摄像设备及其控制方法

专利名称：摄像设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及诸如数字照相机等的摄像设备，尤其涉及如下的摄像设备及其控制方法和程序，其中该摄像设备用于利用根据拍摄时从摄像元件获得的校正数据生成用数据所生成的校正数据来对所拍摄图像数据进行校正。
背景技术：
通常，在诸如数字照相机或数字摄像机等的摄像设备中，将用于校正摄像元件的输出的校正数据预先保持在照相机中，并且使用该校正数据来对图像数据进行校正以获得质量良好的图像。然而，在摄像元件被长时间连续驱动的情况下，该摄像元件的温度上升并且特性改变。在摄像元件的特性改变的情况下，基于预先所保持的校正数据可能无法进行良好校正。为了解决如上所述的问题，例如，提供了具有如下结构的摄像设备，其中该结构在诸如温度等的拍摄时的条件发生改变的情况下重新生成校正数据(参见日本特开2005-57691)。

然而，日本特开2005-57691所述的摄像设备存在以下问题。在连续获得例如运动图像的图像数据的情况下，为了在摄像条件改变时重新生成校正数据，需要中断图像数据获得。因而，该问题在于:当再次生成校正数据时，所获得的图像存在间断。

发明内容
因此，本发明的一方面是提供如下的摄像设备及其控制方法，其中即使在摄像条件在运动图像拍摄时改变的情况下，该摄像设备也可以在没有中断图像数据获得的情况下对所拍摄图像数据进行校正。为了实现上述目的，本发明的一种摄像设备，包括:一种摄像设备，包括:摄像元件，其包括排列成二维矩阵形式的多个像素的像素阵列以生成图像信号，其中所述像素阵列包括第一区域和第二区域；生成部件，用于基于从所述第一区域的像素所读出的图像信号，来生成校正数据；存储部件，其包括存储器，并且用于将所述生成部件所生成的校正数据存储在与所读出的所述第一区域的像素在水平方向上的位置相对应的存储器地址中；校正部件，用于从与所述第二区域中所设置的水平方向的范围相对应的存储器地址中读出校正数据，并且使用所读出的校正数据来校正从所述第二区域中所设置的范围内的像素所读出的图像信号；以及更新部件，用于基于从与所述存储器的预定地址范围相对应的所述第一区域的水平方向的范围内的像素所读出的图像信号，来更新存储在所述预定地址范围中的校正数据，其中进行该更新的范围与所述第二区域中所设置的范围无关。为了实现上述目的，本发明的一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括摄像元件和存储器，所述摄像元件包括排列成二维矩阵形式的多个像素的像素阵列以生成图像信号，其中所述像素阵列包括第一区域和第二区域，所述控制方法包括以下步骤:生成步骤，用于基于从所述第一区域的像素所读出的图像信号，来生成校正数据；将所述生成步骤所生成的校正数据存储在与所读出的像素在水平方向上的位置相对应的存储器地址中；从与所述第二区域中所设置的水平方向的范围相对应的存储器地址中读出校正数据，并且使用所读出的校正数据来校正从所述第二区域中所设置的范围内的像素所读出的图像信号；以及基于从与所述存储器的预定地址范围相对应的所述第一区域的水平方向的范围内的像素所读出的图像信号，来更新存储在所述预定地址范围中的校正数据，其中进行该更新的范围与所述第二区域中所设置的范围无关。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。


包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的典型实施例、特征和方面，并和说明书一起用来解释本发明的原理。图1是示出根据本发明第一实施例的摄像设备的框图。图2是概念性示出根据本发明第一实施例的摄像元件的结构的图。图3是示出根据本发明的第一实施例和第二实施例的图像校正单元的结构的框图。图4是示意性示出根据本发明的第一实施例和第二实施例的图像校正单元的存储器结构的图。图5是示出根据本发明第一实施例的摄像设备的操作的流程图的图。图6A和6B是概念性示出根据本发明第一实施例的摄像元件的读出区域的配置的图。图7是概念性示出从根据本发明第一实施例的摄像元件读出的区域的图。图8A、8B、8C、8D、8E、8F、8G、8H和81是示意性示出根据本发明第一实施例的图像校正单元在存储校正数据时的存储器访问的图。图9A、9B、9C、9D、9E、9F、9G、9H和91是示意性示出根据本发明第一实施例的图像
校正单元在读取校正数据时的存储器访问的图。图10是概念性示出从根据本发明第一实施例的摄像元件读出的区域的图。图11A、11B、11C、11D、11E和IlF是示意性示出根据本发明第一实施例的图像校正单元在存储校正数据时的存储器访问的图。

图12A、12B、12C、12D、12E和12F是示意性示出根据本发明第一实施例的图像校正单元在读取校正数据时的存储器访问的图。图13是示出根据第二实施例的摄像设备的结构的框图。图14A和14B是概念性示出根据本发明第二实施例的摄像元件的结构的图。图15是示出根据本发明第二实施例的摄像设备的流程图的图。图16A和16B是概念性示出根据本发明第二实施例的摄像元件的读出区域的配置的图。图17是概念性示出从根据本发明第二实施例的摄像元件读出的区域的图。图18A、18B、18C、18D、18E、18F、18G、18H和181是示意性示出根据本发明第二实施例的图像校正单元在存储校正数据时的存储器访问的图。
图19A、19B、19C、19D、19E、19F、19G、19H和191是示意性示出根据本发明第二实施
例的图像校正单元在读取校正数据时的存储器访问的图。图20是概念性示出从根据本发明第二实施例的摄像元件读出的区域的图。图21A、21B、21C、21D、21E和21F是示意性示出根据本发明第二实施例的图像校正单元在存储校正数据时的存储器访问的图。图22A、22B、22C、22D、22E和22F是示意性示出根据本发明第二实施例的图像校正单元在读取校正数据时的存储器访问的图。图23是示出根据本发明第三实施例的图像校正单元的校正数据更新电路的结构的框图。图24是示出根据本发明第三实施例的摄像设备的操作的流程图的图。图25A和25B是概念性示出根据本发明第三实施例的摄像元件的读出区域的配置的图。图26是概念性示出根据本发明第三实施例的摄像设备的模式改变操作的图。图27是概念性示出从根据本发明第三实施例的摄像元件读出的区域的图。图28A、28B、28C、28D、28E、28F、28G、28H和281是示意性示出根据本发明第三实施例的图像校正单元在存储校正数据时的存储器访问的图。图29A、29B、29C、29D、29E、29F、29G、29H和291是示意性示出根据本发明第三实施
例的图像校正单元在读取校正数据时的存储器访问的图。
具体实施例方式现在将根据附图来详细说明本发明的典型实施例。第一实施例图1是示出根据本发明第一实施例的摄像设备的结构的框图。所例示的摄像设备具有拍摄运动图像的功能，并且包括用于拍摄被摄体的图像以获得图像信号的摄像元件100。也就是说，摄像元件100通过光电转换将被摄体的光学图像转换成电信号(模拟信号、即图像信号)。在该图中，从摄像元件100输出的模拟信号的增益由模拟前端(AFE) 102进行调整，并且根据预定的量化位将该信号转换成数字信号(图像数据)。摄像元件100和AFE102的驱动定时由时序发生器(TG) 101来控制。TGlOl自身通过CPU103执行控制程序来控制。RAM107是用于存储从AFE102输出的图像数据和后面所述的图像处理单元108处理后的图像数据的存储器(图像存储器)。RAM107还用作后面所述的CPU103的工作存储器。这里，RAM107用作图像存储器和工作存储器。然而，还可以使用其它存储器，只要该存储器的访问速度 水平不会引起问题即可。R0M105存储CPU103要执行的程序。在本实施例中，使用闪速ROM作为R0M105。然而，还可以使用其它存储器，只要该存储器的访问速度水平不会引起问题即可。CPU103载入存储在R0M105中的程序并且执行该程序，由此整体控制摄像设备。图像处理单元108对通过拍摄所获得的图像数据进行诸如校正和压缩等的处理，并且包括后面所述的图像校正单元300。记录单元109例如包括诸如非易失性存储器或硬盘等的记录介质，并且将诸如静止图像数据和运动图像数据等的图像数据以及与这些图像数据有关的信息记录在记录介质中。在所例示的图中，记录单元109包括在摄像设备内。作为代替，该单元可以是经由连接器以能够拆卸的方式安装的包括诸如非易失性存储器或硬盘等的记录介质的外部记录
>J-U装直。操作单元104用于在对CPU103进行拍摄命令和摄像条件等的设置时输入用户的指示和设置信息。显示单元106在CPU103的控制下显示通过拍摄所获得的静止图像和运动图像以及菜单画面。图2概念性示出摄像元件100的结构。在图2中，该摄像元件包括:作为光电转换元件的像素的以二维矩阵形式排列的像素阵列IOOa ;垂直选择电路100d，用于选择像素阵列IOOa的行；以及水平选择电路100c，用于选择像素阵列IOOa的列。摄像元件100还包括读出电路100b，其中该读出电路IOOb用于从排列在像素阵列IOOa内的像素中读出垂直选择电路IOOd和水平选择电路IOOc所选择的像素的信号。像素阵列IOOa包括:第一区域，其包括遮光像素(光学黑，0B)的阵列；以及第二区域，其包括开口像素的阵列。垂直选择电路IOOd选择像素阵列IOOa的行，并且基于从CPU103输出的水平同步信号来使从TGlOl输出的读出脉冲对该选择行有效。读出电路IOOb针对各列包括放大器和存储器。将该选择行上的像素信号以列为单位经由放大器存储在存储器中。水平选择电路IOOc在列方向上顺次选择存储在存储器中的一行的图像信号，并且将该行的图像信号经由放大器IOOe输出至外部。因此，可以选择性地读出像素阵列IOOa中的像素。 针对像素阵列IOOa的行的数量重复该操作，由此输出所有像素的信号。本实施例的摄像元件100的水平选择电路IOOc可以基于该设置，在CPU103的控制下来选择读取图像信号的像素的列的多个范围。例如，在包括第0列 第n列的像素阵列中，仅可以读出第0列 第k列和第m列 第n列。同样，垂直选择电路IOOd读取图像信号；然而，该电路可以选择像素在垂直方向上的范围、即行的范围。本实施例采用对OB区域和未被遮光的像素区域各自单独设置读出范围的结构。该设置可以预先设置在CPU103中。此外，操作单元104可以适当地设置或改变这些设置。然而，在本实施例中，操作单元104也对未被遮光的像素的读出区域设置这些设置。在从TGlOl输入的未示出的OB像素选择脉冲处于高电平(高)的情况下，对垂直选择电路IOOd进行控制从而顺次选择OB像素的像素行，并且在选择了最后行之后，再次选择OB像素的第一行(循环操作)。例如，在第5行 第14行是OB像素的情况下，当OB像素选择脉冲为高时，对顺次选择第5行、第6行、…、第14行并且随后再次选择第5行、第6行、…、第14行的操作进行重复。对这种(循环)操作重复10次，从而输出100行的OB像素信号。如上所述，这些操作通过CPU103执行程序来进行控制。图3是示出图1所示的图像处理单元108中所包括的图像校正单元300的结构的示例的框图。在图3中，存储器301存储图像的各列的校正数据。校正数据生成电路304使用输入数据(图像数据)和临时存储在存储器301中的计算过程的数据来生成像素排列的各列的校正数据。针对各列重复用于生成校正数据的处理，去除已存储在存储器301中的校正数据，并且随后将最终的校正数据写入存储器301中。
地址指定电路303基于从图像位置指定电路302输出的图像位置信息来向存储器301输出地址。存储器301输出所输入的地址位置中所存储的数据。这些操作在图像数据的校正时或校正数据的生成和更新时使图像数据的列与校正数据的地址相关联。图4示出摄像元件100的像素阵列IOOa的列与校正数据的地址之间的关联性的示例。图像位置指定电路302将与输入至图像校正单元300的图像数据和像素阵列IOOa的第K列 第L列的关联性有关的信息输出至地址指定电路303。该地址指定电路基于所输入的信息来向存储器301输出地址Α(ΓΑ1。存储器301输入和输出存储在地址Α(ΓΑ1中的数据，并且针对第K列 第L列各自生成和更新校正数据并对图像数据进行校正。同样，在将第M列 第N列的数据输入至图像校正单元300的情况下，将与输入至图像校正单元300的图像数据和像素阵列IOOa的第M列 第N列的关联性有关的信息输出至地址指定电路303。该地址指定电路基于所输入的信息来向存储器301输出地址m存储器301接受和输出所输入的地址A2 A3中所存储的数据，并且针对第M列 第N列各自生成和更新校正数据并对图像数据进行校正。当更新校正数据时，向校正数据更新电路305输入数据并且输入与要更新的列相对应的地址中所存储的校正数据。校正数据更新电路305基于预定处理来更新该校正数据。在完成了该更新处理之后，选择器307选择要从校正数据更新电路输出的数据并且该数据被再次存储在存储有要更新的校正数据的地址中。当校正图像数据时，将与要校正的列相对应的地址中所存储的校正数据输入至校正电路306。校正电路306使用该校正数据来对图像数据进行预定处理以校正该图像数据，并且输出该数据作为校正后的图像数据。图5示出根据本实施例的摄像设备的操作的流程图。参考图5，以下将说明根据本实施例的摄像设备的操作。在本实施例中，假定`用户选择切出和显示画面的一部分的裁剪模式(crop mode)作为运动图像拍摄模式。在操作单元104的操作开始运动图像拍摄之后，在步骤S501中，CPU103对TGlOl进行如下设置(循环设置):在用于读出图像信号的时间段内，使OB像素选择脉冲仅在预定时间处于高电平。接着，在步骤S502中，CPU103对水平选择电路IOOc设置水平方向上的读出区域(列的范围)。图6A是示意性示出摄像元件100的像素阵列IOOa的像素结构和读出区域的配置的图。该图中的阴影部表示排列有遮光像素的像素区域。由水平方向上的范围H2 H7和垂直方向上的范围V(TV1所定义(设置)的区域是VOB区域并且被分割成三个区域VOB (a)、VOB(b)和VOB(C)。利用水平方向上的符号Η(ΓΗ1和垂直方向上的符号V(TV2所定义的区域是HOB区域，其中这些HOB区域包括HOB(O)、以及与后面所述的裁剪区域的行范围相同的行范围中的HOB(I)。如上所述，摄像元件100可以从像素阵列IOOa中选择所读出的行和列的范围，并且在步骤S502中将所读出的行和列的范围设置为HOB区域和VOB (a)。随后，在步骤S503中，CPU103开始用于从像素阵列IOOa读出图像信号的操作。在进行读出时，OB像素选择脉冲在预定时间段内处于高电平，由此重复读出垂直方向上的区域V(TV1(循环操作)。结果，所读出的图像包括如图7所示那样HOB(O)重复出现的HOB循环区域以及从VOB(a)循环区域所读出的图像信号700。该图像由AFE102转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将该图像数据输入至校正数据生成电路304，并且基于预定处理来针对各列生成校正数据。图8A 8I是示意性示出生成校正数据时所访问的存储器地址的图。将所生成的H(TH1的各列的校正数据存储在图8A的阴影部所示的地址h(Thl中。将VOB(a)区域的范围H2 H3中的各列的校正数据存储在地址h2 h3中。地址h0与像素阵列IOOa的HO列相对应，并且地址h2与H2列相对应。地址h(Thl中的校正数据的数量与H(TH1的列数相同。同样，地址h2 h3中的校正数据的数量与H2 H3的列数相同。接着，在步骤S504中，CPU103判断校正数据生成是否完成。此时，完成了针对摄像元件100的H(TH3的列的校正数据生成，但没有生成H4 H7的列的校正数据。因此，该处理返回至步骤S502。在步骤S502中，CPU103将像素阵列IOOa中读出图像信号的列的范围设置为HOB区域和VOB (b)。随后，在步骤S503中，CPU103使摄像元件100开始用于读出图像信号的操作。在进行读出时，OB像素选择脉冲在预定时间段内处于高电平，并且重复读出垂直方向上的区域V(TV1(循环操作)。结果，所读出的图像信号包括如图7所示那样从HOB(O)重复出现的HOB循环区域以及VOB(b)循环区域所读出的图像信号710。该图像信号由AFE102转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将该图像数据输入至校正数据生成电路304，并且基于预定处理来生成校正数据。已经生 成了 H(TH1的列的校正数据。因此，在该步骤中没有生成数据。将此时生成的校正数据存储在与VOB(b)区域中的H4 H5的列相对应的地址h4 h5(图SB的阴影部)中。地址h4 h5中的校正数据的数量与H4 H5中所包括的列数相同。接着，在步骤S504中，CPU103判断校正数据生成是否完成。此时，完成了针对摄像元件100的H(TH5的列的校正数据生成，但没有生成H6 H7的列的校正数据。因此，该处理返回至步骤S502。随后，与上述操作相同，将VOB(C)区域中的H6 H7的列的校正数据存储在存储器的地址h6 h7中。完成了针对像素阵列的所有列的校正数据生成。因此，步骤S504的判断进入步骤S505。在步骤S505中，CPU103对TGlOl进行如下设置(非循环设置):在读出时间段内，使OB像素选择脉冲在预定时间处于低电平。接着，在步骤S506中，在未被遮光的像素(开口像素)中选择读出像素范围。