DE112013005599B4

DE112013005599B4 - Bildaufnahmevorrichtung

Info

Publication number: DE112013005599B4
Application number: DE112013005599.6T
Authority: DE
Inventors: Takashi Aoki
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: US9497410B2; DE112013005599T5; US20150256792A1; CN104797967A; CN104797967B; JPWO2014080718A1; JP5802846B2; WO2014080718A1

Abstract

Bildaufnahmevorrichtung mit einem Bildsensor (5), der über eine eine Fokussierlinse aufweisende Objektivvorrichtung (100) ein Motiv aufnimmt, umfassend:eine Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19), die selektiv eine erste Fokussiersteuerung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass sie die Fokussierlinse mittels eines Phasendifferenz-AF-Verfahrens in eine Scharfstellung bewegt, oder eine zweite Fokussierstellung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass sie die Fokussierlinse mittels eines Kontrast-AF-Verfahrens in die Scharfstellung bewegt, ausführt, undeine Flimmernachweiseinheit (12), die ein Flimmern nachweist, wobei die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) mindestens abhängig davon, ob die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, entscheidet, welche von der ersten Fokussiersteuerung und der zweiten Fokussiersteuerung ausgeführt werden soll,wobei der Bildsensor (5) mehrere erste Phasendifferenznachweispixel (51R) enthält, die einen von einem Paar von Lichtstrahlen empfangen, die durch verschiedene Bereiche einer Pupillenzone der Objektivvorrichtung (100) hindurchgegangen sind, und mehrere zweite Phasendifferenznachweispixel (51L) enthält, die den anderen des Paares von Lichtstrahlen empfangen;in einem Zustand, in welchem die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) die erste Fokussiersteuerung auswählt, wenn eine Belichtungszeit des Bildsensors (5), die notwendig ist für die erste Fokussiersteuerung, kürzer oder gleich einem Schwellenwert ist, und die zweite Fokussiersteuerung auswählt, wenn die Belichtungszeit länger als der Schwellenwert ist; undwobei die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) das zweite Fokussiersteuerverfahren in einem Zustand auswählt, in welchem die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) eine Belichtungszeit des Bildsensors für jedes der mehreren Male, wenn eine Bildaufnahme für das zweite Fokussiersteuerverfahren notwendig ist, auf ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus des von der Flimmernachweiseinheit (12) nachgewiesenen Flimmerns einstellt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bildaufnahmevorrichtung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Mit der Zunahme der Auflösung von Festkörper-Bildsensoren wie zum Beispiel CCD-(Charge-Coupled-Device)Bildsensoren und CMOS-(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)Bildsensoren ist ein Bedarf an Informationsvorrichtungen mit Bildaufnahmefunktion angestiegen, so zum Beispiel in Form von digitalen Stehbildkameras, digitalen Videokameras, Mobiltelefonen (zum Beispiel Smartphones) und PDAs (personal digital assistants). Eine derartige Informationsvorrichtung mit einer Bildaufnahmefunktion wird hier als Bildaufnahmevorrichtung bezeichnet.
In einer derartigen Bildaufnahmevorrichtung kommen ein Kontrast-AF-(Autofokus-)Verfahren und ein Phasendifferenz-AF-Verfahren (im folgenden einfach als Phasen-AF-Verfahren bezeichnet) als Fokussiersteuerverfahren zum Fokussieren der Vorrichtung auf ein Hauptmotiv zum Einsatz. Da das Kontrast-AF-Verfahren und das Phasen-AF-Verfahren ihre eigenen Vorteile aufweisen, wurden Bildaufnahmevorrichtungen vorgeschlagen, die von beiden Verfahren Gebrauch machen (zum Beispiel Patentschrift 1).
In Beisein von Lichtquellen wie beispielsweise Fluoreszenzlampen, kommt es zu einer Lichtmengenschwankung, deren Ursache als Flimmern bezeichnet wird. Wenn eine derartige Lichtmengenschwankung bei dem Kontrast-AF-Verfahren auftritt, kann der Spitzenwertbereich einer Auswertungskurve zum Auswerten eines Fokussierzustands abhängig von der zeitlichen Lage einer Bilderfassung aus der Form gelangen, was zu einer Verringerung in der Fokussiergenauigkeit führt.
Im Hinblick auf das oben Gesagte wird nach der Patentschrift 1 in einer Bildaufnahmevorrichtung, die die Genauigkeit der Phasendifferenz-Autofokussierung sowohl mit Hilfe der Phasendifferenz-Autofokussierung als auch der Kontrast-Autofokussierung steigert, eine Verringerung der AF-Genauigkeit durch Flimmern dadurch verhindert, dass ein Auswertungs-Berechnungsalgorithmus der Kontrast-Autofokussierung im Fall des Nachweises von Flimmern geändert wird.
Patentschriften 2 und 3 zeigen Verfahren zum Unterdrücken eines Flimmerns durch Verlängern der Pixel-Belichtungszeit in einer Abbildungsvorrichtung, falls Flimmern nachgewiesen wird.
Patentschrift 4 zeigt eine Bildaufnahmevorrichtung mit einer Fokussiersteuereinheit und einer Flimmernachweiseinheit. Die Fokussiersteuereinheit wählt entweder ein Phasendifferenz-AF-Verfahren oder ein Kontrast-AF-Verfahren für die Scharfeinstellung aus. Zunächst kommt eine Fokussiersteuerung zur Anwendung, anschließend erfolgt ein Nachweis eines gegebenenfalls vorhandenen Flimmerns, sodass abhängig von dem Nachweis eine alternative Steuerung ausgewählt wird.
Schriften zum Stand der Technik
Patentschriften

Patentdokument 1: JP 2007- 306 093 A
Patentdokument 2: JP 2010- 217 618 A
Patentdokument 3: JP S63- 308 484 A
Patentdokument 4: JP 2002- 207 162 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösenden Probleme
Wie in den Patentschriften 2 und 3 dargestellt ist, lässt sich ein Flimmern durch Verlängern der Pixel-Belichtungszeit unterdrücken. Allerdings ist es zum Berechnen eines Bewertungswerts durch ein sogenanntes Bergsteigerverfahren im Rahmen des Kontrast-AF-Verfahrens notwendig, AF-Bewertungswerte für unterschiedliche Objektivstellungen zu berechnen; es besteht die Notwendigkeit, mindestens dreimal ein Aufnahmebildsignal zu erfassen. Wenn die Belichtungszeit für jede der dreimal stattfindenden Belichtung verlängert wird, so wird lange Zeit benötigt, um eine Bewertungsgröße zu berechnen, wodurch die AF-Geschwindigkeit verringert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht im Hinblick auf die obigen Umstände, und es ist ein Ziel der Erfindung, eine Bildaufnahmevorrichtung und ein Fokussiersteuerverfahren anzugeben, die eine Verringerung der AF-Geschwindigkeit auch dann verhindern können, wenn es zum Auftreten von Flimmern kommt.
Mittel zum Lösen des Problems
Die Erfindung schafft eine Bildaufnahmevorrichtung mit einem Bildsensor, der ein Motiv über eine eine Fokussierlinse aufweisende Objektivvorrichtung aufnimmt, umfassend eine Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19), die selektiv eine erste Fokussiersteuerung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass sie die Fokussierlinse mittels eines Phasendifferenz-AF-Verfahrens in eine Scharfstellung bewegt, oder eine zweite Fokussierstellung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass sie die Fokussierlinse mittels eines Kontrast-AF-Verfahrens in die Scharfstellung bewegt, ausführt, und eine Flimmernachweiseinheit (12), die ein Flimmern nachweist, wobei die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) mindestens abhängig davon, ob die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, entscheidet, welche von der ersten Fokussiersteuerung und der zweiten Fokussiersteuerung ausgeführt werden soll, wobei der Bildsensor (5) mehrere erste Phasendifferenznachweispixel (51R) enthält, die einen von einem Paar von Lichtstrahlen empfangen, die durch verschiedene Bereiche einer Pupillenzone der Objektivvorrichtung (100) hindurchgegangen sind, und mehrere zweite Phasendifferenznachweispixel (51L) enthält, die den anderen des Paares von Lichtstrahlen empfangen; in einem Zustand, in welchem die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) die erste Fokussiersteuerung auswählt, wenn eine Belichtungszeit des Bildsensors (5), die notwendig ist für die erste Fokussiersteuerung, kürzer oder gleich einem Schwellenwert ist, und die zweite Fokussiersteuerung auswählt, wenn die Belichtungszeit länger als der Schwellenwert ist; und wobei die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) das zweite Fokussiersteuerverfahren in einem Zustand auswählt, in welchem die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) eine Belichtungszeit des Bildsensors für jedes der mehreren Male, wenn eine Bildaufnahme für das zweite Fokussiersteuerverfahren notwendig ist, auf ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus des von der Flimmernachweiseinheit (12) nachgewiesenen Flimmerns einstellt.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung kann eine Bildaufnahmevorrichtung schaffen, die selbst bei Auftreten von Flimmern eine Verringerung der AF-Geschwindigkeit verhindern können.
Figurenliste

1 zeigt einen allgemeinen Aufbau einer Digitalkamera als ein Beispiel einer Bildaufnahmevorrichtung zur Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Grundrissansicht, die die Struktur eines Festkörper-Bildsensors 5 zeigt, der in die in 1 gezeigte Digitalkamera eingebaut ist.
3 ist ein schematischer Grundriss des allgemeinen Aufbaus des in die in 1 gezeigte Digitalkamera eingebauten Festkörper-Bildsensors 5.
4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Arbeitsweise der in 1 gezeigten Digitalkamera.
5 zeigt ein Beispiel, in welchem eine Belichtungszeit, die für eine Phasen-Autofokussierung erforderlich ist, eine Bildwechselfrequenz übersteigt.
6 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer modifizierten Version einer Arbeitsweise der in 1 gezeigten Digitalkamera.
7 veranschaulicht ein Smartphone als Bildaufnahmevorrichtung.
8 ist ein Blockdiagramm, das den inneren Aufbau des in 7 gezheigten Smartphones darstellt.

WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung erläutert.
1 zeigt einen allgemeinen Aufbau einer Digitalkamera als ein Beispiel einer Bildaufnahmevorrichtung zum Beschreiben der Ausführungsform der Erfindung.
Die in 1 dargestellte Digitalkamera ist mit einer Objektivvorrichtung 100, die als Abbildungsoptik fungiert, und einem Kameragehäuse 20, in welchem die Objektivvorrichtung 100 installiert ist, ausgestattet. Die Objektivvorrichtung 100 kann entweder von dem Kameragehäuse 200 abnehmbar oder an diesem fixiert sein.
Die Objektivvorrichtung 100 enthält ein Aufnahmeobjektiv 1, die eine Fokussierlinse, eine Zoom-Linse etc. und eine Blende 2 enthält. Es reicht aus, wenn das Aufnahmeobjektiv 1 mindestens die Fokussierlinse beinhaltet.
Das Kameragehäuse 200 ist ausgestattet mit einem CCD-, CMOS- oder dergleichen Festkörper-Bildsensor 5, der ein Motiv über die Objektivvorrichtung 100 aufnimmt, eine Analogsignal-Verarbeitungseinheit 6, die an den Ausgang des Festkörper-Bildsensors 5 angeschlossen ist und eine Analogsignalverarbeitung vornimmt, so zum Beispiel eine Korrelations-Doppelabtastverarbeitung, einem A/D-Wandler 7, der ein von der Analogsignal-Verarbeitungseinheit 6 ausgegebenes Analogsignal in ein Digitalsignal umwandelt, und eine Blitzlichteinheit 3, die Hilfslicht zum Beleuchten eines Motivs mittels LEDs oder dergleichen abgibt. Die Blitzlichteinheit 3, die Analogsignal-Verarbeitungseinheit 6 und der A/D-Wandler 7 werden von der Systemsteuereinheit 11 gesteuert. Die Analogsignal-Verarbeitungseinheit 6 und der A/D-Wandler 7 können in den Festkörper-Bildsensor 5 eingebaut sein.
Eine Systemsteuereinheit 11, die das gesamte elektrische Steuersystem der Digitalkamera überwacht, justiert die Positionen der Fokussierlinse und der Zoom-Linse, die sich in dem Aufnahmeobjektiv 1 befinden, indem sie eine Linsenantriebseinheit 8 steuert. Darüber hinaus stellt die Systemsteuereinheit 11 die Belichtungsmenge dadurch ein, dass sie die Öffnung der Blende 2 über eine Blendenantriebseinheit 9 steuert.
Darüber hinaus treibt die Systemsteuereinheit 11 den Festkörper-Bildsensor 5 über eine Bildsensor-Treibereinheit 10 und bewirkt dadurch, dass der Festkörper-Bildsensor 5 ein über das Aufnahmeobjektiv 1 aufgenommenes Motivbild in Form eines Aufnahmebildsignals ausgibt. Ein Befehlssignal von einem Benutzer wird über eine Manipuliereinheit 14 in die Systemsteuereinheit 11 eingegeben.
Wie weiter unten erläutert wird, wählt die Systemsteuereinheit 11 eine von einer Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 und einer Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 aus und führt an dem Aufnahmeobjektiv 1 eine Fokussiersteuerung entsprechend einer Scharftstellung durch, die von der ausgewählten Verarbeitungseinheit bestimmt wird.
Das elektrische Steuersystem der Digitalkamera ist weiterhin ausgestattet mit einer Flimmernachweiseinheit 12, die ein Flimmern ermittelt, welches in einer Aufnahmezeitspanne des Festkörper-Bildsensors 5 stattfindet, einem Hauptspeicher 16, einer Speichersteuereinheit 15, die an den Hauptspeicher 16 angeschlossen ist, einer digitalen Signalverarbeitungseinheit 17, die Aufnahmebilddaten durch Ausführen einer Interpolationsberechnung, einer Gammakorrekturberechnung, einer RGB/YC-Umwandlungsverarbeitung etc. an einem Aufnahmebildsignal aus dem A/D-Wandler erzeugt, der Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18, die eine Scharfstellung nach einem Kontrast-AF-Verfahren bestimmt, der Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19, die eine Scharfstellung nach einem Phasen-AF-Verfahren bestimmt, einer Externspeicher-Steuereinheit 20, an die lösbar ein Aufzeichnungsmedium 21 angeschlossen ist, und einer Anzeigesteuereinheit 22, an die eine Anzeigeeinheit 23 angeschlossen ist, und die sich auf beispielsweise der Kamerarückseite befindet. Die Flimmernachweiseinheit 12, die Speichersteuereinheit 15, die Digitalsignal-Verarbeitungseinheit 17, die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18, die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19, die Externspeicher-Steuereinheit 20 und die Anzeigesteuereinheit 22 sind miteinander über einen Steuerbus 24 und einen Datenbus 25 verbunden und werden durch Befehle von der Systemsteuereinheit 11 gesteuert.
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Festkörper-Bildsensors 5, der in der in 1 gezeigten Digitalkamera installiert ist, wobei seine planare Konfiguration dargestellt ist.
Der Festkörper-Bildsensor 5 weist eine große Anzahl von Pixeln 51 (in der Figur sind dies quadratische Blöcke) auf, die zweidimensional auf der Photodetektorfläche angeordnet sind, das heißt in einer Reihenrichtung X und einer Spaltenrichtung Y rechtwinklig zu der Reihenrichtung X. In 2 sind nicht sämtliche Pixel 51 dargestellt; tatsächlich sind zweidimensional etwa einige Millionen bis zehn Millionen und zehntausende Pixel 51 angeordnet. Wenn eine Aufnahme mit Hilfe des Festkörper-Bildsensors 5 stattfindet, werden Ausgangssignale von der großen Anzahl von Pixeln 51 ausgegeben.
Jedes Pixel 51 enthält einen photoelektrischen Wandlerabschnitt wie beispielsweise eine Photodiode, und ein Farbfilter, welches über dem photoelektrischen Wandlerabschnitt ausgebildet ist.
In 2 trägt jedes Pixel 51, welches ein Farbfilter enthält, das rotes Licht durchlässt (R-Filter), das Zeichen „R“, jedes Pixel 51 mit einem Farbfilter, das grünes Licht durchlässt (G-Filter), das Zeichen „G“, und jedes Pixel 51 mit einem Farbfilter, welches blaues Licht durchlässt (B-Filter), das Zeichen „B“.
Die große Anzahl von Pixeln 51 bildet ein Array, in welchem mehrere Pixelreihen mit jeweils mehreren Pixeln 51 in Reihenrichtung X in Spaltenrichtung Y angeordnet sind. Die ungeradzahligen Pixelreihen sind gegenüber den geradzahligen Pixelreihen in der Reihenrichtung X etwa um den halben Mittenabstand der Pixel 51 in jeder Pixelreihe versetzt.
Die in den Pixeln 51 der ungeradzahligen Pixelreihen enthaltenen Farbfilter sind insgesamt als Bayer-Masken ausgebildet, und die Farbfilter in den Pixeln 51 der geradzahligen Pixelreihen sind ebenfalls insgesamt als Bayer-Maske angeordnet. Jedes Pixel 51 jeder ungeradzahligen Pixelreihe und das Pixel 51, welches unten rechts davon benachbart ist, dient zum Nachweisen von Licht der gleichen Farbe, wobei ein Paar gebildet wird. Bei der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Begriff „zwei einander benachbarte Pixel“ derartige zwei Pixel, dass ein ihre Mitten verbindendes Liniensegment am kürzesten ist.
Bei dem Festkörper-Bildsensor 5 mit der oben erläuterten Pixelanordnung lässt sich die Empfindlichkeit der Kamera dadurch steigern, dass man Ausgangssignale jedes Paares von Pixeln 51 aufaddiert. Darüber hinaus lässt sich der dynamische Bereich der Kamera dadurch erhöhen, dass man die Belichtungszeiten jedes Paares von Pixeln 51 erhöht und ihre Ausgangssignale addiert.
In dem Festkörper-Bildsensor 5 wird ein Teil der Paare als Paare für den Phasendifferenznachweis hergenommen (im folgenden auch als „Phasendifferenzpaare“ oder einfach als „Phasenpaare“ bezeichnet). Bei dem in 2 dargestellten Beispiel besteht jedes Phasenpaar aus einem Phasendifferenz-Nachweispixel 51R und einem Phasendifferenz-Nachweispixel 51L, die einander diagonal benachbart sind. Das Phasenpaar ist nicht beschränkt auf ein Paar gleicher Farbe, die einander benachbart sind, es kann sich auch um ein Paar von Pixeln gleicher Farbe handeln, die voneinander über eine Distanz von einem, zwei oder mehreren Pixeln beabstandet sind, um ein Beispiel zu nennen.
Jedes Phasendifferenz-Nachweispixel 51R empfängt einen aus einem Paar von Lichtstrahlen, die durch unterschiedliche Bereiche der Pupillenfläche des Aufnahmeobjektivs 1 gegangen sind (zum Beispiel ein Lichtstrahl, der durch die rechte Hälfte der Pupillenfläche gelaufen ist), und es gibt ein Signal aus, welches einer empfangenen Lichtmenge entspricht. Das heißt: jedes Phasendifferenz-Nachweispixel 51R des Festkörper-Bildsensors 5 dient zum Nachweisen eines Bilds, welches durch einen von einem Paar von Lichtstrahlen gebildet wird, die durch unterschiedliche Bereiche der Pupillenfläche des Aufnahmeobjektivs 1 hindurchgegangen sind.
