值选择单元114选择的颜色的积分值是从成像信号获得的亮度值的积 分值对于该颜色最大的颜色的积分值。因此,通过将通过对物体成像获得的成像信号中的 局域颜色的信号积分获得的值变为条纹图的长度的一个要素。 0058 由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号G的积分值(其为条状图的长度的另 一个要素)被用于显示条状图,因为绿色信号G是具有最高频率成分的信号。即,如关于图 2(a)中示出的拜耳排列所描述的,由于水平方向上的最小布置间隔Pr、Pg和Pb,绿色信号 G具有其他颜色信号R和B的两倍的频率成分。当表示聚焦状态的聚焦条示出了成像信号 的高频成分的量时,可以高精确。

29、度地引导当前聚焦调整状态。 说 明 书CN 102790858 A 6/8页 9 0059 使用包括最高频成分的绿色信号G的积分值示出高频成分的量。然而,根据所拍 摄的对象,可以考虑其中包括在成像信号中的绿色信号G较小的情况。例如,在拍摄红色对 象时获得的成像信号中,绿色信号G被检测为水平相对低的信号并且红色信号R被检测为 水平相对高的信号。然而,实际上,无论所拍摄的对象的颜色如何,很少仅检测具体的颜色 成分,并且三种颜色成分被检测为具有相应水平的成分。 0060 图3示出了在拍摄有大量红色成分的物体时颜色信号R、G和B的频率的水平的示 例。红色信号R的峰值亮度水平Yr高于绿色信号G的峰值亮度。

30、水平Yg和蓝色信号B的峰 值亮度水平Yb。 0061 因此,当拍摄有大量红色成分的物体时,通过G亮度归一化单元116的归一化,绿 色信号G的积分值被按照红色信号和绿色信号的比率归一化,并且因此当红色被检测为高 频成分时可以获得红色信号的积分值。因此,即使在拍摄具有条状图的长度的一个要素的 给定颜色的对象时,示出了在以一个像素节距检测颜色成分时获得的高频成分。 0062 图4(a)和图4(b)是示出了条状图的显示示例的图。 0063 如图4(a)所示,在屏幕10的下部中将具有相对不显眼的颜色(诸如白色)来显 示具有给定长度的聚焦条11。在聚焦条11内,第一要素显示11a和第二要素显示11b由 相。

31、对引人注意的颜色(诸如绿色或黑色)示出。第一要素显示11a是对应于由峰最大值选 择单元114选择的颜色的积分值的显示。第二要素显示11b是对应于由G亮度归一化单元 116归一化的绿色信号G的积分值的显示。要素显示11a和11b的长度分别随着相应的积 分值的变化而改变。 0064 在图4(a)中,第一要素显示11a和第二要素显示11b由不同的斜线表示,以彼此 区分,但是可以在实际的屏幕上不彼此区分。即,第一要素显示11a和第二要素显示11b增 加到其上的条状图的长度被构造为通过显示在取景器106上的屏幕理解该长度。随着第一 要素显示11a和第二要素显示11b增加到其上的条状图的长度变长,在所拍摄。

32、的图像的聚 焦判定区域内的高频成分增加,并且因此示出了接近与恰好对焦状态的状态。 0065 操作聚焦的摄影师通过在确认取景器106上的显示的同时操作镜头设备200的聚 焦环来调整条状图的长度,以使得条状图的长度最大,其中第一要素显示11a和第二要素 显示11b增加到该条状图上。 0066 在实际屏幕上,第二要素显示11b是对应于最高频成分的要素并且其水平响应于 聚焦环的操作而相对快速地改变。另一方面,第一要素显示11a是对应于比第二要素显示 11b更低的中间波段的频率成分的检测的要素,并且其水平相比于第二要素显示11b较慢 地改变。因此,聚焦状态某种程度上由第一要素显示11a示出并且精确的聚焦。

33、状态由第二 要素显示11b示出。因此,通过增加和显示该要素可以实现满意的显示形式。 0067 作为显示聚焦条的模式,可以准备仅显示第一要素显示11a和第二要素显示11b 中一者的模式。如图4(b)所示,例如,显示与由G亮度归一化单元116归一化的绿色信号 G的积分值相对应的要素显示12a的聚焦条12可以被显示在取景器106上。 0068 此外,可以显示仅具有与由峰最大值选择单元114选择的颜色的积分值相对应的 要素的条状图。 0069 例如,通过聚焦条产生单元117的聚焦条的处理来选择显示模式,聚焦条产生单 元117为处理聚焦条的显示的单元。 说 明 书CN 102790858 A 7/8页 。

34、10 0070 如上所述,通过显示根据成像设备100的取景器106的亮度的积分值变化的聚焦 条,可以简单并令人满意地实现被构造为辅助聚焦操作的引导显示。如图1所示,通过对各 个颜色成分进行检测及积分并且基于峰选择或比率来执行归一化,可以相对简单地实现显 示聚焦条的处理。 0071 4.自动聚焦的应用示例 0072 在上述实施例中,已经应用了检测聚焦状态并显示该聚焦状态的处理。此外,安装 在成像设备上的镜头设备的聚焦透镜可以基于所检测到的聚焦状态来驱动并且可以执行 自动聚焦调整。 0073 图5是示出了执行自动聚焦调整的成像设备100的构造的示例的图。 0074 如在图1中描述的成像设备100中。

35、,成像设备100包括R检测区域积分单元111、 G检测区域积分单元112、B检测区域积分单元113以及峰最大值选择单元114。峰最大值 选择单元114获得具有最高值的颜色的积分值。成像设备100还包括RGB亮度比率计算 单元115和G亮度归一化单元116以获得归一化的绿色信号G的积分值。 0075 由峰最大值选择单元114选择的积分值和由G亮度归一化单元116归一化的积分 值被提供给聚焦条产生单元117并且被提供给聚焦状态判断单元118。 0076 成像设备100与图1中描述的成像设备100的差异在于成像设备100包括聚焦 状态判断单元118。聚焦状态判断单元118是基于聚焦状态的判断结果控制。

36、自动聚焦调整 的聚焦处理单元。即,聚焦状态判断单元118将指令发送到安装到成像设备100上的镜头 设备200的镜头驱动单元202,以驱动透镜201中的聚焦透镜并且执行自动聚焦调整。 0077 为了执行自动聚焦调整,聚焦状态判断单元118确定通过将由峰最大值选择单元 114选择的积分值与由G亮度归一化单元116归一化的积分值相加获得的加法值。之后,聚 焦透镜被驱动以使得加法值最大。 0078 图5中示出的成像设备100的其他构造与图1中示出的成像设备100相同。 0079 在图5的示例中,显示在取景器106上的聚焦条以及被执行来控制聚焦透镜的自 动聚焦控制都由聚焦条产生单元117和聚焦状态判断单。

37、元118执行。此外,成像设备还可 以被构造为使得不设置聚焦条产生单元117并且仅执行自动聚焦控制。 0080 即使在聚焦状态判断单元118判定聚焦状态时,只有由峰最大值选择单元114选 择的积分值和由G亮度归一化单元116归一化的积分值中的一者可以被用于自动聚焦控 制。 0081 5.修改示例 0082 在图1和图5中示出的成像设备中,专用的电路块基于成像信号执行处理,诸如所 检测到的各个颜色的信号的积分以及比率的计算。另一方面,例如,可以设置计算成像信号 的计算处理单元以在计算处理单元中执行获得具有最高值的颜色的积分值的处理以及获 得归一化的绿色信号G的积分值的处理。这些处理可以通过在计算处。

38、理单元上安装与图1 中示出的构造执行相同处理的软件(程序)来实现。 0083 在上述实施例中,已经描述了其中图像传感器101a具有处于拜耳排列的获得红 色信号的像素、获得绿色信号的像素和获得蓝色信号的像素的示例。此外,在实施例中描述 的聚焦状态检测处理可以被应用到包括具有每种颜色的像素的不同图像传感器(即,所谓 的三板式图像传感器)的成像设备。 说 明 书CN 102790858 A 10 8/8页 11 0084 图2中示出的图像传感器101a的像素排列仅为示例,并且可以应用其他像素排 列。 0085 已经描述了把红色、绿色和蓝色(加法混合的三原色)的信号的像素布置在相同 的图像传感器101。