如上所述，在本实施例中，根据用户对操作单元104所进行的操作来预先指定要读出图像信号的像素范围(裁剪区域)。CPU103基于该指定来对摄像元件100进行用于读出图6A所示那样由列范围H8 H9和行范围V3 V4所定义的裁剪(A)区域的设置。随后，在步骤S507中，将VOB的读出范围设置为VOB (a)区域。如稍后所述，该设置用于获得对存储在存储器中的校正数据进行更新所用的图像信号。更具体地，设置了HOB(O)区域、HOB (I)区域、VOB (a)区域和裁剪(A)区域。在该设置之后，在步骤S508中，CPU103使摄像元件100开始读出操作。如图7所示，所读出的图像信号包括从HOB(O)区域、HOB(I)区域、VOB(a)区域和裁剪(A)区域所读出的图像信号740。该图像信号由AFE102转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将HOB(O)区域和VOB(a)区域中的图像数据输入至校正数据更新电路305，并且基于预定处理来更新校正数据。图8D示出更新时所访问的存储器地址。当更新HOB (O)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h(Thl中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址h(Thl中。当更新VOB(a)区域中的校正数据时，从存储器301输出存储在地址h2 h3中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址h2 h3中。如上所述，基于更新后的校正数据，针对各列来校正裁剪㈧区域中的图像数据。图9D示出校正时要访问的存储器地址。当校正HOB(I)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h(Thl中的校正数据并且针对各列来校正图像数据。当校正裁剪(A)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h8 h9中的校正数据并且针对各列来校正图像数据。地址h8与像素阵列IOOa的H8列相对应。地址h9与该像素阵列的H9列相对应。地址hfh9中的校正数据的数量与H8 H9中所包括的像素数相同。根据上述操作，在一·次读出(一帧)中，在更新了 VOB(a)区域中的校正数据之后，可以对裁剪(A)区域中的图像数据进行校正。接着，在步骤S509中，CPU103判断拍摄是否完成。在没有完成的情况下，该处理进入步骤S510。在步骤S510中，判断用户是否改变裁剪区域。在没有改变裁剪区域的情况下，该处理返回至步骤S507并且读出下一帧。在步骤S507中，将VOB(b)设置为下一帧中要读出的VOB区域。该设置用于更新VOB区域中的校正数据(地址h4li5)。更具体地，设置了 HOB(O)区域、HOB(I)区域、V0B(b)区域和裁剪(A)区域。在该设置之后，在步骤S508中，CPU103使摄像元件100开始像素读出操作。如图7所示，所读出的图像信号包括从HOB(O)区域、HOB(I)区域、V0B(b)区域和裁剪(A)区域所读出的图像信号750。该图像信号由AFE102转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将HOB(O)区域和V0B(b)区域中的图像数据输入至校正数据更新电路305并且基于预定处理来更新校正数据。图SE示出更新时所访问的存储器地址。当更新HOB(O)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h(Thl中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址h(Thl中。当更新V0B(b)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h4li5中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址h4li5中。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正裁剪(A)区域中的图像。图9E示出校正时要访问的存储器地址。当校正HOB(I)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h(Thl中的校正数据并且针对各列来校正图像数据。当校正裁剪(A)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h8 h9中的校正数据并且针对各列来校正图像数据。同样，在裁剪区域没有改变的情况下，在下一帧中选择VOB(C)并以图7的附图标记760所示那样进行读出，并且更新校正数据(图8F)和校正图像数据(图9F)。在用户改变裁剪区域之前，以如图7的附图标记77(T790所示那样顺次改变和设置用于更新校正数据的VOB区域，重复用于读出图像信号的操作，并且更新校正数据和校正图像数据。在步骤S510中，在判断为裁剪区域改变的情况下，该处理返回至步骤S506并且CPU103针对摄像元件100重新设置所读出的开口像素区域。图6B示出这种情况下的区域。改变后的裁剪区域具有水平方向上的范围HKTHll和垂直方向上的范围V3H在图10的附图标记1030所示的时刻处，假定在步骤S506中判断出裁剪区域的改变。因此重复该操作。图10中的附图标记101(T1060所示的时刻与后面所述的图1lAllF和图12A 12F相对应。随后，在步骤S507中，进行用于读出VOB(C)区域作为VOB的读出列的设置。该设置用于在读出前一帧时更新了 VOB (b)中的校正数据之后、更新下一 VOB (c)的校正数据。更具体地，将HOB( O)区域、HOB⑴区域、VOB (c)区域和裁剪⑶区域设置为读出区域。在该设置之后，在步骤S508中，CPU103使摄像元件100开始进行用于读出图像信号的操作。如图10所示，所读出的图像信号是从HOB(O)区域、HOB(I)区域、VOB(C)区域和裁剪(B)区域所读出的图像信号1030。该图像信号1030由AFE102转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将HOB(O)区域和VOB(C)区域中的图像数据输入至校正数据更新电路305，并且基于预定处理来更新校正数据。图1lC示出更新时所访问的存储器地址。当更新HOB(O)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h(Thl中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址h(Thl中。当更新VOB(C)区域中的图像数据时，从存储器301输出存储在地址h6 h7中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址h6 h7中。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正裁剪(B)区域中的图像数据。图12C示出校正时要访问的存储器地址。当校正HOB(I)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址h(Thl中的校正数据并且针对各列来校正图像数据。当校正裁剪(B)区域中的数据时，从存储器301输出存储在地址hl(Thll中的校正数据，并且针对各列来校正图像数据。随后，在裁剪区域没有改变的情况下，进行步骤S509和步骤S510的处理以重复帧的读出(图10的1040 1060)。将所读出的并且校正后的各帧的图像数据存储在RAM107中，并且随后由图像处理单元108进行压缩并作为运动图像存储在记录单元109中。如上所述，各帧的读出时要读出的VOB区域按VOB (a)、VOB (b)和VOB (C)顺次改变。使用从各VOB区域读出的图像数据来生成和更新校正数据，并且将该校正数据存储在与该区域相对应的存储器地址中。因此，可以在总是更新针对摄像元件100的像素阵列IOOa中的所有列的校正数据的同时将这些校正数据保持在存储器中。当校正图像数据时，可以通过访问与要校正的像素数据的像素阵列上的列相对应的存储器地址，针对各列来校正图像数据。
根据上述结构，即使在裁剪区域改变的情况下，仅访问与改变后的裁剪区域中的各像素列相对应的存储器地址也使得能够基于与图像数据的列相对应的校正数据来进行校正。因此，可以防止由于重新生成校正数据而导致图像数据的帧消失。第二实施例接着，将说明本发明的第二实施例。图13是示出根据本发明第二实施例的摄像设备的结构的框图。所例示的摄像设备具有用于使用自动调焦(AF)功能(焦点检测单元)来拍摄运动图像的功能，并且包括用于拍摄被摄体的图像并且获得图像信号的摄像元件1300。摄像元件1300包括用于通过光电转换将被摄体的光学图像转换为电信号(模拟信号、即图像信号)的像素排列。根据本实施例的摄像设备的摄像元件具有如下像素结构，其中该像素结构包括后面所述的两个光电转换元件(A和B)以使得能够读出进行AF功能所用的图像信号。因此，该摄像元件具有如下结构，其中该结构可以输出光电转换元件A的图像信号(A图像信号)、光电转换元件B的图像信号(B图像信号)或者A+B图像信号。在本实施例中，仅读出A+B图像信号和A图像信号使得能够根据预定处理来计算B图像信号。因此，读出了 A图像信号和A+B图像信号。使用A+B图像信号作为图像信号。从A+B图像信号中减去相应像素的A图像信号以创建B图像信号，其中该B图像信号连同A图像信号一起用于进行AF计算。因此，采用了如下结构:针对A图像信号和A+B图像信号，分别生成和更新校正数据。在该图中，从摄像元件1300输出的模拟信号的增益由模拟前端(AFE) 1302进行调整，并且根据预定的量化位将该信号转换成数字信号(图像数据)。摄像元件1300和AFE1302的驱动定时由时序发生器(TG) 1301来控制。TG1301自身通过CPU1303执行控制程序来控制。

RAM1307是用于存储从AFE1302输出的图像数据和后面所述的图像处理单元1308处理后的图像数据的存储器。RAM1307还用作后面所述的CPU1303的工作存储器。这里，RAM1307用作图像存储器和工作存储器。然而，还可以使用其它存储器，只要该存储器的访问速度水平不会引起问题即可。R0M1305存储CPU1303上要执行的程序。在本实施例中，使用闪速ROM作为R0M1305。然而，代替闪速ROM还可以使用其它存储器，只要该存储器的访问速度水平不会引起问题即可。CPU1303载入存储在R0M1305中的程序，并且执行该程序，由此整体控制摄像设备。图像处理单元1308对通过拍摄所获得的图像数据进行诸如校正和压缩等的处理，并且包括后面所述的图像校正单元300。记录单元1309例如包括诸如非易失性存储器或硬盘等的记录介质，并且将诸如静止图像数据和运动图像数据等的图像数据以及与这些图像数据有关的信息存储在该记录介质中。在所例示的示例中，记录单元1309包括在摄像设备中。作为代替,该单元可以是经由连接器以能够拆卸的方式安装的包括诸如非易失性存储器或硬盘等的记录介质的外部记录装置。操作单元1304用于在对CPU1303进行拍摄命令和摄像条件等的设置时输入用户的指示和设置信息。显示单元1306在CPU1303的控制下显示通过拍摄所获得的静止图像和运动图像以及菜单画面。第一透镜组1319配置在拍摄光学系统(聚焦光学系统)的前端处，并且以在光轴方向上能够前后移动的方式所保持。光圈1318调节开口直径以进行拍摄时的光量调节。还配置有第二透镜组1317。光圈1318和第二透镜组1317 —体地在光轴方向上前后移动，并且与第一透镜组1319的前后移动操作相协作以进行变倍操作(变焦功能)。第 三透镜组1316通过在光轴方向上前后移动来调节焦点。焦平面快门1311在静止图像拍摄时调节曝光时间。本实施例采用焦平面快门对摄像元件1300的曝光时间进行调节的结构。然而，该结构不限于此。作为代替，可以采用摄像元件1300包括电子快门功能并且在CPU1303的控制下根据控制脉冲来调节曝光时间的结构。调焦驱动单元1312基于AF运算单元1310的焦点检测结果来控制调焦致动器1314的驱动，并且驱动第三透镜组1316以在光轴方向上前后移动从而调节焦点。光圈驱动单元1313对光圈致动器1315的驱动进行控制以控制光圈1318的开口。图14A概念性示出摄像元件1300的结构。在图14A中，该摄像元件包括:作为光电转换元件的像素的以二维矩阵形式排列的像素阵列1300a ;垂直选择电路1300d，用于选择像素阵列1300a的行；以及水平选择电路1300c，用于选择像素阵列1300a的列。摄像元件1300包括读出电路1300b，其中该读出电路1300b用于在排列在像素阵列1300a内的像素中读取垂直选择电路1300d和水平选择电路1300c所选择的像素的信号。像素阵列1300a的像素排列的一部分包括遮光像素(OB)的排列。垂直选择电路1300d选择像素阵列1300a的行，并且基于从CPU1303输出的水平同步信号来使从TG1301输出的读出脉冲对该选择行有效。读出电路1300b针对各列包括放大器和存储器。将所选择的行上的像素信号以列为单位经由放大器存储在存储器中。水平选择电路1300c在列方向上顺次选择存储在存储器中的一行的图像信号，并且将该行的图像信号经由放大器1300e输出至外部。针对像素阵列1300a的行的数量重复该操作，由此将所有像素的信号输出至外部。在从TG1301输入的未示出的OB像素选择脉冲处于高电平(高)的情况下，对垂直选择电路1300d进行控制从而顺次选择OB像素的像素行，并且在选择了最后行之后，再次选择OB像素的第一行(循环操作)。例如，在第5行 第14行是OB像素的情况下，当OB像素选择脉冲为高时，对顺次选择第5行、第6行、…、第14行并且随后再次选择第5行、第6行、…、第14行的操作进行重复。对这种操作重复10次，从而输出100行的OB像素信号。如上所述，这些操作通过CPU1303执行程序来进行控制。考虑到图14B所示的像素阵列的结构，根据本实施例的摄像元件1300在输出图像的同时还输出相位差测距所用的数据。图14B概念性示出像素阵列1300a的像素的排列结构。像素阵列1300a包括以二维矩阵形式排列的多个像素以提供二维图像。该图示出微透镜1300f以及光电转换所用的光电二极管(ro)i300g和I300h。各像素包括两个ro。在各像素上方配置有一个微透镜。这些像素配置在水平方向和垂直方向上。在下文，假定左侧roi300g的信号被认为是A图像数据，并且右侧roi300h的信号被认为是B图像数据。如上所述，摄像元件1300可以控制像素读取以使得能够输出A图像数据、B图像数据或A+B图像数据。读出A+B图像信号和A图像信号使得能够根据预定处理来计算B图像信号。因此，读出A图像信号和A+B图像信号。使用A+B图像信号作为图像信号。从A+B图像信号中减去相应像素的A图像信号，由此创建B图像信号，其中该B图像信号连同A图像信号一起用于后面所述的自动调焦(AF)操作。关于读出A图像信号的像素区域(AF区域)的列，用户对操作单元1304所进行的操作可以改变摄像元件1300的设置。此外，可以将OB部的A图像信号的读出区域与开口像素区域分开设置。这些设置可以预先配置在CPU1303中或者可被配置成利用操作单元1304进行适当地设置或改变。在本实施例中，可以对未被遮光的像素的读出区域进行利用操作单元1304的设置。图像处理单元1308包括第一实施例所述的图像校正单元300。因此，在以下说明中，用于将所生成或更新后的校正数据存储在存储器中的存储地址与像素阵列的各列之间的对应关系的控制结构与第一实施例相同。图15是示出根据本实施例的摄像设备的操作的流程图。参考图15，将说明根据本实施例的摄像设备的操作。在操作单元1304的操作开始运动图像拍摄之后，在步骤S1501中，CPU1303对TG1301进行如下设置(循环设置):在用于读出图像信号的时间段内，使OB像素选择脉冲仅在预定时间处于高电平。接着，在步骤S1502中，CPU1303对水平选择电路1300c设置水平方向上的读出区域(列的范围)。 以像素阵列的各行为单位读出图像信号。在本实施例中，在图像信号的读出时，读出在水平方向上设置了列区域的A图像信号并且随后读出A+B图像信号。这里，进行与A图像信号的VOB区域有关的设置。A+B图像的读出区域是整个开口像素区域。图16A是概念性示出像素阵列1300a的像素排列结构和读出区域的配置的图。由水平方向上的范围Η(ΓΗ5和垂直方向上的范围V(TV1所定义的区域是VOB区域并且被分割成(设置为)三个区域VOB (a)、VOB (b)和VOB (c)。如上所述，摄像元件1300可以选择像素阵列1300a中列的读出范围，并且在步骤S1502中，CPU1303对摄像元件1300进行设置，以使得与VOB区域有关的A图像信号的列的读出范围是VOB(a)。更具体地，设置A图像信号的VOB(a)循环区域以及A+B图像信号的VOB (a)循环区域、VOB (b)循环区域和VOB(C)循环区域。随后，在步骤S1503中，CPU1303使摄像元件1300开始进行用于读出图像信号的操作。在进行读出时，OB像素选择脉冲在预定时间段内处于高电平，由此重复读出垂直方向上的区域VO和Vl (循环操作)。结果，如图17所示，所读出的图像1710包括A图像信号的VOB(a)循环区域以及A+B图像信号的VOB(a)循环区域、VOB(b)循环区域和VOB(c)循环区域。图17的附图标记171(Tl790所示的时刻与后面所述的图18Α 181和图19Α 191