Jedes Phasendifferenz-Nachweispixel 51L empfängt den anderen von dem oben angesprochenen Paar von Lichtstrahlen (zum Beispiel einen Lichtstrahl, der durch die linke Hälfte der Pupillenfläche gegangen ist), und es gibt ein Signal aus, welches der aufgenommenen Lichtmenge entspricht. Das heißt: jedes Phasendifferenz-Nachweispixel 51L des Festkörper-Bildsensors 5 dient zum Nachweisen eines Bilds, welches durch den anderen des Paares von Lichtstrahlen gebildet wird, die durch die verschiedenen Bereiche der Pupillenfläche des Aufnahmeobjektivs 1 gelaufen sind.
Die mehreren Pixel 51 (im folgenden als „Abbildungspixel“ bezeichnet) außer den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51R und 51L dienen jeweils zum Gewinnen eines Bilds, das erzeugt wird durch einen Lichtstrahl, der durch nahezu die gesamte Pupillenfläche des Aufnahmeobjektivs 1 gegangen ist. In der nachfolgenden Beschreibung werden von den Abbildungspixeln 51 diejenigen mit einem R-Filter als R-Pixel 51 bezeichnet, die mit einem G-Filter werden als G-Pixel 51 bezeichnet, und die mit einem B-Filter werden als B-Pixel 51 bezeichnet.
Über den photoelektrischen Wandlerabschnitten der jeweiligen Pixel 51 ist ein Lichtabschirmfilm gebildet, und die Öffnungen, welche die Photodetektorzonen der photoelektrischen Wandlerabschnitte definieren, durchsetzen den Lichtabschirmfilm.
Die Mitte der Öffnung (in 2 mit einem Symbol a bezeichnet) jedes Abbildungspixels 51 stimmt überein mit der Mitte des photoelektrischen Wandlerabschnitts des Abbildungspixels 51 (die Mitte des quadratischen Blocks). Zur Vereinfachung ist in 2 eine Öffnung a nur für ein Abbildungspixel 51 gezeigt.
Im Gegensatz dazu weicht die Mitte der Öffnung (in 2 durch ein Symbol c bezeichnet) jedes Phasendifferenz-Nachweispixels 51R gegenüber der Mitte des photoelektrischen Wandlerabschnitts des Phasendifferenz-Nachweispixels 51R nach rechts hin ab. Die Mitte der Öffnung (in 2 durch das Symbol b bezeichnet) jedes Phasendifferenz-Nachweispixels 51L weicht gegenüber der Mitte des photoelektrischen Wandlerabschnitts des Phasendifferenz-Nachweispixels 51L nach links ab.
In dem Festkörper-Bildsensor 5 ist ein Teil der Pixel 51 mit einem grünen Farbfilter zu Phasendifferenz-Nachweispixeln 51R und Phasendifferenz-Nachweispixeln 51L gemacht.
Die Phasendifferenz-Nachweispixel 51R sind diskret und zyklisch in dem Bereich angeordnet, in welchem die Pixel 51 angeordnet sind. Die Phasendifferenz-Nachweispixel 51L sind in der gleichen Weise angeordnet.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel sind die Phasendifferenz-Nachweispixel 51R in Reihenrichtung X in einem Teil der geradzahligen Pixelreihen angeordnet (in 2 vier alle vier Pixelreihen angeordnete Pixelreihen). In dem Beispiel nach 2 sind Phasendifferenz-Nachweispixel 51L mit dem gleichen Zyklus wie die Phasendifferenz-Nachweispixel 51R in der Reihenrichtung X in einem Teil der ungeradzahligen Pixelreihen angeordnet (das heißt, in den Pixelreihen, die benachbart sind zu den jeweiligen Pixelreihen, welche Phasendifferenz-Nachweispixel 51R enthalten).
Bei der oben erläuterten Struktur handelt es sich bei dem Licht, welches von jedem Pixel 51L hinter der Öffnung b des Lichtabschirmfilms aufgenommen wird, vornehmlich um Licht, welches durch den linken Teil (bei Betrachtung von einer Motivseite her) des Aufnahmeobjektivs 1, das sich oberhalb der Zeichnungsebene der 2 befindet, gelaufen ist, das heißt, es handelt sich um Licht, welches aus einer Richtung kommt, in der das Motiv von dem rechten Auge gesehen wird. Licht, das von jedem Pixel 51R hinter der Öffnung c des Lichtabschirmfilms aufgenommen wird, ist hauptsächlich Licht, welches durch den rechten Teil (bei Betrachtung von dem Motiv her) des Aufnahmeobjektivs 1 gelangt ist, das heißt Licht, welches aus einer Richtung kommt, gemäß der das Motiv von dem linken Auge gesehen wird.
Das heißt, jedes Phasendifferenz-Nachweispixel 51R kann ein Aufnahmebildsignal in der gleichen Weise bilden, wie das Motiv von dem linken Auge gesehen wird, und jedes Phasendifferenz-Nachweispixel 51L kann ein Aufnahmebildsignal in der gleichen Weise erzeugen, wie das Motiv von dem rechten Auge gesehen wird. Deshalb lässt sich Phasendifferenzinformation dadurch erhalten, dass man eine Korrelationsberechnung bezüglich einer Kombination beider Signale durchführt.
Jedes Paar eines Phasendifferenz-Nachweispixels 51R und eines Phasendifferenz-Nachweispixels 51L erzeugt Phaseninformation, da seine Öffnungen in dem Lichtabschirmfilm in zueinander entgegengesetzten Richtungen abweichen. Allerdings ist die Struktur zum Erzeugen von Phaseninformation nicht hierauf beschränkt, es kann von beliebigen bekannten Strukturen Gebrauch gemach werden. Ein Beispiel ist eine Struktur, bei der jedes Phasendifferenzpaar mit einer gemeinsamen Mikrolinse (top lens) ausgestattet ist.
3 ist eine schematische Draufsicht, die den Gesamtaufbau des Festkörper-Bildsensors 5 darstellt, wie er in der in 1 gezeigten Digitalkamera installiert ist.
Der Festkörper-Bildsensor 5 besitzt eine Photodetektorfläche 50, in der sämtliche Pixel 51 angeordnet sind. Bei dem Beispiel nach 2 ist die Photodetektorfläche 50 mit neun Phasendifferenz-Nachweisflächen (im folgenden als „AF-Flächen“ bezeichnet) 52 zum Erfassen von Phasendifferenzinformation, im folgenden einfach als Phaseninformation bezeichnet, ausgestattet.
Jede AF-Fläche 52 ist eine Fläche, die Abbildungspixel 51 mit einem R-Filter, Abbildungspixel 51 mit einem G-Filter, Abbildungspixel 51 mit einem B-Filter und mehrere Phasendifferenzpaare enthält.
Auf der Photodetektorfläche 50 sind nur Abbildungspixel 51 in der Fläche ausschließlich der AF-Flächen 52 angeordnet. Die AF-Flächen 52 können so angeordnet sein, dass sie die gesamte Photodetektorfläche 50 belegen.
Die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 nach 1 berechnet einen Phasendifferenzbetrag, bei dem es sich um eine relative Lageabweichung zwischen zwei entsprechenden Bildern handelt, die durch ein Paar von Lichtstrahlen (die oben erläutert wurden) erzeugt werden unter Verwendung von Ausgangssignalen, die von den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51L und den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51R ausgelesen werden, welche in einer der - durch eine benutzerseitige Manipulation oder dergleichen ausgewählten - neun AF-Flächen 52 vorhanden sind. Basierend auf dem berechneten Phasendifferenzbetrag bestimmt die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 einen Fokusjustierzustand des Aufnahmeobjektivs 1, wobei es sich bei dieser Ausführungsform um einen Betrag der Abweichung gegenüber einem fokussierten Zustand und die Richtung der Abweichung handelt, das heißt um einen Unschärfe- oder Defokussierbetrag. Dann bestimmt die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 anhand des Defokussierbetrags eine Scharfstellung der Fokussierlinse.
Die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 nach 1 analysiert ein Bild, welches von der einen AF-Fläche 52 aufgenommen wurde, das aus den neun AF-Flächen 52 durch benutzerseitige Manipulation oder dergleichen ausgewählt wurde, und sie bestimmt dadurch eine Scharfstellung des Aufnahmeobjektivs 1 mit Hilfe des bekannten Kontrast-AF-Verfahrens.
Insbesondere berechnet, wenn die Fokussierlinse des Aufnahmeobjektivs 1 unter der Steuerung der Systemsteuereinheit 11 bewegt wird (das heißt wenn ihre Lage variiert wird), die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 einen Kontrast (Hell-Dunkel-Differenz) eines Bilds, welches in jeder Bewegungsstellung erzeugt wird. Die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 bestimmt als Scharfstellung eine Position der Fokussierlinse, in welcher maximaler Kontrast erhalten wird.
Die Digitalkamera lässt sich derart konfigurieren, dass mehrere zusammenhängende AF-Flächen 52 ebenso wie eine einzelne AF-Fläche 52 auswählbar sind.
Die in 1 dargestellte Systemsteuereinheit 11 wählt die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 in einem Zustand aus, in welchem von der Flimmernachweiseinheit 12 ein Flimmern festgestellt wurde, und sie wählt die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 in einem Zustand aus, in welchem von der Flimmernachweiseinheit 12 kein Flimmern nachgewiesen wird.
