摄像设备及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种摄像设备及其控制方法。该摄像设备设置有：像素阵列，其具有多个图像形成像素和多个焦点检测像素；读出单元，用于从所述像素阵列读出像素信号；A/D转换单元，其具有第一模式和第二模式，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换；以及控制单元，用于根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。

Image pickup apparatus and control method thereof

The invention relates to an image pickup device and a control method thereof. The imaging apparatus includes: a pixel array having a plurality of image forming pixels and a plurality of focus detecting pixels; a readout unit for reading out pixel signals from the pixel array; A/D conversion unit having a first mode and a second mode, wherein the first mode for the first resolution of the pixel signal readout read the A/D conversion unit, and the second mode for using second pixel signal than the first high resolution resolution to the reading unit for reading A/D conversion; and a control unit according to the pixel signal readout from the pixel array to switch between the first mode and the second mode.

【技术实现步骤摘要】
摄像设备及其控制方法
本专利技术涉及一种摄像设备及其控制方法。
技术介绍
近年来，作为自动焦点检测技术，存在被称为摄像面相位差方法的技术。在该技术中，使用图像传感器上所设置的焦点检测用的多个像素，对穿过了摄像光学系统的出射光瞳中的两个不同区域(以下称为“光瞳区域”)的光束所形成的一对被摄体图像进行光电转换，以从这些像素获得一对像信号。然后，通过计算该对像信号的相关性来计算这些像信号之间的相对位置偏移量(以下称为“图像偏移值”)，并且根据该图像偏移值来计算表示摄像光学系统的焦点状态的焦点偏移量(以下称为“散焦量”)。例如，在日本特开2013-236362中，采用如下结构：针对一个焦点检测像素，设置具有会聚作用的一个微透镜和两个光电二极管(以下称为“PD”)，并且这两个PD接收来自两个光瞳区域光束。可以通过在图像传感器内设置多个上述焦点检测像素来获得上述的一对像信号。另外，在日本特开2012-80195中，在图像传感器内设置了两个焦点检测像素组，其中该两个焦点检测像素组在PD的前面所设置的布线层的开口相对于像素中心偏移的方向上是不同的。这两个焦点检测像素组接收来自两个光瞳区域的光束，由此可以获得一对像信号。顺便提及，针对焦点检测，使用来自在摄像面相位差检测方法中所使用的焦点检测像素的输出信号，从而在进行A/D转换时还需要高分辨率。然而，存在如下可能性：如果为了使A/D转换高速化而降低A/D转换期间的分辨率，则将降低焦点检测像素的输出信号的分辨率，并且作为结果，散焦量检测精度将劣化。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述问题而做出的，并且使得在用于通过摄像面相位差检测方法来进行自动焦点检测的摄像设备中，能够在抑制焦点检测精度劣化的同时高速地读出像素信号。根据本专利技术的第一方面，提供一种摄像设备，包括：像素阵列，其具有多个图像形成像素和多个焦点检测像素；读出单元，用于从所述像素阵列读出像素信号；A/D转换单元，其具有第一模式和第二模式，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换；以及控制单元，用于根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。根据本专利技术的第二方面，提供一种摄像设备，包括：像素阵列，其具有多个单位像素，所述多个单位像素各自包括用于接收穿过了摄像光学系统的出射光瞳的不同区域的光束的多个光电转换元件；读出单元，用于从所述像素阵列读出像素信号；A/D转换单元，其具有第一模式和第二模式，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换；以及控制单元，用于根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。根据本专利技术的第三方面，提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括具有多个图像形成像素和多个焦点检测像素的像素阵列，所述控制方法包括：读出步骤，用于从所述像素阵列读出像素信号；进行具有第一模式和第二模式的A/D转换，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出步骤中所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出步骤中所读出的像素信号进行A/D转换；以及根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。根据本专利技术的第四方面，提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括具有多个单位像素的像素阵列，所述多个单位像素各自包括用于接收穿过了摄像光学系统的出射光瞳的不同区域的光束的多个光电转换元件，所述控制方法包括：读出步骤，用于从所述像素阵列读出像素信号；进行具有第一模式和第二模式的A/D转换，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出步骤中所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出步骤中所读出的像素信号进行A/D转换；以及根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施例中的图像传感器的结构的图。图2是示出图像传感器的像素的电气结构的图。图3A和3B分别是图像传感器的图像形成像素的平面图和截面图。图4A和4B是图像传感器的焦点检测像素的截面图和平面图。图5是示出图像传感器的图像形成像素和焦点检测像素的像素配置的图。图6是第一实施例中的摄像设备的框图。图7A和7B是第一实施例中的A/D转换的定时图。图8是示出第一实施例中的像素的输出定时的图。图9是示出第一实施例中的基准电压确定过程的流程图。图10是示出第一实施例中的基准电压确定过程的流程图。图11是示出第一实施例中的A/D转换所需的时间的图。图12是示出第一实施例的基准电压确定过程的流程图。图13是第二实施例中的像素的电气结构的图。图14A、14B和14C分别是第二实施例中的图像传感器的图像形成像素的平面图和截面图以及图14A的放大图。图15A和15B是示出第二实施例中的像素的输出定时的图。图16是示出第二实施例中的基准电压确定过程的流程图。具体实施方式以下将参考附图来详细说明本专利技术的实施例。第一实施例将采用如下的摄像设备作为示例来说明本专利技术的第一实施例，其中该摄像设备使用在摄像面上离散配置有多个焦点检测像素的图像传感器。图1是示出本专利技术的第一实施例中的图像传感器的结构的框图。在图1中，图像传感器606具有像素101、像素阵列102、垂直扫描电路103、列信号线104、列处理电路105、水平扫描电路106、参考电压生成单元107、定时控制电路(以下称为“TG”)108以及控制线110。图像传感器606还具有数字至模拟转换电路DAC1(109a)和DAC2(109b)、开关SW11(110)、选择器SEL11(111)、比较器COMP11(112)和计数器11(113)。像素阵列102包括以二维方式配置的大量像素101。像素101包括诸如光电二极管等的光电转换部、传输晶体管、复位晶体管、放大晶体管和像素选择晶体管。稍后将参考图2来给出详细说明。以行为单位进行像素信号读出以及像素复位，从而一行中的像素各自共同连接至从垂直扫描电路103延伸的控制线110。此外，同一列中的像素连接至用于读出像素信号Vsig的共同的列信号线104。垂直扫描电路103顺次选择像素行，以对读出行和复位行进行控制。通过TG108来控制扫描定时。通常，首先，从第一像素行起按顺序进行复位扫描，之后，在预定时间段内累积电荷，并且从第一像素行起按顺序再次进行读出扫描。例如通过接收来自TG108的信号来对作为电荷累积期间的时间段的上述预定时间段进行控制，并且根据诸如被摄体的光量等的摄像条件来对其进行改变。此外，电荷累积期间的该时间段被称为曝光时间段，并且表示从复位完成定时起直到读出开始为止的时间段。列处理电路105被构成为包括SW11(110)、SEL11(111)、COMP11(112)和计数器11。针对像素阵列102本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像设备，包括：像素阵列，其具有多个图像形成像素和多个焦点检测像素；读出单元，用于从所述像素阵列读出像素信号；A/D转换单元，其具有第一模式和第二模式，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换；以及控制单元，用于根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。