相对应。该图像由AFE1302转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将该图像数据输入至校正数据生成电路304，并且基于预定处理、针对像素阵列的各列来生成校正数据。图18A是示意性示出生成校正数据时所访问的存储器301的地址的图。将所生成的作为VOB(a)区域的H(TH1列的A图像数据的校正数据存储在地址a(Tal中。将作为VOB(a)区域、VOB(b)区域和VOB(C)区域的HOlB列的A+B图像数据的校正数据存储在地址a6 all中。接着，在步骤S1504中，CPU1303判断校正数据生成是否完成。此时，完成了摄像元件1300的HOll列的A图像数据的校正数据的生成，但没有生成H2 H5列的A图像数据的校正数据。因此，该处理返回至步骤S1502。在步骤S1502中，CPU1303针对摄像元件1300，将读出与VOB区域有关的A图像信号的列的范围设置为VOB(b)。更具体地，设置了 A图像信号的VOB(b)循环区域以及A+B图像信号的VOB (a)循环区域、VOB (b)循环区域和VOB (c)循环区域。随后，在步骤S1503中，CPU1303使摄像元件1300开始进行用于读出图像数据的操作。在进行读出时，OB像素选择脉冲在预定时间段内处于高电平，并且重复读出垂直方向上的区域V(TV1 (循环操作)。结果，如图17所示，所读出的图像信号包括从A图像信号的VOB(b)循环区域以及A+B图像信号的VOB(a)循环区域、VOB(b)循环区域和VOB(c)循环区域所读出的图像信号1720。该图像由AFE1302转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将该图像数据输入至校正数据生成电路304，并且基于预定处理来生成校正数据。图18B是示意性示出校正值生成时所访问的存储器地址的图。将所生成的作为VOB(b)区域的H2 H3列上的A图像数据的校正数据存储在地址a2 a3中。这里，已生成了H(TH5的A+B图像数据的校正数据。因此，没有生成和存储校正数据。
·
接着，在步骤S1504中，CPU1303判断校正数据生成是否完成。此时，完成了像素阵列1300a的H(TH3列的A图像信号的校正数据生成，但没有生成H4 H5列的A图像信号的校正数据。因此，该处理返回至步骤S1502。随后，与上述操作相同，生成VOB(C)区域中的H4 H5列的校正数据并且将该校正数据存储在存储器地址a4 a5中。随后，在步骤S1504中，判断为完成了针对所有列的校正数据的生成。该处理进入步骤S1505。在步骤S1505中，CPU1303对TG1301进行如下设置(非循环设置):在读出时间段内，使OB像素选择脉冲在预定时间处于低电平。接着，在步骤S1506中，从未被遮光的像素(开口像素)中选择读出A图像信号的读出像素范围。如上所述，在本实施例中，根据用户对操作单元1304所进行的操作来预先指定进行自动调焦的区域(AF区域)。基于该指定，CPU1303对摄像元件1300进行如下设置:读出由图16A所示的列范围H6 H7和行范围V2 V3所定义的A图像信号的区域。随后，在步骤S1507中，CPU1303针对摄像元件1300，将与VOB区域有关的A图像信号的列的读出范围设置为VOB(a)。该设置用于更新存储在存储器中的A图像信号的校正数据。
除了这些设置以外，针对A+B图像，设置A+B图像信号的VOB(a)区域、VOB(b)区域和VOB(C)区域以及作为A+B图像信号的开口区域的A+B图像区域。在该设置之后，在步骤S1508中，CPU1303使摄像元件1300开始进行读出操作。所读出的图像信号包括从如图17所示所设置的各区域中读出的图像信号1740。也就是说，该信号包括从A图像数据的VOB (a)区域、A+B图像数据的VOB (a)区域、VOB (b)区域和VOB (c)区域、作为A图像数据的开口像素区域的A图像(A)区域以及作为A+B图像数据的开口区域的A+B图像区域所读出的图像信号。该图像由AFE1302转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将VOB (a)区域中的A图像数据输入至校正数据更新电路305，并且基于预定处理来更新校正数据。图18D示意性示出更新时所访问的存储器地址。当更新A图像数据的校正数据时，从存储器301输出存储在地址a(Tal中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址a(Tal中。当更新A+B图像数据的校正数据时，从存储器301输出存储在地址a6、ll中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址a6 a 11中。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A图像
(A)区域中的图像数据。图19D示意性示出校正时要访问的存储器地址。从存储器301输出存储在地址al2、13中的校正数据。针对各列来校正作为开口像素区域的A图像(A)区域中的图像数据。地址al2与摄像元件1300的H6列相对应。地址al3与H7列相对应。地址al2 al3的校正数据的数量与范围H6 H7中的列数相同。基于如上所述更 新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A+B图像区域中的图像数据。从存储器301输出存储在图19D所示的地址a6、ll中的校正数据。针对各列来校正作为开口像素区域的A+B图像区域中的图像数据。地址a6与像素阵列1300a的HO列相对应。地址all与H5列相对应。地址a6 all中的校正数据的数量与范围Η(ΓΗ5中的列数相同。根据上述操作，在一次读出(一帧)中，在更新了 VOB区域中的图像信号的校正数据之后，可以对图像数据进行校正。接着，在步骤S1509中，进行AF操作。将校正后的图像数据输入至AF运算单元1310。根据A图像数据和Α+Β图像数据来生成B图像数据。对A图像数据和B图像数据进行预定运算以计算散焦量。AF运算单元1310将所计算出的散焦量输出至调焦驱动单元1312。调焦驱动单元1312基于从AF运算单元1310所获得的散焦量来计算第三透镜组1316的移动量，并且向调焦致动器1314输出驱动命令。第三透镜组1316被调焦致动器1314移动至聚焦位置以在摄像元件1300的拍摄光学系统中实现聚焦状态。接着，在步骤S1510中，CPU1303判断拍摄是否完成。在没有完成的情况下，该处理进入步骤S1511。在步骤S1511中，判断用户是否改变AF区域。在AF区域没有改变的情况下，该处理返回至步骤S1507。接着，在步骤S1507中，CPU1303针对摄像元件1300，将读出与VOB区域有关的A图像数据的列设置为VOB(b)。该设置用于从前一帧起顺次更新存储在存储器中的A图像信号的校正数据。
除该设置以外，针对A+B图像，设置A+B图像信号的VOB(a)区域、VOB(b)区域和VOB(C)区域以及作为A+B图像信号的开口区域的A+B图像区域。在该设置之后，在步骤S1508中，CPU1303使摄像元件1300开始进行读出操作。如图17所示，所读出的图像信号包括从所设置的各区域所读出的图像信号1750。也就是说，该信号包括从A图像数据的VOB (b)区域、A+B图像数据的VOB (a)区域、VOB (b)区域和VOB(C)区域、作为A图像数据的开口像素区域的A图像(A)区域、以及作为A+B图像数据的开口区域的A+B图像区域所读出的图像信号。该图像信号由AFE1302转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将VOB (b)区域中的A图像数据输入至校正数据更新电路305，并且基于预定处理来更新校正数据。图18E示出更新时所访问的存储器地址。当更新A图像数据的校正数据时，从存储器301输出存储在地址a2 a3中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址a2、3中。当更新A+B图像数据的校正数据时，从存储器301输出存储在地址a6 all中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址a6 all中。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A图像(A)区域中的图像数据。图19E示出校正时要访问的存储器地址。从存储器301输出存储在地址al2、13中的校正数据，并且该校正数据用于针对各列来校正作为开口像素区域的A图像(A)区域中的图像数据。