Die Flimmernachweiseinheit 12 ermittelt das Vorhandensein/Fehlen von Flimmern anhand einer Schwankung zwischen von dem Festkörper-Bildsensor 5 aufgenommenen Bildsignalen. Deshalb lässt sich ein Flimmern nicht eher feststellen, bis eine gewisse Anzahl von Aufnahmebildsignalen nach Beginn der Aufnahme durch den Festkörper-Bildsensor 5 gespeichert sind.
In einer Situation, in der das Auftreten oder Nicht-Auftreten von Flimmern nicht bekannt ist, ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines AF-Fehlers geringer, wenn eine Phasen-Autofokussierung durchgeführt wird, verglichen mit der Ausführung einer Kontrast-Autofokussierung. Dies deshalb, weil bei der Phasen-Autofokussierung eine Scharfstellung durch eine einmalige Belichtung festgestellt werden kann.
Im Hinblick auf das oben Gesagte wählt die Systemsteuereinheit 11 die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 in einer Zeitspanne von einem Beginn der Aufnahme für die Anzeige eines Live-View-Bilds (das sich an die Einstellung eines Aufnahmemodus anschließt) bis zur Stabilisierung eines Zustands aus, in welchem die Flimmernachweiseinheit 12 Flimmern ermitteln kann.
Wie die oben beschriebene Digitalkamera arbeitet, wird im folgenden für einen Fall beschrieben, dass eine AF-Steuerung kontinuierlich ab dem Empfang eines AF-Befehls durchgeführt wird, der durch Manipulieren einer in der Manipuliereinheit 14 vorgesehenen Verschlusstaste abgesetzt wird, bis hin zum Empfang eines AF-Beendigungsbefehls, der in ähnlicher Weise gegeben wird (zum Beispiel eine kontinuierliche Autofokussierung während der Aufnahme eines beweglichen Bilds).
4 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Betriebsweise der in 1 gezeigten Digitalkamera.
Mit dem Start einer kontinuierlichen Aufnahme durch den Festkörper-Bildsensor 5 (die sich an die Einstellung des Aufnahmemodus anschließt), beginnt die Flimmernachweiseinheit 12 mit einer Flimmernachweisverarbeitung unter Verwendung von Aufnahmebildsignalen, die von dem Festkörper-Bildsensor 5 ausgegeben werden (Schritt S1).
Wird Autofokussierung angewiesen (Schritt S2: Ja), beurteilt die Systemsteuereinheit 11, ob ein Zustand, in welchem die Flimmernachweiseinheit 12 Flimmern erkennen kann, erreicht ist oder nicht (Schritt S3). Es wird ein AF-Befehl in die Systemsteuereinheit 11 eingegeben, wenn die in der Manipuliereinheit 14 befindliche Auslösetaste halb niedergedrückt wird.
Beispielsweise beurteilt die Systemsteuereinheit 11, dass der laufende Zustand ein den Nachweis von Flimmern ermöglichender Zustand ist, wenn die Anzahl von Aufnahmebildsignalen, die durch Aufnahme des Festkörper-Bildsensors 5 erhalten wurden, eine vorbestimmte Anzahl erreicht hat, und sie beurteilt, dass der laufende Zustand ein das Erkennen von Flimmern nicht ermöglichender Zustand ist, wenn die Anzahl von Aufnahmebildsignalen, die durch Aufnahme mittels des Festkörper-Bildsensors 5 erhalten werden, kleiner als eine vorgeschriebene Anzahl ist.
Ist das Beurteilungsergebnis des Schritts S3 bejahend, so beurteilt die Systemsteuereinheit 11 mit Hilfe der Flimmernachweiseinheit 12, ob ein Flimmern erkannt wurde oder nicht (Schritt S4). Die Systemsteuereinheit 11 führt den Schritt S5 aus, wenn Flimmern nachgewiesen wurde (Schritt S4: Ja), und sie führt den Schritt S6 aus, wenn kein Flimmern erkannt wurde (Schritt S4: Nein).
Wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S3 negativ ist, führt die Systemsteuereinheit 11 den Schritt S5 aus.
Im Schritt S5 veranlasst die Systemsteuereinheit 11 die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19, eine Scharfstellung, das heißt Fokusposition, zu bestimmen. Im Schritt S6 veranlasst die Systemsteuereinheit 11 die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18, eine Scharfstellung zu ermitteln.
Nach der Ausführung des Schritts S5 oder S6 bewegt die Systemsteuereinheit 11 die Fokussierlinse zu der ermittelten Scharfstellung (Schritt S7). Wenn anschließend die Fokussierlinse in die Scharfstellung bewegt ist (Schritt S8: Ja), beendet die Systemsteuereinheit 11 die AF-Verarbeitung.
Wie oben beschrieben, wird in der in 1 gezeigten Digitalkamera eine Fokussiersteuerung nach dem Phasen-AF-Verfahren in dem Zustand durchgeführt, in welchem ein Flimmern nachgewiesen wird. In einer Fokussiersteuerung nach dem Kontrast-AF-Verfahren ist es, falls Flimmern stattfindet, notwendig, die Belichtungszeit zu verlängern, um den Einfluss des Flimmerns zu eliminieren, und folglich braucht es längere Zeit, um die Fokussierlinse in eine Scharfstellung zu bewegen. Im Hinblick darauf wird gemäß obiger Erläuterung dann, wenn Flimmern stattfindet, eine Fokussiersteuerung nach dem Phasen-AF-Verfahren durchgeführt, als dessen Ergebnis die Fokussierlinse mit hoher Geschwindigkeit in eine Scharfstellung bewegt werden kann. Damit wird die AF-Geschwindigkeit gesteigert.
Wenn kein Zustand vorliegt, in welchem die Flimmernachweiseinheit 12 ein Flimmern nachweisen kann, so erfolgt eine Fokussiersteuerung nach dem Phasen-AF-Verfahren. Im Ergebnis wird die Verringerung der AF-Genauigkeit beispielsweise dann verhindert, wenn eine Aufnahme unmittelbar nach dem Einschalten der Digitalkamera vorgenommen wird.
Obschon die Systemsteuereinheit 11 im Schritt S6 in 4 die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 veranlasst, eine Scharfstellung zu ermitteln, kann die Systemsteuereinheit 11 auch die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 veranlassen, eine Scharfstellung zu ermitteln.
Welche von der Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 und der Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 im Schritt S6 ausgewählt werden sollte, lässt sich gemäß einem voreingestellten Modus entscheiden.
Beispielsweise kann die Systemsteuereinheit 11 dann im Schritt S6 die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 auswählen, wenn in dieser Betriebsart Priorität einer Aufnahmegeschwindigkeit in der Digitalkamera durchc Manipulation der Manipuliereinheit 14 verliehen wird, und sie kann die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 im Schritt S6 auswählen, wenn in der Digitalkamera ein Modus eingestellt ist, in welchem die Bildqualität Priorität hat.
Als weitere Alternative wählt die Systemsteuereinheit 11 im Schritt S6 die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 imAnschluss an die Einstellung von Information aus, die stattfindet, wenn eine manuelle Einstellung in der Weise erfolgt, dass die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18 vorzugsweise ausgewählt werden sollte. Wenn eine manuelle Einstellung zum Bewirken einer bevorzugten Verwendung der Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 durch Manipulieren der Manipuliereinheit 14 stattfindet, kann die Systemsteuereinheit 11 im Anschluss an eine solche Informationseinstellung im Schritt S6 die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 auswählen.
Wenn ein Übergang zum Schritt S5 als Ergebnis davon stattfindet, dass die Systemsteuereinheit 11 im Schritt S3 in 4 beurteilt, dass ein Flimmern nicht nachweisbar ist, oder als Ergebnis davon, dass die Systemsteuereinheit 11 im Schritt S4 beurteilt, dass Flimmern stattfindet, so kann im Schritt S5 die Systemsteuerung 11 eine solche Steuerung durchführen, dass die Blitzlichteinheit 11 zum Abgeben von Hilfslicht während einer Belichtungsperiode der Phasendifferenz-Nachweispixel 51L und der Phasendifferenz-Nachweispixel 51R innerhalb der AF-Fläche 52, die vorab ausgewählt wurde, liefert. Diese Steuerung zum Veranlassen der Blitzlichteinheit 3, Hilfslicht während einer Belichtungszeitspanne für die Phasendifferenz-Nachweispixel abzugeben, kann den Einfluss von Flimmern verringern.
Durch die Emission von Hilfslicht können Ausgangssignale von Abbildungspixeln 51 in Sättigung gelangen, was die Bildqualität eines durch die Belichtung erzeugten Live-View-Bilds senkt. Im Hinblick darauf ist es, wenn im Schritt S5 Hilfslicht emittiert wird, bevorzugt, wenn die Systemsteuereinheit 11 Signale nur von den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51R und Phasendifferenz-Nachweispixeln 51L liest (das heißt nicht Signale von den Abbildungspixeln 51 liest), und eine Berechnung einer Defokussiergröße ohne Erzeugung eines Live-View-Bilds veranlasst.
Die in 1 gezeigte Digitalkamera verwendet einen Festkörper-Bildsensor 5, der die Phasendifferenz-Nachweispixel 51R und 51L zusammen mit den Abbildungspixeln 51 beinhaltet. Im Ergebnis sind die Phasendifferenz-Nachweispixel 51R und 51L in der Empfindlichkeit geringer als die Abbildungspixel 51.
Um eine Fokussiersteuerung mit hoher Genauigkeit nach dem Phasen-AF-Verfahren durchzuführen, ist es daher notwendig, das Ausgangssignale der Phasendifferenz-Nachweispixel 51R und 51L einen über einem gewissen Pegel liegenden Pegel aufweisen.