39、a中。该示例也可以应用到布置了减法混色的三原色的像素的图像传感 器。在减法补色的三原色的情况下,也可以通过利用最窄的像素排列节距以与另一个颜色 的比率将颜色信号归一化来执行相同的处理。 0086 在上述实施例中,已经描述了由条状图来执行引导显示的示例。然而,例如,通过 将由峰最大值选择单元114选择的积分值与由G亮度归一化单元116归一化的积分值相加 而获得的加法值可以以另一种形式显示,诸如数字值显示。 0087 本公开的实施例可以如下所述地实现。 0088 (1)一种成像设备,包括:成像单元,其利用具有第一颜色的像素、第二颜色的像 素和第三颜色的像素的图像传感器执行成像;亮度比率计算单元,其。

40、对于在由所述成像单 元输出的成像信号的聚焦判定区域内的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每 一者的亮度分别进行积分并且计算各颜色的亮度的积分值之间的比率;亮度归一化单元, 其按照由所述亮度比率计算单元计算的亮度的积分值之间的比率,对在由所述成像单元输 出的成像信号的聚焦判定区域内的所述第一颜色的亮度的积分值进行归一化;以及显示处 理单元,其执行与由所述亮度归一化单元归一化的亮度的积分值相对应的显示。 0089 (2)在(1)中描述的成像设备还包括:颜色积分单元,其对于由所述成像单元输 出的成像信号的所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色的每一者的亮度分别进行积 分;以及最大值选择单元。

41、,其选择由所述颜色积分单元获得的积分值中的最高的积分值。当 由所述最大值选择单元选择的积分值被提供到所述显示处理单元时,所述显示处理单元执 行与经归一化的所述亮度的积分值和所选择的亮度的积分值相对应的引导显示。 0090 (3)在(1)或(2)中描述的成像设备,显示处理单元在屏幕上执行显示具有与通过 将经归一化的亮度的积分值和所选择的亮度的积分值相加而获得的加法值相对应的长度 的图像。 0091 (4)在(1)到(3)的任一项中描述的成像设备,图像传感器是其中所述第一颜色的 像素在水平方向上的像素数目与所述第二颜色的像素和所述第三颜色的像素的每一者在 水平方向上的像素数目不同的传感器。 009。

42、2 (5)在(1)到(4)的任一项中描述的成像设备,其中,所述图像传感器是其中红色 像素、绿色像素和蓝色像素排列为拜耳排列或者变形的拜耳排列的传感器。由所述亮度归 一化单元归一化的所述第一颜色的亮度的积分值是绿色的亮度的积分值。 0093 (6)在(1)到(5)的任一项中描述的成像设备还包括:聚焦处理单元,其基于由所 述亮度归一化单元获得的所述第一颜色的亮度的积分值来驱动布置在入射到所述图像传 感器上的图像光的光路中的聚焦透镜。 0094 应当注意,本领域技术人员可以根据设计需要和其他因素进行各种修改、结合、分 解和替换,只要它们在本发明的权利要求及其等同含义的范围内。 0095 本公开含有2011年5月18日递交给日本专利局的日本优先专利申请JP 2011-111433中公开的主题,通过引用将其全部结合在这里。 说 明 书CN 102790858 A 11 1/5页 12 图1 说 明 书 附 图CN 102790858 A 12 2/5页 13 图2 说 明 书 附 图CN 102790858 A 13 3/5页 14 图3 说 明 书 附 图CN 102790858 A 14 4/5页 15 图4 说 明 书 附 图CN 102790858 A 15 5/5页 16 图5 说 明 书 附 图CN 102790858 A 16 。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 电学 > 电通信技术


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1