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A+B图像区域中的图像数据。从存储器301输出存储在图19E所示的地址a6、ll中的校正数据，并且针对各列来校正作为开口像素区域的A+B图像区域中的图像数据。随后，在步骤S1509中，以与上述操作相同的方式进行AF操作。同样，选择VOB(C)作为读出与VOB区域有关的A图像数据的列，以图17的附图标记1760所示那样读出VOB( C)，并且更新校正数据(图18F)和校正图像数据(图19F)。随后，进行AF操作。在用户改变AF区域之前，以图17的附图标记176(T1790所示那样重复进行读出，由此顺次进行校正数据的更新、图像数据的校正和AF操作。在步骤S1511中判断为AF区域改变的情况下，该处理返回至步骤S1506，并且CPU1303针对摄像元件1300重新设置要读出的A图像数据的开口像素区域。图16B示出改变后的AF区域。假定该AF区域的范围为水平方向上的H8 H9和垂直方向上的V2 V3。在图20的附图标记2030所示的时刻处，假定在步骤S1511中AF区域改变。因此重复上述操作。图20的附图标记201(T2060所示的时刻与后面所述的图21A 21F和图22A 22F相对应。随后，在步骤S1507中，CPU1303针对摄像元件1300，将读出与VOB区域有关的A图像数据的列设置为VOB(C)。该设置用于在读出前一帧时更新了 VOB(C)中的校正数据之后、更新下一 VOB(C)中的校正数据。除这些设置以外，针对A+B图像，设置A+B图像信号的VOB(a)区域、VOB(b)区域和VOB(C)区域以及作为A+B图像信号的开口区域的A+B图像区域。在该设置之后，在步骤S1508中，CPU1303使摄像元件1300开始进行读出操作。
如图20所示，所读出的图像信号包括从如上所述设置的各区域所读出的图像信号2030，也就是说，该信号包括从A图像数据的VOB (c)区域、A+B图像数据的VOB (a)区域、VOB(b)区域和VOB(c)区域、作为A图像数据的开口像素区域的A图像⑶区域、以及作为A+B图像数据的开口区域的A+B图像区域所读出的图像信号。该图像信号由AFE1302转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将VOB (c)区域中的A图像数据输入至校正数据更新电路305中，并且基于预定处理来更新校正数据。图21C示出更新时要访问的存储器地址。当更新A图像数据的校正数据时，从存储器301输出存储在地址a4 a5中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址a4、5中。当更新A+B图像数据的校正数据时，从存储器301输出存储在地址a6、ll中的校正数据，更新该校正数据并且随后将该校正数据再次存储在地址a6 all中。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A图像
(B)区域的图像数据。图22C示出校正时要访问的存储器地址。从存储器301输出存储在地址al3、14中的校正数据，并且针对各列来校正作为开口像素区域的A图像(B)区域中的图像数据。地址al3与像素阵列1300a的H8列相对应。地址al4与H9列相对应。地址al3^al4中的校正数据的数量与范围H8 H9中的列数相同。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A+B图像区域中的图像。从存储器301输出存储在图22C所示的地址a6、ll中的校正数据，并且针对各列来校正作为开口像素区域的A+B图像区域中的图像数据。随后，在步骤S1509中进行AF操作，随后进行步骤S1510和S1511的处理，然后重复AF区域没有改变的情况下的帧的读出(图20中的附图标记2040 2060)。将所读出的各帧中的图像数据(A+B图像数据)存储在RAMl307中，随后由图像处理单元1308进行压缩，并且作为运动图像记录在记录单元1309中。如上所述，在帧的读出时所读出的A图像信号的VOB区域按VOB (a)、VOB (b)、VOB(c)顺次改变。使用从各VOB区域所读出的图像信号来生成和更新校正数据，并且将该校正数据存储在与各区域相对应的存储器地址中。因此，可以总是保持摄像元件1300的像素阵列1300a中的所有列的A图像数据的校正数据。当校正图像数据时，可以通过访问与要校正的图像数据的像素阵列中的列相对应的存储器地址来进行各列的校正。即使在AF区域改变的情况下，也可以通过仅访问与改变后的A图像数据的各像素列相对应的存储器地址、使用与像素数据的像素阵列上的列相对应的校正数据来进行校正。因此，可以防止由于重新生成校正数据而导致图像数据的帧消失。在AF区域改变之后，可以在不会中断各帧的AF操作的情况下紧挨在该改变之后使用校正后的图像数据来进行AF操作。第三实施例在本实施例中，摄像设备具有可以设置和改变图像信号的读出模式的结构、以及图像校正单元的校正数据更新电路向更新量施加增益并且根据更新情形来改变增益的结构。根据本实施例的摄像设备的块结构与第二实施例的摄像设备的块结构相同。因此，这里省略了针对该块结构的说明。除了与增益设置和读出模式的改变有关的操作以外，操作与第二实施例的操作相 同。因此，省略了该说明但添加了适当的注释。
首先，将说明根据本实施例的图像校正单元300。图23是示出本实施例的图像校正单元300中的校正数据更新电路305的结构的框图。在该图中，将图像数据和存储在存储器301中的校正数据输入至更新量计算电路2300，其中更新量计算电路2300根据输入数据来计算校正数据的更新量。将该更新量输入至乘法器2302。将该乘法器中设置的增益施加至该更新量。将计算结果输入至数据更新电路2301。数据更新电路2301根据所输入的校正数据和计算结果来计算新的校正数据，并且输出该新的校正数据。输入至乘法器的增益的值由CPU1303来设置。根据本实施例的摄像元件1300具有在读出模式下对水平方向的像素进行相加的功能。在CPU1303进行了用于将水平方向的三个像素相加的设置之后，对相邻的三个像素中的信号进行相加和输出。例如，相加读出模式与用户对操作单元1304进行操作以将显示在显示单元1306上的运动图像设置为与图26的设置状态2610相对应。非相加读出模式与进行如图26的状态2620所示的放大显示设置的情况相对应。图24示出根据本实施例的摄像设备的操作的流程图。在该图中，向与图15的处理步骤相同的处理步骤分配相同的附图标记。以下将参考图24来说明根据本实施例的摄像设备的操作。在操作单元1304的操作开始运动图像的拍摄之后，在步骤S2401中，CPU1303针对摄像元件1300进行相加模式的设置。这里，将该模式设置为水平3像素相加模式。接着，生成校正数据。步骤S150fS1504中的直到判断为完成了校正数据生成为止的处理与第二实施例的处理相同。因此，这里省略了详细说明。图25A示出水平3像素相加读出模式下的像素阵列中的读出区域。由水平方向上的范围(列的范围)Ha(THa5和垂直方向上的范围(行的范围)VaOlal所定义的区域为VOB区域，其中这些VOB区域被分割成三个区域VOB (a)、VOB (b)和VOB (c)。接着，进行用于读出图像信号的设置。步骤S1505 S1507中的区域设置与第二实施例中的区域设置相同。因此，省略了该说明。除了 A图像数据的VOB(a)区域和A图像数据的开口像素区域以外，这里所设置的读出区域是A+B图像数据的VOB(a)区域、VOB(b)区域和VOB(C)区域以及作为A+B图像数据的开口区域的A+B图像区域。在进行了这些区域设置之后，在本实施例中，在步骤S2402中CPU1303设置更新增益。在通过先前操作生成了校正数据并将该校正数据存储在存储器301中的情况下，即使在由于噪声影响而导致更新量的误计算的情况下也对增益A值进行设置以减小施加至校正数据的影响。在进行了该设置之后，在步骤S1508中，CPU1303使摄像元件1300开始读出操作。所读出的图像信号包括从A图像数据的VOB(a)区域、A+B图像数据的VOB(a)区域、VOB(b)区域和VOB(c)区域、作为A图像数据的开口像素区域的A图像区域、以及作为A+B图像数据的开口区域的A+B图像区域所读出的信号。这里的校正数据的更新和图像数据的校正与第二实施例相同。因此，省略了该说明。步骤S1508的操作在一次读出(一帧)中，可以更新VOB区域中的校正数据并且随后校正图像数据。接着，在步骤S1509中，进行AF操作。该操作与第二实施例的操作相同。因此，这里省略了该说明 。
接着，在步骤S1510中，CPU1303判断拍摄是否完成。在没有完成的情况下，该处理进入步骤S2403。在步骤S2403中，判断用户是否改变后面所述的读出模式。这里，假定该读出模式没有改变，并且该处理进入步骤S1511。在步骤S1511中，判断AF区域是否改变。在AF区域没有改变的情况下，该处理返回至步骤S1507。与第二实施例相同，在步骤S1507及其之后的操作中，针对各帧来改变读出与VOB区域有关的A图像数据的列，并且同样地重复步骤S1507 S1511的操作。将所读出的各帧图像(A+B图像数据)存储在RAM1307中，随后由图像处理单元1308进行压缩，并且作为运动图像存储在记录单元1309中。接着，将说明在步骤S2403中读出模式改变的情况。假定用户对操作单元1304进行操作以将显示在显示单元1306上的运动图像从图26的状态2610改变为图26的进行放大显示设置的状态2620。由于显示设置改变，因此在步骤S2403中，CPU1303判断为读出模式改变，并且使该处理进入步骤S2401。在步骤S2401中，CPU1303根据图26的附图标记2620所示的放大显示设置，针对摄像元件1300来进行非相加模式的设置。接下来的步骤S1501和S1502 中的设置操作与第二实施例相同。因此，这里省略了该说明。图25B示出非相加读出模式下的像素阵列的读出区域。如该图所示，由水平方向上的范围(列的范围)Hb(THb5和垂直方向上的范围(行的范围)VWTVbl所定义的区域是VOB区域，其中这些VOB区域被分割成三个区域VOB (e)、VOB (d)和VOB (f)。在图27的附图标记2730所示的时刻处，假定在步骤S2403中读出模式改变。在该操作之前重复上述操作。图27的附图标记271(Γ2760所示的时刻与后面所述的图28A 28F和图29A 29F相对应。如第二实施例所述，摄像元件1300可以选择水平方向上的读出列。在步骤S1502中，CPU1303针对摄像元件1300，将读出与VOB区域有关的A图像数据的列设置到VOB(e)。这里，对VOB (e)区域进行设置，以紧挨在读出模式改变之后使用图25B所示的开口像素的A图像数据区域作为开口像素的AF区域。在紧挨在读出模式改变之后使用其它区域作为初始AF区域的情况下，可以设置与所读出的开口像素的A图像数据的列相同的列上的VOB区域。随后，在步骤S1503中，CPU1303开始进行用于从摄像元件1300读出图像信号的操作。在进行读出时，OB像素选择脉冲在预定时间段内处于高电平，并且重复读出垂直方向上的范围VWTVbl中的区域(循环操作)。结果，如图27所示，所读出的图像信号包括从A图像数据的VOB (e)循环区域以及A+B图像数据的VOB (d)循环区域、VOB (e)循环区域和VOB(f)循环区域所读出的图像信号2730。该图像信号由AFE1302转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将该图像数据输入至校正数据生成电路304。为了新生成校正数据，对存储器301进行重置并且随后基于预定处理来生成校正数据。如图28C所示，将所生成的VOB (e)区域中的Hb2 Hb3列上的A图像数据的校正数据存储在存储器地址b2飞3中。将VOB(d)区域、VOB (e)区域和VOB (f)区域中的Hb(THb5上的A+B图像数据的校正数据存储在地址b6 bll中。接着，在步骤S1504中，CPU1303判断校正数据生成是否完成。此时，生成了 AF区域中的Hb2 Hb3列的校正数据。该处理进入步骤S1505。在步骤S1505中，CPU1303对TG1301进行如下设置(非循环设置):在读出时间段内，使OB像素选择脉冲在预定时间处于低电平。接着，在步骤S1506中，从未被遮光的像素(开口像素)中选择读出A图像数据的区域。如上所述，这里进行设置，以使得能够读出如图25B所示的水平方向上的范围Hb2 Hb3和垂直方向上的范围Vb2 Vb3所定义的区域中的A图像信号。随后，在步骤S1507中，CPU1303针对摄像元件1300，将读出与VOB区域有关的A图像数据的列的范围设置到VOB(d)。该设置用于更新A图像数据所用的校正数据。除了该设置以外，针对A+B图像，设置A+B图像信号的VOB(d)区域、VOB(e)区域和VOB(f)区域以及作为A+B图像信号的开口区域的A+B图像区域。接着，在步骤S2402中，进行更新增益的设置。由于在步骤S1503中对存储器进行了重置，因此与VOB(d)区域相对应的列的校正数据没有存储在存储器301中。因此，设置了比增益A值大的增益B值。在该设置之后，在步骤S1508中，CPU1303使摄像元件1300开始进行读出操作。如图27所示，所读出的图像信号是从如上所述设置的各区域所读出的图像信号2740，也就是说，该·信号包括从A图像数据的VOB(d)区域、A+B图像数据的V0B(d)区域、VOB(e)区域、V0B(f)区域、作为A图像数据的开口像素区域的A图像区域以及作为A+B图像数据的开口区域的A+B图像区域所读出的图像信号。该图像信号由AFE1302转换成数字信号并且随后被输入至图像校正单元300。在图像校正单元300中，将VOB (d)区域的A图像数据输入至校正数据更新电路305，并且基于预定处理来更新校正数据。如图28D所示，关于A图像数据的校正数据，在不存在校正数据的状态下，更新校正数据并且随后将该校正数据存储在地址b(Tbl中。关于A+B图像数据的校正数据，从存储器301输出存储在地址b6飞11中的校正数据，更新该校正数据并且将该校正数据再次存储在地址b6 bl I中。在该阶段，A图像数据的校正数据是用于校正范围HWTHbl内的列的计算过程期间所设置的数据。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A图像区域中的图像数据。如图29D所示，从存储器301输出存储在地址b2飞3中的校正数据，并且针对各列来校正图像数据。地址b2与像素阵列1300a中的Hb2列相对应。地址b3与Hb3列相对应。地址b2飞3中的校正数据的数量与范围Hb2 Hb3中的列数相同。基于如上所述更新后的校正数据，针对各列来校正作为开口像素区域的A+B图像区域中的图像数据。从存储器301输出存储在地址b6飞11中的校正数据，并且针对各列来校正图像数据。地址b6与像素阵列1300a中的HbO列相对应。地址bll与Hb5列相对应。地址b6 bll中的校正数据的数量与范围Hb(THb5中的列数相同。接着，在步骤S1509中进行AF操作并且随后在步骤S1510中判断是否继续拍摄。随后，在步骤S2403中读出模式没有改变的情况下，该处理进入步骤S1511。在AF区域没有改变的情况下，该处理进入步骤S1507。
在步骤S1507及其之后，以图27的附图标记275(Γ2790所示那样进行帧的读出。在利用图27的附图标记2750的步骤S2402中，对增益C的大小进行设置，以使得满足增益A〈增益C〈增益B。此时，存储在地址b(Tbl中的校正数据是计算过程期间所设置的数据。在利用图27的附图标记2760的步骤S2402中，将增益的大小设置成增益A的大小小于增益c的大小。此时，计算出存储在地址b(Tbi中的校正数据作为校正数据。如上所述，在连续读出同一 A图像数据的VOB区域并且顺次更新校正数据的处理中，更新增益从高值改变为低值，由此使得能够基于VOB区域中的有限数量的数据来快速生成校正数据。在本实施例中，使用三个不同的增益。然而，该增益不限于此。此外，在没有生成校正数据的区域VOB (f)上，通过与上述相同的增益设置和读出来生成和更新校正数据(图27中的附图标记277(Γ2790 ;图28G 281)。在生成各区域的校正数据之后，将增益设置为增益Α，并且进行用于针对A图像数据顺次读出各VOB区域的操作。即使在上述操作对诸如相加和非相加等的读出模式进行切换以一次重置校正数据的情况下，也可以生成AF所使用的区域中的A图像数据的校正数据并且可以从下一帧起进行AF操作。此时，可以使更新增益相对于有限的VOB区域进行改变并且可以生成校正数据，由此可以使经过循环操作的帧数最小化并且使图像帧消失得最少。伴随有读出模式的设置改变的校正数据生成、更新操作和更新增益的改变控制不限于与第二实施例和本实施例相同的包括包含有焦点检测用像素的摄像元件的摄像设备中所进行的操作。该方案还可适用于第一实施例中的摄像设备的操作。构成根据本发明实施例的摄像设备的各单元以及控制方法的各步骤可以通过存储在计算机的RAM或ROM中的程序的操 作来实现。该程序和存储有该程序的计算机可读存储介质包括在本发明中。此外，本发明可以作为例如系统、设备、方法、程序和存储介质的实施例来实现。更具体地，本发明可适用于包括多个设备的系统和包括一个机器的设备。本发明还包括将实现实施例的功能的软件的程序直接或远程地供给至系统和设备的情况。本发明还包括通过该系统或设备的计算机读出并执行所供给的程序代码而实现的情况。因此，安装在计算机中以实现本发明的功能处理的程序代码本身也实现了本发明。也就是说，本发明还包括用于实现本发明的功能处理的计算机程序本身。在这种情况下，仅利用该程序的功能，可以采用诸如对象代码、解释器所执行的程序以及供给至OS的脚本数据等的各种模式。用于供给程序的存储介质可以是软盘、硬盘、光盘和磁光盘中的任一种。此外，该介质可以是MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带、非易失性存储卡、ROM和DVD (DVD-ROM、DVD-R)中的任一种。供给程序的其它方法可以是使用客户端计算机的浏览器连接至因特网的网站的方法。还可以通过从网站将本发明的计算机程序自身、或者压缩后的具有自动安装功能的文件下载至诸如硬盘等的存储介质来供给该程序。可以通过将构成本发明的程序的程序代码分割成多个文件并且从不同的网站下载这些文件来实现该方法。也就是说，本发明还包括允许多个用户将用于实现本发明的功能处理的程序文件下载到计算机上的WWW服务器。其它方法可以对本发明的程序进行加密，将该程序存储在诸如CD-ROM等的存储介质中，将该介质分发至用户，允许满足预定条件的用户经由因特网从网站下载用于对该加密进行解密的密钥信息。该方法使得能够使用该密钥信息来执行加密程序并将该程序安装在计算机中以供执行。该计算机执行所读出的程序，由此实现实施例的功能。此外，基于该程序的指示，运行在计算机上的OS执行实际处理的一部分或全部，从而可以实现实施例的功能。根据又一方法，将从存储介质读出的程序写入插入计算机的功能扩展板或连接至计算机的功能扩展单元中所包括的存储器内。基于该程序的指示，包括在功能扩展板或功能扩展单元中的CPU执行实际处理的一部分或全部。这些处理也实现了实施例的功能。这些实施例中的任意实施例仅描述了具体实现方式的示例。不应当以根据实施例的限制性方式来解释本发明的技术范围。也就是说，可以在没有背离本发明的技术思想或主要特征的情况下以各种形式实现本发明。尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能
权利要求
1.一种摄像设备，包括: 摄像元件，其包括排列成二维矩阵形式的多个像素的像素阵列以生成图像信号，其中所述像素阵列包括第一区域和第二区域； 生成部件，用于基于从所述第一区域的像素所读出的图像信号，来生成校正数据； 存储部件，其包括存储器，并且用于将所述生成部件所生成的校正数据存储在与所读出的所述第一区域的像素在水平方向上的位置相对应的存储器地址中； 校正部件，用于从与所述第二区域中所设置的水平方向的范围相对应的存储器地址中读出校正数据，并且使用所读出的校正数据来校正从所述第二区域中所设置的范围内的像素所读出的图像信号；以及 更新部件，用于基于从与所述存储器的预定地址范围相对应的所述第一区域的水平方向的范围内的像素所读出的图像信号，来更新存储在所述预定地址范围中的校正数据，其中进行该更新的范围与所述第二区域中所设置的范围无关。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中， 所述更新部件基于从所述第一区域的水平方向的范围内的像素所读出的图像信号，来更新存储在所述存储器的预定地址范围中的校正数据，以及 所述第一区域的水平方向的范围内的像素与针对各帧顺次改变后的预定地址范围相对应。
3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述第一区域包括水平方向上预先设置的多个第三区域，并且每当读出所述第二区域中所设置的水平方向的范围内的像素的图像信号时，所述更新部件在所述第三区域之间顺次改变所述预定地址范围。·
4.根据权利要求1或2所述的摄像设备，其中，还包括: 设置部件，用于至少在所述第二区域中设置读出图像信号的像素在水平方向上的范围；以及 读出部件，用于根据所述设置部件所进行的设置，从所述第一区域和所述第二区域的像素中选择性地读出图像信号。
5.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，在所述设置部件改变所述第二区域中所设置的水平方向的范围的情况下，所述校正部件从与所述第二区域中的改变后的范围相对应的存储器地址中读出校正数据，并且所述更新部件进一步改变所述预定地址范围。
6.根据权利要求4或5所述的摄像设备，其中， 所述像素包括多个光电转换部件， 所述读出部件从所述第二区域中所设置的水平方向的范围内的像素的预定光电转换部件读出第一图像信号，并从所述第二区域的像素的所述多个光电转换部件读出第二图像信号， 所述生成部件基于从所述第一区域的像素的预定光电转换部件所读出的图像信号来生成第一校正数据，并基于从所述第一区域的像素的所述多个光电转换部件所读出的图像信号来生成第二校正数据，以及 所述存储部件使所生成的第一校正数据的存储器地址与为了生成所述第一校正数据而读出图像信号的所述第一区域的像素在水平方向上的位置相关联，并且使所生成的第二校正数据的存储器地址与为了生成所述第二校正数据而读出图像信号的所述第一区域的像素在水平方向上的位置相关联。
7.根据权利要求6所述的摄像设备，其中，所述校正部件使用与所述第二区域中所设置的水平方向的范围相对应的地址中所存储的第一校正数据来校正所述第一图像信号，并且使用与所述第二区域的各像素的位置相对应的地址中所存储的第二校正数据来校正所述第二图像信号。
8.根据权利要求6所述的摄像设备，其中，还包括焦点检测部件，所述焦点检测部件用于使用所述第一图像信号和所述第二图像信号来进行焦点检测， 其中，在所述焦点检测部件进行所述焦点检测的情况下，所述校正部件校正所述第一图像信号和所述第二图像信号，并且所述更新部件更新所述第一校正数据和所述第二校正数据。
9.根据权利要求4所述的摄像设备，其中，所述设置部件还设置所述摄像元件的读出模式，以及 在所述设置部件改变所述读出模式的情况下，所述生成部件基于在所述读出模式改变之后从所述第一区域的像素所读出的图像信号来生成校正数据，并且所述存储部件去除已存储在所述存储器中的校正数据，之后将所生成的校正数据存储在所述存储器中。
10.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述更新部件包括用于设置所述存储部件所存储的校正数据的更新增益的部件， 其中，在所述存储部件将所述生成部件所生成的校正数据存储在所述存储器中之后，每当所述更新部件更新该校正数据时，用于设置更新增益的部件改变所述更新增益的值。
11.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，排列在所述第一区域内的像素是遮光像素，排列在所述第二区域内的像素是开口像素，并且通过对被摄体的光学图像进行光电转换来生成图像信号。
12.—种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括摄像元件和存储器，所述摄像元件包括排列成二维矩阵形式的多个像素的像素阵列以生成图像信号，其中所述像素阵列包括第一区域和第二区域，所述控制方法包括以下步骤: 生成步骤，用于基于从所述第一区域的像素所读出的图像信号，来生成校正数据； 将所述生成步骤所生成的校正数据存储在与所读出的像素在水平方向上的位置相对应的存储器地址中； 从与所述第二区域中所设置的水平方向的范围相对应的存储器地址中读出校正数据，并且使用所读出的校正数据来校正从所述第二区域中所设置的范围内的像素所读出的图像信号；以及 基于从与所述存储器的预定地址范围相对应的所述第一区域的水平方向的范围内的像素所读出的图像信号，来更新存储在所述预定地址范围中的校正数据，其中进行该更新的范围与所述第二区域中所设置的范围无关。
全文摘要
本发明涉及一种摄像设备及其控制方法。摄像元件包括多个像素的像素阵列，所述像素阵列包括第一区域和第二区域；基于从所述第一区域读出的图像信号来生成校正数据；将所生成的校正数据存储在与所读出的所述第一区域的像素在水平方向上的位置相对应的存储器地址中；从与所述第二区域中所设置的水平方向的范围相对应的存储器地址中读出校正数据，并且使用所读出的校正数据来校正从所述第二区域中所设置的范围所读出的图像信号；以及基于从与所述存储器中的预定地址范围相对应的所述第一区域的水平方向上的范围所读出的图像信号来更新存储在所述预定地址范围中的校正数据。这里，更新后的范围与第二区域中所设置的范围无关。
文档编号H04N5/378GK103248820SQ20131005299
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月18日 优先权日2012年2月10日
发明者三本杉英昭 申请人:佳能株式会社