Bei gewissen Arten von Motiven allerdings kann es vorkommen, dass die Ausgangssignalpegel der Phasendifferenz-Nachweispixel 51R und 51L so gering sind, dass ein ausreichend Phasendifferenz-AF-Genauigkeit nicht gewährleistet ist. Wenn in einem derartigen Fall die Situation eine Änderung des Blendenwerts nicht gestattet, muss die Systemsteuereinheit 11 die Belichtungszeit für die Phasendifferenz-Nachweispixel 51R und 51L so weit verlängern, dass eine ausreichende Phasendifferenz-AF-Genauigkeit beibehalten werden kann.
Als Beispiel sei angenommen, dass gemäß 5 eine Abbildungs-Bildwiederholfrequenz 1/60 s beträgt, und die Belichtungszeit für eine Fokussiersteuerung nach dem Phasen-AF-Verfahren auf 2/100 verlängert wird (in 5 durch eine strichpunktierte Linie angegeben).
Um eine Scharfstellung nach dem Kontrast-AF-Verfahren zu ermitteln, ist es notwendig, mehrmals eine Aufnahme vorzunehmen (dreimal in dem Beispiel nach 5), während die Stellung der Fokussierlinse geändert wird. Um eine Fokussierposition, das heißt Scharfstellung nach dem Kontrast-AF-Verfahren zu ermitteln, ohne durch Flimmern beeinflusst zu werden, ist es notwendig, die Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5 in jedem der drei Abbildungs-Teilbilder mit einem einer natürlichen Zahl entsprechenden Vielfachen eines Flickerzyklus gleichzusetzen.
In einem durch eine gepunktete Linie in 5 umschlossenen Bereich ist die Belichtungszeit für jede der dreimaligen Aufnahmen, die notwendig ist zum korrekten Bestimmen einer Scharfstellung nach dem Kontrast-AF-Verfahren in einem Zustand des Flimmerns von bei 100 Hz ein- und ausgeschalteten Fluoreszenzlampen auf 1/100 s eingestellt.
Wie in 5 gezeigt ist, wird auch bei Ausführen einer Fokussiersteuerung nach dem Phasen-AF-Verfahren ein Fall möglich, dass die Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5 länger ist als die Bildwiederholfrequenz (1/60 s). In diesem Fall gibt es keinen anderen Weg als die Bildwiederholfrequenz auf weniger als 1/60 s einzustellen.
Da andererseits bei dem Kontrast-AF-Verfahren die Ausgangssignale der Abbildungspixel 51, die eine hohe Empfindlichkeit aufweisen, verwendet werden, kann eine hochgenaue Autofokussierung dadurch erfolgen, dass man in einfacher Weise die Belichtungszeit für jedes Einzelbild auf 1/100 s einstellt (in 5 durch die gestrichelte Linie umschlossen). Damit erfordert das Kontrast-AF-Verfahren keine Änderung der Bildwiederholfrequenz.
Das heißt: in einer Szene, in der ein Motiv derart dunkel ist, dass die Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5, die erforderlich ist für eine Fokussiersteuerung nach dem Phasen-AF-Verfahren, den einer voreingestellten Bildwiederholfrequenz entsprechenden Zyklus überschreitet, ist die Anwendung des Kontrast-AF-Verfahrens, welches keine Änderung einer Bildwiederholfrequenz erfordert, hinsichtlich der Verhinderung starker Schwankungen in der Bildqualität bevorzugt.
Ein solcher bevorzugter Betrieb der Digitalkamera wird im folgenden anhand der 6 beschrieben.
6 ist ein Flussdiagramm, welches eine modifizierte Betriebsweise der in 1 dargestellten Digitalkamera veranschaulicht. Die Schritte nach 6, die denjenigen der Betriebsweise nach 4 entsprechen, tragen gleiche Bezugszeichen wie letztere, ihre Beschreibung entfällt.
Wenn das Beurteilungsergebnis des Schritts S4 bejahend ist, berechnet die Steuereinheit 11 einen Durchschnittswert von Ausgangssignalen, die aus den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51R oder 51L ausgegeben werden, die sich in der vorab ausgewählten AF-Fläche 52 befinden, und sie berechnet auf der Grundlage des berechneten Durchschnittswerts eine Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5, die notwendig ist zum Bestimmen einer Scharfstellung nach dem Phasen-AF-Verfahren (Schritt S10).
Danach vergleicht die Systemsteuereinheit 11 die Belichtungszeit, die im Schritt S10 berechnet wurde, mit einem Schwellenwert (Schritt S11). Der Schwellenwert wird eingestellt entsprechend einer Einzelbildperiode, die sich ihrerseits durch die Bildwiederholfrequenz bestimmt.
Wenn die Beurteilung im Schritt S11 besagt, dass die Belichtungszeit länger als der Schwellenwert ist, so beurteilt die Systemsteuereinheit 11, ob die Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5 auf ein ganzzahliges Vielfaches (zum Beispiel 1/100 s) des Zyklus des im Schritt S4 ermittelten Flimmerns, nicht größer als der Schwellenwert, einstellbar ist (Schritt S11A).
Wird beurteilt, dass die Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5 auf ein ganzzahliges Vielfaches des Flimmerzyklus einstellbar ist (Schritt S11A: Ja), stellt die Systemsteuereinheit 11 die Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5 auf in ganzzahliges Vielfaches des Flimmerzyklus ein (Schritt S12). Im Schritt S12 wird die Belichtungszeit auf einen Zeitwert eingestellt, der den Schwellenwert nicht übersteigt.
Anschließend veranlasst die Systemsteuereinheit 11 den Festkörper-Bildsensor 5, mindestens einen Aufnahmevorgang mit der so eingestellten Belichtungszeit auszuführen, während die Fokussierlinse bewegt wird, und sie veranlasst die Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit 18, eine Scharfstellung anhand von Aufnahmebildsignalen zu ermitteln, die durch diese Aufnahmevorgänge erzeugt wurden (Schritt S13). Nach der Ausführung des Schritts S13 wird der Schritt S7 ausgeführt.
Wenn beurteilt wird, dass die Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5 nicht auf ein ganzzahliges Vielfaches des Flimmerzyklus einstellbar ist (Schritt S11A: Nein), veranlasst die Systemsteuereinheit 11 die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19, den Schritt S12A und dann den Schritt S7 auszuführen.
Im Schritt S12A bildet die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 auf einer pixelweisen Grundlage einen Durchschnittswert von Ausgangssignalen mehrerer Einzelbilder, die von den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51R und Phasendifferenz-Nachweispixeln 51L ausgegeben werden, die sich in der vorab ausgewählten AF-Fläche 52 befinden, und sie berechnet einen Defokussierbetrag mittels einer Korrelationsberechnung unter Verwendung der resultierenden Durchschnittswertsignale.
Alternativ berechnet im Schritt S12A die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 einzelbildweise Defokussierbeträge unter Verwendung von Ausgangssignalen mehrerer Einzelbilder, die von den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51R und den Phasendifferenz-Nachweispixeln 51L geliefert werden, die sich in der vorab ausgewählten AF-Fläche 52 befinden, und sie bildet den Durchschnittswert der für die jeweiligen Einzelbilder erhaltenen Defokussierbeträge, um einen endgültigen Defokussierbetrag zu ermitteln.
Wenn im Schritt S11 beurteilt wird, dass die Belichtungszeit kürzer als der Schwellenwert ist, führt die Systemsteuereinheit 11 den Schritt S5 aus.
Wie oben erläutert wurde, findet bei der in 6 dargestellten modifizierten Version eine Fokussiersteuerung nach dem Kontrast-AF-Verfahren sogar in einem Zustand durch, in welchem Flimmern nachgewiesen wird, solange eine Belichtungszeit des Festkörper-Bildsensors 5 länger ist als der Schwellenwert und auf ein ganzzahliges Vielfaches eines Flimmerzyklus eingestellt werden kann. Dies kann eine Änderung einer Bildwiederholfrequenz während der Aufnahme verhindern und somit die Aufnahmequalität stabilisieren. Ferner wird eine Phasenautofokussierung für ein helles Motiv auch bei Flimmern durchgeführt, in welchem Fall sich die AF-Geschwindigkeit steigern lässt.
In der modifizierten Version nach 6 wird eine Defokussiergröße unter Verwendung von Signalen mehrerer Einzelbilder berechnet, wenn das Beurteilungsergebnis im Schritt S11A negativ ist, wodurch der Einfluss von Flimmern reduziert und eine Verringerung der AF-Genauigkeit verhindert werden kann.
Wird als Festkörper-Bildsensor 5 ein CMOS-Sensor verwendet, so werden die Signale der jeweiligen Pixel 51 nach einem Rollverschlussverfahren ausgelesen. Wenn daher die Bildwiederholfrequenz in einem Zustand verringert wird, in welchem Flimmern stattfindet, so kann das Flimmern möglicherweise die Bildqualität in einem stärkeren Ausmaß beeinträchtigen.
Im Hinblick darauf wird bei der Arbeitsweise nach 6 die Beurteilung im Schritt S11 nur dann vorgenommen, wenn der Schritt S4 ein bejahendes Beurteilungsergebnis liefert. Wenn demnach kein Flimmern stattfindet, lässt sich im Schritt S6 ein von einem Benutzer beabsichtigtes AF-Verfahren auswählen. Im Ergebnis lässt sich eine Bildqualitätsverringerung bei vorhandenem Flimmern vermeiden, während die Einsatzmöglichkeit der Kamera auf einem hohen Niveau gehalten wird.
Obschon sich die obige Beschreibung auf den Fall bezieht, in welchem die Pixel 51 in einer sogenannten Honigwabenform angeordnet sind, lässt sich die Erfindung auch bei einem Festkörper-Bildsensor einsetzen, bei dem die Pixel 51 in einer quadratischen Gitterform angeordnet sind.
Obschon sich die obige Beschreibung auf den Fall bezieht, dass der Festkörper-Bildsensor 5 Farbfilter mehrerer Farben beinhaltet und ein Farbbild aufnimmt, kann der Festkörper-Bildsensor 5 auch für die Aufnahme eines monochromen Bilds ausgebildet sein, der monochrome (grüne) Farbfilter oder überhaupt keine Farbfilter enthält.
Die obige Beschreibung betrifft den Fall, dass der Festkörper-Bildsensor 5 ein Bildsensor für sowohl eine Bildaufnahme als auch einen Phasendifferenz-Nachweis ist, bei dem die Abbildungspixel 51 und die Phasendifferenz-Nachweispixel 51R und 51L gemischt angeordnet sind. Allerdings ist eine Konfiguration möglich, bei der die Einrichtung keine Abbildungspixel 51 besitzt und speziell ausgebildet ist auf eine Phasendifferenz-Autofokussierung, und dazu separat von dem Festkörper-Bildsensor 5 innerhalb des Kameragehäuses 200 angeordnet ist, wobei die Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit 19 eine Scharfstellung anhand der Ausgangssiganle dieser Einrichtung bestimmt.
Die obige Beschreibung der Spezifikation richtet sich auf eine Digitalkamera als Beispiel für eine Bildaufnahmevorrichtung. Im folgenden wird ein Smartphone beschrieben, das eine Kamera nach einer weiteren Ausführungsform enthält, bei der es sich um ein weiteres Beispiel einer Bildaufnahmevorrichtung handelt.
7 zeigt ein Erscheinungsbild eines Smartphones 200 gemäß der Ausführungsform, bei dem es sich um ein Beispiel der erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtung handelt. Das in 7 gezeigte Smartphone 200 besitzt ein plattenförmiges Gehäuse 201, wobei eine Oberfläche des Gehäuses 201 mit einer Display-/Eingabeeinheit 204 als integrierter Einheit eine Displayplatte 202 als Anzeigeeinheit und einer Bedientafel 203 als Eingabeeinheit ausgestattet ist. Das Gehäuse 201 kann mit einem Lautsprecher 205, einem Mikrophon 206, Bedienelementen 207 und einer Kameraeinheit 208 ausgestattet sein. Die Konfiguration des Gehäuses 201 ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt; beispielsweise kann man von einer Konfiguration Gebrauch machen, bei der die Anzeigeeinheit und die Eingabeeinheit voneinander getrennt sind, ferner von einer Konfiguration mit einer klappbaren Struktur oder einem Verschiebemechanismus.
8 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Smartphones 200 nach 10 veranschaulicht. Wie in 8 gezeigt ist, ist das Smartphone 200 mit folgenden Hauptbestandteilen ausgerüstet: einer Drahtlos-Kommunikationseinheit 210, der Display-/Eingabeeinheit 204, einer Telefoneinheit 211, den Bedienelementen 207, der Kameraeinheit 208, einer Speichereinheit 212, einer externen Eingabe-/Ausgabeeinheit 213, einer GPS-(Globales Ortungssystem)Empfangseinheit 214, einer Bewegungssensoreinheit 215, einer Stromversorgungseinheit 216 und einer Hauptsteuereinheit 220. Ferner ist das Smartphone 200 mit einer Drahtlos-Kommunikationsfunktion als Hauptfunktion ausgerüstet, um über eine Basisstation BS (nicht dargestellt) und einem (nicht dargestellten) mobilen Kommunikationsnetzwerk NW eine mobile Drahtloskommunikation auszuführen.
Die Drahtlos-Kommunikationseinheit 210 dient für eine Drahtloskommunikation mit einer Basisstation BS des mobilen Kommunikationsnetzwerks NW. Durch Ausführen derartiger Drahtloskommunikationen sendet und empfängt die Drahtlos-Kommunikationseinheit 210 verschiedene Dateien, so zum Beispiel Audiodateien und Bilddateien, E-Mail-Daten etc., und sie empfängt Web-Daten, Screening-Daten etc.
Die Display-/Eingabeeinheit 204 ist das, was als Touchpanel bezeichnet wird, also eine berührungsempfindliche Platte, die unter der Steuerung durch die Hauptsteuereinheit 220 arbeitet, ein Bild (ein Stehbild und ein bewegliches Bild) anzeigt, ferner Textinformation und dergleichen anzeigt, und dadurch einem Benutzer visuell Information liefert und außerdem eine benutzerseitige Bedienung auf der angezeigten Information erkennt. Die Display-/Eingabeeinheit 204 ist mit der Displayplatte 202 und der Bedientafel 203 ausgerüstet.
Die Displayplatte 202 verwendet als Displayeinrichtung ein LCD (Flüssigkristallanzeigeelement), ein OELD (ein organisches Elektrolumineszenzdisplay) oder dergleichen.
Die Bedientafel 203 ist eine Einrichtung, die derart angeordnet ist, dass sie eine visuelle Erkennung eines auf dem Anzeigebildschirm der Displayplatte 202 angezeigten Bilds ermöglicht und eine oder mehrere Sätze von Koordinaten einer Bedienung durch einen Benutzer-Finger oder einen Stift erkennt. Bei Manipulation durch den Finger eines Benutzers oder durch einen Stift gibt diese Einrichtung an die Hauptsteuereinheit 220 ein Nachweissignal, welches als Ergebnis der Manipulation erzeugt wird. Anschließend weist die Hauptsteuereinheit 220 eine manipulierte Stelle (Koordinate) auf der Displayplatte 202 anhand des empfangenen Nachweissignals nach.
Wie in 7 gezeigt ist, ist in dem Smartphone 200 als eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtung ist, die Display-/Eingabeeinheit 204 als integrierte Einheit der Displayplatte 202 und der Bedientafel 203 konfiguriert und derart angeordnet, dass die Displayplatte 202 vollständig bedeckt ist.
Wenn von einer solchen Ausgestaltung Gebrauch gemacht wird, kann die Bedientafel 203 die Funktion haben, eine benutzerseitige Manipulation auch dann zu erkennen, wenn sie von außerhalb der Fläche der Displayplatte 202 stammt. In anderen Worten: die Bedientafel 203 kann mit einer Detektorfläche (im folgenden als „Displayfläche“ bezeichnet) ausgestattet sein, die ihrem Bereich entspricht, der sich gemeinsam mit der Anzeigepaneele 202 und einer Detektorfläche (im folgenden als „anzeigefreie Fläche“ bezeichnet) entsprechend ihrem Umfangsbereich erstreckt, der sich nicht in der gleichen Weise erstreckt wie die Displayplatte 202.
Die Größe der Anzeigefläche kann vollständig identisch sein mit derjenigen der Displayplatte 202 (sie muss aber nicht immer identisch damit sein). Die Bedientafel 203 kann mit zwei Sensorflächen ausgestattet sein, das heißt mit einem Peripherieabschnitt und einem Innenabschnitt als von dem Peripherieabschnitt verschiedenen Abschnitt. Darüber hinaus ist die Breite des Peripherieabschnitts so ausgelegt, dass sie zu der Größe des Gehäuses 201 und anderen Faktoren passt. Ferner kann das Ortsnachweisverfahren für die Bedientafel 203 irgendeines von verschiedenen Verfahren sein, so zum Beispiel einem Matrixschalter-Verfahren, einem Widerstandsfilm-Verfahren, einem Oberflächen-Akustikwellen-Verfahren, einem Infrarotverfahren, einem elektromagnetischen Induktionsverfahren und einem kapazitiven Verfahren.
Ausgerüstet mit dem Lautsprecher 205 und dem Mikrophon 206 dient die Telefoneinheit 211 dazu, die Stimme eines Benutzers, die über das Mikrophon 206 eingegeben wird, in Audiodaten umzuwandeln, die von der Hauptsteuereinheit 220 verarbeitet werden können, um die Daten an die Hauptsteuereinheit 220 auszugeben. Außerdem dient die Telefoneinheit zum Dekodieren von Audiodaten, die über die Drahtlos-Kommunikationseinheit 210 oder über die externe Eingabe-/Ausgabeeinheit 213 empfangen werden, um von dem Lautsprecher 205 dekodierte Daten abzugeben. Wie in 7 gezeigt ist, lassen sich beispielsweise der Lautsprecher 205 und das Mikrophon 206 in der gleichen Fläche wie die Display-/Eingabeeinheit 204 bzw. an einer Seitenfläche des Gehäuses 201 installieren.
Die Bedienelemente 207 sind Hardware-Tasten mit Tastenschaltung oder dergleichen, und sie dienen zum Entgegennehmen von Benutzerbefehlen. Wie beispielsweise in 7 gezeigt ist, handelt es sich bei den Bedienelementen 207 um Drucktastenschalter, die in einer Seitenfläche des Gehäuses 201 des Smartphones 200 angeordnet sind, und die beim Niederdrücken mit dem Finger oder dergleichen eingeschaltet und durch Rückstellkraft einer Feder oder dergleichen beim Loslassen des Fingers ausgeschaltet werden.
Die Speichereinheit 212 dient zum Speichern von Steuerprogrammen und Steuerdaten der Hauptsteuereinheit 220, Anwendungssoftware, Adressendaten, in denen ein Name, eine Telefonnummer etc. für Kommunikationsteilnehmer miteinander abgeglichen werden, Daten von Emails, die gesendet oder empfangen wurden, Web-Daten, die durch Web-Browsing heruntergeladen wurden, und heruntergeladene Inhaltsdaten, außerdem dient sie zum vorübergehenden Speichern von Streaming-Daten etc. Die Speichereinheit 210 besteht aus einer internen Speichereinheit 217, die in das Smartphone 200 integriert ist, und eine externe Speichereinheit 218 mit einem Schlitz für einen herausnehmbaren externen Speicher. Sowohl die interne Speichereinheit 217 als auch die externe Seichereinheit 218, welche die Speichereinheit 212 bilden, ist mit Hilfe eines Speichermediums irgendeines Typs implementiert, so zum Beispiel in Form eines Flash-Speichers, eines Festplattenlaufwerks, eines Multimedia Card Mikro, eines Kartentyp-Speichers (zum Beispiel MikroSD (registrierte Marke)), eines RAM (Schreib-/Lesespeicher) und eines ROM (Festspeicher).
Die externe Eingabe-/Ausgabeeinheit 213 spielt die Rolle einer Schnittstelle mit jedem externen Gerät, welches an das Smartphone anzuschließen ist, und sie dient zum Verbinden mit einem externen Gerät entweder direkt oder indirekt über eine Kommunikationsleitung oder dergleichen (zum Beispiel einen Universal Serial Bus (USB) oder IEEE 1394) oder ein Netzwerk (zum Beispiel Internet, Drahtlos-LAN, Bluetooth (registrierte Marke), RFID (Radio Frequency Identification), Infrared Data Association (IrDA; registrierte Marke), UWW (ultra-wideband; registrierte Marke) oder ZigBee (registrierte Marke)).
Beispielhafte externe Geräte zum Anschließen an das Smartphone 200 sind ein verdrahteter/drahtloser Headset, ein verdrahtetes/drahtloses externes Ladegerät, ein verdrahtetes/drahtloses Dataport, eine Speicherkarte und eine SIM-Karte (Subscriber Identity Module) sowie eine UIM-Karte (User Identity Module), die über eine Kartenaufnahmefassung angeschlossen werden, ein externes Audio-/Videogerät, das über eine Audio-/Video-E/A-Anschlussstelle (Eingabe/Ausgabe) angeschlossen wird, ein externes Audio/Videogerät, das drahtlos angeschlossen wird, ein Smartphone, welches mittels Kabel oder drahtlos angeschlossen wird, ein Personal-Computer, der über Kabel oder drahtlos angenschlossen wird, ein PDA, der über Kabel oder drahtlos angeschlossen wird, ein Personal-Computer, der über Kabel oder drahtlos angeschlossen wird, und ein Ohrhörer. Die externe Eingabe-/Ausgabeeinheit 213 kann von einem derartigen externen Gerät gesendete Daten an interne Bauelemente des Smartphones 200 weiterleiten und zulassen, dass interne Daten des Smartphones 200 zu einem derartigen externen Gerät gesendet werden.
Abhängig von Befehlen seitens der Hauptsteuereinheit 220 empfängt die GPS-Empfangseinheit 214 mehrere GPS-Signale, die von GPS-Satelliten ST1-Stn gesendet werden, sie führt eine Ortungsberechnung auf der Grundlage der empfangenen GPS-Signale aus, und sie weist eine Position (das heißt Breite, Länge und Höhe) des Smartphones 200 nach. Wenn Ortsinformation von einer Drahtlos-Kommunikationseinheit 210 oder von der externen Eingabe-/Ausgabe-Einheit 213 erfasst werden kann (zum Beispiel über ein WLAN), kann die GPS-Empfangseinheit 214 auch eine Position unter Verwendung dieser Ortsinformation erfassen.
Ausgestattet mit beispielsweise einem dreiachsigen Beschleunigungssensor weist die Bewegungssensoreinheit 215 eine bauliche Bewegung des Smartphones 200 abhängig von Befehlen aus der Hauptsteuereinheit 220 nach, mit dem Ergebnis, dass sich die Bewegungsrichtung und die Beschleunigung des Smartphones 200 erfassen lassen. Diese Nachweisergebnisse werden an die Hauptsteuereinheit 220 ausgegeben.
Die Stromversorgungseinheit 216 liefert in einer (nicht gezeigten) Batterie gespeicherte Energie an die einzelnen Einheiten innerhalb des Smartphones 200 abhängig von einem Befehls seitens der Hauptsteuereinheit 220.
Ausgestattet mit einem Mikroprozessor, arbeitet die Hauptsteuereinheit 220 abhängig von Steuerprogrammen und Steuerdaten, die in der Speichereinheite 212 gespeichert sind, und sie überwacht die einzelnen Einheiten des Smartphones 200. Um eine Stimmen-Kommunikation oder eine Daten-Kommunikation über die Drahtlos-Kommunikationseinheit 210 abzuwickeln, besitzt die Hauptsteuereinheit 220 eine mobile Kommunikationssteuerfunktion zum Steuern der individuellen Einheiten für die Kommunikation sowie Anwendungs-Verarbeitungsfunktionen.
Die Anwendungs-Verarbeitungsfunktionen werden in der Weise realisiert, dass die Hauptsteuereinheit 220 abhängig von Anwendungssoftware arbeitet, die in der Speichereinheit 212 gespeichert ist. Beispielsweise handelt es sich bei den Anwendungs-Verarbeitungsfunktionen um eine Infrarot-Kommunikationsfunktion zum Ausführen einer Datenkommunikation mit einem Gegengerät, indem die externe Eingabe/Ausgabe-Einheit 213 gesteuert wird, eine Email-Funktion zum Senden und Empfangen einer Email, und einer Webbrowserfunktion zum Durchsuchen einer Webseite.
Die Hauptsteuereinheit 220 besitzt eine Bildverarbeitungsfunktion, um zum Beispiel auf der Display-/Eingabeeinheit 204 auf der Grundlage von Bilddaten (Stehbilddaten oder bewegte Bilddaten) Videos anzuzeigen, beispielsweise anhand von Empfangsdaten oder heruntergeladeten Streaming-Daten. Die Bildverarbeitungsfunktion bedeutet eine Funktion, wonach die Hauptsteuereinheit 220 Bilddaten dekodiert, wie oben erläutert wurde, eine Bildverarbeitung aufgrund eines Dekodierergebnisses ausführt, und ein resultierendes Bild auf der Display-/Eingabeeinheit 204 zur Anzeige bringt.
Darüber hinaus führt die Hauptsteuereinheit 220 eine Anzeigesteuerung auf der Displayplatte 202 und eine Bedien-Nachweissteuerung zum Nachweisen einer benutzerseitigen Bedieneingabe über die Bedienelemente 207 und die Bedientafel 203 aus. Durch Ausführen einer Anzeigesteuerung bringt die Hauptsteuereinheit 220 Icons zum Aktivieren von Anwendungssoftware zur Darstellung, ferner Software-Tasten wie zum Beispiel Scroll-Leisten, und ein Fenster zum Schreiben einer Email. Die Scroll-Leisten sind Software-Tasten zum Empfangen eines Befehls zum Bewegen eines Displayabschnitts, beispielsweise eines großen Bilds, welches sich vollständig innerhalb der Anzeigefläche der Displayplatte 202 angezeigt werden kann.
Durch Ausführen einer Bedien-Nachweissteuerung ermittelt die Hauptsteuereinheit 220 eine benutzerseitige Bedienung, die über die Bedienelemente 207 erfolgt, empfängt eine Manipulation an einem Icon, wie oben erläutert wurde, oder eine Eingabe einer Zeichenkette in ein Eingabekästchen eines Fensters, wie oben erläutert wurde, und empfängt eine Anzeigebild-Scroll-Anforderung, die über eine Scroll-Leiste erfolgt.
Die Hauptsteuereinheit 220 besitzt ferner eine Berührfeld-Steuerfunktion, mit der die Hauptsteuereinheit 220 beurteilt, ob ein Ort einer Manipulation der Bedientafel 203 sich in einem gemeinsam erstreckenden Abschnitt (Anzeigebereich) befindet, der sich zusammen mit der Displayplatte 202 erstreckt, oder in dem übrigen Bereich befindet, das heißt dem Umfangsbereich (anzeigefreien Bereich), der sich nicht gemeinsam mit der Displayplatte 202 erstreckt, indem eine Betätigungs-Nachweissteuerung ausgeführt wird, und sie steuert die berührungsempfindlichen Flächen der Bedientafel 203 und die Anzeigepositionen von Softwaretasten.
Die Hauptsteuereinheit 220 kann außerdem eine Handbewegung auf der Bedientafel 203 nachweisen und eine voreingestellte Funktion abhängig von der nachgewiesenen Handbewegung ausführen. Die Handbewegung ist nicht eine bloße Berührung, sondern es kann sich um das Überstreichen einer Stelle mit einem Finger oder dergleichen handeln, was mehrere Positionen gleichzeitig spezifiziert, oder es kann sich um das Ziehen von Orten aus mehreren Positionen zu mindestens einer Position handeln, indem derartige Bedienaktionen kombiniert werden.
Die Kameraeinheit 208 besitzt eine AF-Funktion und enthält solche Einheiten der in 1 gezeigten Digitalkamera, die die externe Speichersteuereinheit 20, das Aufzeichnungsmedium 21, die Anzeigesteuereinheit 22, die Anzeigeeinheit 23 und die Bedieneinheit 14 ausschließen. Aufnahmebilddaten, die von der Kameraeinheit 208 erzeugt werden, lassen sich in der Speichereinheit 212 speichern, oder sie können über die Eingabe-/Ausgabeeinheit 213 oder die Drahtlos-Kommunikationseinheit 210 ausgegeben werden. Obschon in dem in 7 gezeigten Smartphone 200 die Kameraeinheit 208 in der gleichen Fläche eingebaut ist wie die Anzeige-/Eingabeeinheit 204, ist die Anbringstelle der Kameraeinheit 208 nicht auf diesen Ort beschränkt. Die Kameraeinheit 208 kann auch auf der Rückseite der Anzeige-/Eingabeeinheit 204 angeordnet sein.