【技术特征摘要】
2016.03.10 JP 2016-0473641.一种摄像设备，包括：像素阵列，其具有多个图像形成像素和多个焦点检测像素；读出单元，用于从所述像素阵列读出像素信号；A/D转换单元，其具有第一模式和第二模式，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换；以及控制单元，用于根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。2.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述多个焦点检测像素离散地配置在所述多个图像形成像素之间。3.根据权利要求1所述的摄像设备，其中，所述控制单元根据从所述像素阵列读出的像素信号的信号电平和基准电平之间的大小关系，来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。4.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，在所述像素信号的信号电平高于或等于所述基准电平的情况下，所述控制单元在所述第一模式下进行A/D转换。5.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述控制单元在读出所述图像形成像素的信号的情况和读出所述焦点检测像素的信号的情况之间改变所述基准电平。6.根据权利要求5所述的摄像设备，其中，与读出所述图像形成像素的信号的情况相比，在读出所述焦点检测像素的信号的情况下，所述控制单元将所述基准电平设置得较低。7.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述控制单元根据摄像光学系统的光圈的F值来改变所述基准电平。8.根据权利要求7所述的摄像设备，其中，在所述摄像光学系统的光圈的F值大于预定值的情况下，所述控制单元将所述基准电平设置为高。9.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述控制单元根据要拍摄的被摄体的场景来改变所述基准电平。10.根据权利要求3所述的摄像设备，其中，所述控制单元基于散焦量来改变所述基准电平。11.一种摄像设备，包括：像素阵列，其具有多个单位像素，所述多个单位像素各自包括用于接收穿过了摄像光学系统的出射光瞳的不同区域的光束的多个光电转换元件；读出单元，用于从所述像素阵列读出像素信号；A/D转换单元，其具有第一模式和第二模式，其中所述第一模式用于利用第一分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换，以及所述第二模式用于利用比所述第一分辨率高的第二分辨率来对所述读出单元所读出的像素信号进行A/D转换；以及控制单元，用于根据从所述像素阵列读出的像素信号来在所述第一模式和所述第二模式之间进行切换。12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：根岸典央，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP