摄像设备制造技术

一种摄像设备，包括：图像传感器，在所述图像传感器上二维配置多个像素，并且所述图像传感器具有多个图像形成像素和多种类型的焦点检测像素，其中，所述多种类型的焦点检测像素被离散配置在所述多个图像形成像素之间，并且分别具有不同的接收光分布；以及选择部件，用于在对所述多个像素进行间隔剔除的同时从所述图像传感器读出所述多个像素时，从具有所述多个像素的不同间隔剔除相位的多个间隔剔除读出模式中选择一个间隔剔除读出模式；其中，配置所述多种类型的焦点检测像素，从而使得在各间隔剔除读出模式下，仅读出所述焦点检测像素中一种类型的焦点检测像素的信号，而不读出其它类型的焦点检测像素的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在图像传感器的一部分上配置有焦点检测像素的摄像设备的像素信号读出控制技术。
技术介绍
现在，具有诸如CXD或CMOS传感器等的固态图像传感器的一些摄像设备具有所谓的实时取景功能，该功能通过将从图像传感器连续读出的图像信号顺次输出给配置在例如照相机背面上的显示装置以允许用户确认被摄体图像。作为摄像设备的自动焦点检测/调节方法中使用穿过摄像镜头的光束的常用方法，可以使用对比度检测方法(称为离焦检测方法)和相位差检测方法(称为偏移检测方法)。对比度检测方法普遍使用于视频动画设备(可携式摄像机)和数字静态照相机，并且使用图像传感器作为焦点检测传感器。该方法关注来自图像传感器的输出信号，尤其是高频成分的信息(对比度信息)，并且将该信息的评价值最大化处的摄像镜头的位置确定为对焦位置。然而，由于该方法还被称为爬山方法，也就是说，由于该方法在以小量移动摄像镜头的同时计算评价值，而且必须移动镜头直到由此检测到最大评价值为止，所以该方法不适于高速焦点调节操作。另一方面，相位差检测方法普遍应用于使用氯化银胶片的单镜头反光照相机中，并且是一种对AF(自动调焦)单镜头反光照相机的实际使用贡献最大的技术。在相位差检测方法中，将穿过摄像镜头的出射光瞳的光束分成由一对焦点检测传感器分别接收的两个束。然后，通过检测根据光接收量所输出的信号之间的偏移量、即光束在分割方向上的相对位置偏移量，直接计算出摄像镜头在调焦方向上的偏移量。因此，一旦焦点检测传感器进行累积操作，则可以获得调焦偏移量和方向，从而允许高速焦点调节操作。然而，为了将通过摄像镜头的出射光瞳的光束分成两个束，并且获得与各个光束相对应的信号，常用做法是在摄像光路中配置包括快速复原镜和半镜的光路分割部件，并且在光路分割部件之后配置焦点检测光学系统和焦点检测传感器。为此，该设备不必要地变得大型且昂贵。另外，在实时取景模式下，由于快速复原镜从光路缩回，所以使得AF操作无效，从而出现了问题。为了解决上述问题，提出了一种向图像传感器赋予相位差检测功能以消除对专用AF传感器的需求、而且实现高速相位差检测AF操作的技术。例如，在日本特开2000-156823号公报中，在图像传感器的一些光接收元件(像素)中，通过使光接收部的感光区域偏离片上微透镜的光轴来赋予光瞳分割功能。然后，使用这些像素作为焦点检测像素，并且以预定间隔将其配置在图像形成像素组中，从而实现基于相位差检测方法的焦点检测。另外，由于配置焦点检测像素的位置对应于图像形成像素的缺陷部，所以通过根据周围的图像形成像素信息进行插值来形成图像信息。在日本特开2000-292686号公报中，通过分割图像传感器的一些像素的光接收部来赋予光瞳分割功能。然后，使用这些像素作为焦点检测像素，并且以预定间隔将其配置在 图像形成像素组中，从而实现基于相位差检测方法的焦点检测。对于该技术也一样，由于配置焦点检测像素的位置对应于图像形成像素的缺陷部，所以利用根据周围的图像形成像素信息的插值来形成图像信息。然而，在上述日本特开2000-156823号公报和日本特开2000-292686号公报中，由于将焦点检测像素的位置配置为图像形成像素的缺陷部、通过根据周围的图像形成像素进行插值来形成焦点检测像素的位置的图像信息，所以，正确的插值常常根据被摄体而失败。为此，当焦点检测像素的数量充分小于正常图像形成像素的数量时，图像质量劣化轻微。然而，随着焦点检测像素的比率增大，图像质量劣化越发严重。众所周知，为了在实时取景模式下获得目标帧频，由于必须从图像传感器高速读出像素信号，所以在间隔剔除图像传感器中的一些像素的情况下高速读出像素信号。在这种情况下，当将像素配置成在读出像素信号中包括焦点检测像素以使得即使在实时取景模式下也允许AF操作时，与读出所有像素的情况相比，焦点检测像素相对于图像形成像 素的比率增大，因而对图像质量的影响更加严重。通常，经由多个掩模处理来制造CMOS固态图像传感器。由于在各个掩模处理之间对齐位置的同时进行制造，所以在早期处理中制造的构件和在后期处理中制造的构件之间发生位置偏差。由于在早期处理中制造固态图像传感器的光电转换单元，而且在后期处理中形成微透镜，所以通常在光电转换单元和微透镜之间常常发生位置偏差。为此，根据焦点检测像素的位置而发生渐晕，由此干扰精确的焦点检测。
技术实现思路
考虑到上述问题做出本专利技术，当在间隔剔除一些像素的同时从图像传感器读出像素时，本专利技术可以在抑制图像质量下降的同时实现精确的焦点检测。根据本专利技术，提供一种摄像设备，包括图像传感器，在所述图像传感器上二维配置多个像素，并且所述图像传感器具有多个图像形成像素和多种类型的焦点检测像素，其中，所述图像形成像素对通过摄像镜头所形成的被摄体图像进行光电转换并且输出图像形成信号，所述多种类型的焦点检测像素被离散配置在所述多个图像形成像素中并且分别具有不同的接收光分布；以及选择部件，用于在对所述多个像素进行间隔剔除的同时从所述图像传感器读出所述多个像素时，从具有所述多个像素的不同间隔剔除相位的多个间隔剔除读出模式中选择一个间隔剔除读出模式，其中，所述多种类型的焦点检测像素被配置为使得在所述选择部件所选择的各间隔剔除读出模式下，仅读出所述多种类型的焦点检测像素中的一种类型的焦点检测像素的信号，而不读出其它类型的焦点检测像素的信号。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显而易见。附图说明图I是示出根据本专利技术实施例的照相机的结构的框图；图2是根据本专利技术实施例的固态图像传感器的框图；图3A和3B是根据本专利技术实施例的全部像素读出模式的说明图；图4A和4B是根据本专利技术实施例的间隔剔除读出模式的说明图；图5A和5B分别是根据本专利技术实施例的图像传感器的图像形成像素的平面图和断面图6A和6B分别是根据本专利技术实施例的图像传感器的焦点检测像素的平面图和断面图；图7是示出根据本专利技术实施例的图像形成像素和焦点检测像素的像素配置的图；图8A SG是根据本专利技术实施例所设计的接收光分布的说明图；图9A 9G是根据本专利技术实施例的接收光的分布的说明图；图IOA IOC是根据本专利技术实施例 的焦点检测像素的线性分布的说明图；图IlA和IlB是根据本专利技术实施例的测距区域的配置和间隔剔除读出相位选择表的说明图；图12是示出根据本专利技术实施例的操作序列的流程图；以及图13是示出根据本专利技术实施例在实时取景模式下的摄像操作序列的时序图。具体实施例方式下面将参考附图说明本专利技术的实施例。图I是示出根据本专利技术实施例的照相机(摄像设备)的结构的框图，而且示出将具有图像传感器的照相机机体和拍摄镜头集成在一起的数字照相机。参考图1，附图标记101表示被配置在摄像光学系统(图像形成光学系统)一端的、可以在光轴方向上前后移动的第一透镜组。附图标记102表不光圈/快门，其中，光圈/快门102通过调节其孔径大小来调节摄像时的光量，而且在拍摄静止图片时还用作为曝光时间调节快门。附图标记103表示第二透镜组。光圈/快门102和第二透镜组103在光轴方向上一起前后移动，从而与第一透镜组101的前后移动操作同步地实现可变倍率操作(变焦功能)。附图标记105表示当在光轴方向上被前后移动时实现焦点调节的第三透镜组。附图标记106表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.09 JP 2009-2565421.一种摄像设备，包括 图像传感器，在所述图像传感器上二维配置多个像素，并且所述图像传感器具有多个图像形成像素和多种类型的焦点检测像素，其中，所述图像形成像素对通过摄像镜头所形成的被摄体图像进行光电转换并且输出图像形成信号，所述多种类型的焦点检测像素被离散配置在所述多个图像形成像素中并且分别具有不同的接收光分布；以及 选择部件，用于在对所述多个像素进行间隔剔除的同时从所述图像传感器...

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