Die Kameraeinheit 208 kann für verschiedene Funktionen des Smartphones 200 verwendet werden. Beispielsweise kann ein von der Kameraeinheit 208 aufgenommenes Bild auf der Displayplatte 202 angezeigt werden, oder kann als über die Bedientafel 203 erfolgte Bedieneingabe verwendet werden. Die GPS-Empfangseinheit 214 kann einen Ort dadurch ermitteln, dass sie auf ein Bild Bezug nimmt, welches von der Kameraeinheit 208 geliefert wird. Außerdem kann die Richtung einer optischen Achse der Kameraeinheit 208 des Smartphones 200 oder deren Einsatzumgebung beurteilt werden unter Bezugnahme auf ein von der Kameraeinheit 208 geliefertes Bild mit oder ohne Verwendung des dreiachsigen Beschleunigungssensors. Natürlich kann ein von der Kameraeinheit 208 geliefertes Bild in der Anwendungssoftware verwendet werden.
Darüber hinaus ist eine Arbeitsweise möglich, bei der Bilddaten eines Stehbilds oder eines beweglichen Bilds mit Ortsinformation versehen werden, die von der GPS-Empfangseinheit 214 erfasst wird, mit Audioinformation, die von dem Mikrophon 206 aufgenommen wird (diese kann von der Hauptsteuereinheit oder dergleichen mittels Audio-Text-Umwandlung auch in Textinformation umgewandelt werden), ferner Lageinformation, die von der Bewegungssensoreinheit 215 aufgenommen wird, oder irgendeine andere Art von Information, die dann in der Aufzeichnungseinheit 212 aufgezeichnet oder über die Eingabe-/Ausgabeeinheit 213 oder die Drahtlos-Kommunikationseinheit 210 ausgegeben wird.
Auch in dem Smartphone 200 mit dem obigen Aufbau lässt sich eine hohe Abbildungsqualität in der Weise realisieren, dass der Festkörper-Bildsensor 5 als Abbildungsvorrichtung der Kameraeinheit 208 verwendet wird und die Hauptsteuereinheit 220 den in 4 oder 6 dargestellten Arbeitsablauf ausführt.
Wie oben erläutert wurde, sind in der vorliegenden Spezifikation folgende Gegenstände offenbart:
Die offenbarte Bildaufnahmevorrichtung ist eine Bildaufnahmevorrichtung mit einer Abbildungsvorrichtung, die ein Motiv über eine Objektivvorrichtung aufnimmt, die eine Fokussierlinse enthält, umfassend eine Fokussiersteuereinheit, die selektiv eine von einer ersten Fokussiersteuerung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass diese durch ein Phasen-AF-Verfahren in eine Scharfstellung bewegt wird, und einer zweiten Fokussiersteuerung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass diese nach einem Kontrast-AF-Verfahren in einer Scharfstellung bewegt wird, ausführt; sie enthält außerdem eine Flimmernachweiseinheit, die ein Flimmern nachweist, wobei die Fokussiersteuereinheit entscheidet, welche von der ersten Fokussiersteuerung und der zweiten Fokussiersteuerung selektiv ausgeführt werden sollte, abhängig zumindest davon, ob die Flimmernachweiseinheit ein Flimmern nachgewiesen hat.
In der offenbarten Bildaufnahmevorrichtung wählt die Fokussiersteuereinheit die erste Fokussiersteuerung in einem Zustand aus, in welchem die Flimmernachweiseinheit ein Flimmern erkannt hat.
In der offenbarten Bildaufnahmevorrichtung enthält die Abbildungsvorrichtung mehrere erste Phasendifferenzpixel, die einen aus einem Paar von Lichtstrahlen aufnehmen, die durch unterschiedliche Bereiche einer Pupillenzone der Objektivvorrichtung hindurchgegangen sind, und mehrere zweite Phasendifferenz-Nachweispixel, die den anderen der paarweisen Lichtstrahlen aufnimmt. In einem Zustand, in welchem die Flimmernachweiseinheit Flimmern nachgewiesen hat, wählt die Fokussiersteuereinheit die erste Fokussiersteuerung aus, wenn eine Belichtungszeit der Abbildungsvorrichtung, die notwendig ist für die erste Fokussiersteuerung, kürzer oder gleich einem Schwellenwert ist, und sie wählt die zweite Fokussiersteuerung aus, wenn die Belichtungszeit länger als der Schwellenwert ist; die Fokussiersteuereinheit wählt das zweite Fokussiersteuerverfahren in einem Zustand aus, in welchem die Flimmernachweiseinheit ein Flimmern erkannt hat, die Fokussiersteuereinheit stellt eine Belichtungszeit der Abbildungsvorrichtung für jede einzelne Aufnahme, die für die zweite Fokussiersteuerung benötigt wird, auf ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus' des von der Flimmernachweiseinheit erkannten Flimmerns ein.
In der offenbarten Bildaufnahmevorrichtung wählt die Fokussiersteuereinheit die erste Fokussiersteuerung, bis sich ein Zustand eingestellt hat, bei dem die Flimmernachweiseinheit ein Flimmern erkennen kann.
Die offenbarte Bildaufnahmevorrichtung enthält außerdem eine Fokussiersteuerverfahren-Einstelleinheit, die eine von der ersten Fokussiersteuerung und der zweiten Fokussiersteuerung als Fokussiersteuerung auswählt, die bevorzugt auszuführen ist, abhängig von einer Manipulation auf einer Manipuliereinheit, wobei die Fokussiersteuereinheit das Steuerverfahren auswählt, welches von der Fokussiersteuerverfahren-Einstelleinheit in einem Zustand eingestellt wurde, in welchem die Flimmernachweiseinheit kein Flimmern nachgewiesen hat.
Das offenbarte Fokussiersteuerverfahren ist ein Fokussiersteuerverfahren innerhalb der Bildaufnahmevorrichtung mit einer Abbildungsvorrichtung, die ein Motiv über eine Objektivvorrichtung mit einer Fokussierlinse aufnimmt, umfassend einen Fokussiersteuerschritt des selektiven Ausführens einer von einer ersten Fokussiersteuerung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass die Fokussierlinse mit Hilfe eines Phasendifferenz-AF-Verfahrens in eine Scharfstellung bewegt wird, und einer zweiten Fokussiersteuerung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass die Fokussierlinse von einem Kontrast-AF-Verfahren in eine Scharfstellung bewegt wird; und einen Flimmernachweisschritt zum Nachweisen eines Flimmerns, wobei der Fokussiersteuerschritt zumindest abhängig davon, ob die Flimmernachweiseinheit ein Flimmern nachgewiesen hat, entscheidet, welches von der ersten Fokussiersteuerung und der zweiten Fokussiersteuerung selektiv auszuführen ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Erfindung ist nützlich bei Anwendung auf eine Bildaufnahmevorrichtung, zum Beispiel eine elektronische Vorrichtung mit einer Bildaufnahmefunktion (zum Beispiel Smartphones) und Digitalkameras.
Obschon die Erfindung anhand spezieller Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind verschiedene Abwandlungen möglich, ohne von dem technischen Konzept der hier offenbarten Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-256351 , eingereicht am 22. November 2012, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme inkorporiert ist.
Bezugszeichenliste

100: Objektivvorrichtung
200: Kameragehäuse
1: Aufnahmeobjektiv
5: Festkörper-Bildsensor
11: Systemsteuereinheit
12: Flimmernachweiseinheit
18: Kontrast-AF-Verarbeitungseinheit
19: Phasendifferenz-AF-Verarbeitungseinheit
51: Abbildungspixel
51R, 51L: Phasendifferenz-Nachweispixel

Claims

Bildaufnahmevorrichtung mit einem Bildsensor (5), der über eine eine Fokussierlinse aufweisende Objektivvorrichtung (100) ein Motiv aufnimmt, umfassend: eine Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19), die selektiv eine erste Fokussiersteuerung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass sie die Fokussierlinse mittels eines Phasendifferenz-AF-Verfahrens in eine Scharfstellung bewegt, oder eine zweite Fokussierstellung zum Steuern der Fokussierlinse derart, dass sie die Fokussierlinse mittels eines Kontrast-AF-Verfahrens in die Scharfstellung bewegt, ausführt, und eine Flimmernachweiseinheit (12), die ein Flimmern nachweist, wobei die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) mindestens abhängig davon, ob die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, entscheidet, welche von der ersten Fokussiersteuerung und der zweiten Fokussiersteuerung ausgeführt werden soll, wobei der Bildsensor (5) mehrere erste Phasendifferenznachweispixel (51R) enthält, die einen von einem Paar von Lichtstrahlen empfangen, die durch verschiedene Bereiche einer Pupillenzone der Objektivvorrichtung (100) hindurchgegangen sind, und mehrere zweite Phasendifferenznachweispixel (51L) enthält, die den anderen des Paares von Lichtstrahlen empfangen; in einem Zustand, in welchem die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) die erste Fokussiersteuerung auswählt, wenn eine Belichtungszeit des Bildsensors (5), die notwendig ist für die erste Fokussiersteuerung, kürzer oder gleich einem Schwellenwert ist, und die zweite Fokussiersteuerung auswählt, wenn die Belichtungszeit länger als der Schwellenwert ist; und wobei die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) das zweite Fokussiersteuerverfahren in einem Zustand auswählt, in welchem die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachgewiesen hat, die Fokussiersteuereinheit (11, 18, 19) eine Belichtungszeit des Bildsensors für jedes der mehreren Male, wenn eine Bildaufnahme für das zweite Fokussiersteuerverfahren notwendig ist, auf ein ganzzahliges Vielfaches eines Zyklus des von der Flimmernachweiseinheit (12) nachgewiesenen Flimmerns einstellt.
Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Fokussiersteuereinheit die erste Fokussiersteuerung auswählt, bis sich ein Zustand eingestellt hat, in welchem die Flimmernachweiseinheit (12) ein Flimmern nachweisen kann.