摄像设备制造技术

一种摄像设备包括：图像传感器，其包括摄像像素和焦点检测像素，其中所述摄像像素生成图像生成用的信号，所述焦点检测像素将摄像镜头的光瞳区域分割成多个光瞳区域，并且通过对来自经过分割所获得的光瞳区域的被摄体图像进行光电转换，来生成相位差检测用的信号；切换单元，其在全部像素读出模式和间隔剔除读出模式之间进行切换，其中在所述全部像素读出模式下，读出来自所述多个像素的全部像素的信号，在所述间隔剔除读出模式下，间隔剔除并读出所述多个像素的信号；以及控制单元，其在所述切换部件将模式切换成所述间隔剔除读出模式的情况下，在图像生成所使用的摄像行和包括所述焦点检测像素的焦点检测行中彼此独立地控制电荷累积。

【技术实现步骤摘要】
摄像设备（本申请是国际申请日为2010年2月1日、国家申请号为201080005180.2、专利技术名称为“摄像设备”的申请的分案申请。）
本专利技术涉及一种包括具有以两维形式配置的多个像素的图像传感器的摄像设备。
技术介绍
作为针对摄像设备的自动焦点检测/调节方法的、使用穿过了摄像镜头的光束的普通技术，已知对比度检测技术(还称为“模糊技术”)和相位差检测技术(还称为“偏移技术”)。对比度检测技术是拍摄运动图像的摄录装置(便携式摄像机)和数字静态照相机等中所广泛使用的技术，并且在这种情况下，使用其图像传感器作为焦点检测传感器。该技术关注从图像传感器所输出的信号，尤其关注该信号的高频成分的信息(对比度信息)，并且使用该高频成分信息的评价值最高的摄像镜头的位置作为聚焦位置。然而，如名称“爬山技术”所暗示的那样，在微小移动摄像镜头的同时求得评价值，并且最终必须将该透镜移动至可以检测到最大评价值的位置处，因此该技术不适合于快速焦点调节。在使用银盐胶片的单镜头反光照相机中通常使用另一技术、即相位差检测技术，并且该技术是最有利于在单镜头反光照相机中实际应用自动焦点(AF)检测的技术。利用相位差检测技术，将穿过摄像镜头的出射光瞳的光束分割成两部分，并且通过一对焦点检测传感器接收由此得到的光束；检测基于所接收到的光的量而输出的信号的偏移量，或者换句话说，检测光束在分割方向上的相对位置偏移量。结果，直接检测摄像镜头在调焦方向上的偏移量。因此，可以通过使用焦点检测传感器进行单个累积操作获得调焦偏移的量和方向，因而可以进行快速焦点调节操作。然而，为了将穿过摄像镜头的出射光瞳的光束分割成两部分并且获得与由此得到的光束相对应的信号，通常在摄像用的光路中设置诸如快速复原镜或半透半反镜等的用于分割光路的部件，并且通常在其端部设置焦点检测光学系统和AF传感器。这样的缺点在于设备的尺寸增大并且成本升高。为了避免上述缺点，提出了如下的技术，在该技术中，向图像传感器设置相位差检测功能，以消除对专用AF传感器的需要并且实现高速相位差AF。例如，在日本特开2000-156823(以下称为“专利文献1”)中，通过在图像传感器的一些光接收元件(像素)中使光接收部的感光区域相对于片上微透镜的光轴偏心来提供光瞳分割功能。通过使用这些像素作为焦点检测像素并且将这些焦点检测像素以预定间隔布置在进行摄像所使用的像素组中，来实现进行相位差焦点检测的结构。由于配置焦点检测像素的区域对应于不存在摄像像素的区域，因而使用来自周边摄像像素的信息通过插值来产生图像信息。另外，在拍摄运动图像时，在从图像传感器进行读出时，执行间隔剔除，而在如运动图像一样、需要特定帧频的情况下，通过补偿由焦点检测像素所引起的缺失来产生图像信息的速度太慢，因此将焦点检测像素配置在该间隔剔除读出期间没有读出的行中。同时，日本特开2003-189183(以下称为“专利文献2”)公开了如下的摄像设备，其中该摄像设备为了提高运动图像的图像质量并提高低亮度时的感光度，能够在间隔剔除读出模式和相加读出模式之间进行切换以进行输出。换句话说，专利文献2提出了：在被摄体的空间频率高并且可以预测出发生摩尔纹时，通过在相加模式下进行读出以便减少摩尔纹，或者在亮度高并且可以预测出发生拖尾的情况下使用间隔剔除读出模式，从而提高运动图像的图像质量。另外，在日本特开2008-85535(以下称为“专利文献3”)中，以与专利文献1相同的方式，通过在图像传感器的一些光接收元件(像素)中使光接收部的感光区域相对于片上微透镜的光轴偏心来提供光瞳分割功能。通过使用这些像素作为焦点检测像素并且将这些焦点检测像素以预定间隔配置在进行摄像所使用的像素组中，来实现进行相位差焦点检测的结构。专利文献3还提出了：使摄像像素组和焦点检测像素组的累积控制信号独立，并对于这两个像素组采用不同的累积时间，由此增大了所拍摄图像的帧频并且提高了焦点检测像素组的针对低亮度被摄体的性能。然而，上述已知技术存在诸如以下所述的问题。对于专利文献1公开的技术，有三种类型的读出模式：静止图像模式，其读出所有像素；间隔剔除读出模式，其进行间隔剔除以仅读出存在摄像像素组的行；以及测距读出模式，其仅读出焦点检测像素组。由于该原因，在使用电子取景器的情况下以及在运动图像模式的情况下等，没有读出焦点检测像素，因而尽管可以提高运动图像的帧频，但是存在的问题是在正显示运动图片时，无法进行使用相位差技术的高速焦点检测。专利文献2公开的专利技术涉及根据对运动图像进行读出时的场景而在间隔剔除读出模式和相加读出模式之间进行切换。在图像传感器中没有配置焦点检测像素，因而从一开始就没有考虑使用图像传感器的一部分像素来进行相位差焦点检测。例如，即使存在焦点检测像素，然而由于上述原因，这些焦点检测像素也不会被用于图像信息，因而在相加读出模式期间，焦点检测像素无法与摄像像素相加。此外，如果试图使用焦点检测像素进行焦点检测，则即使在相加读出模式期间，也需要单独读出焦点检测像素。专利文献3公开的专利技术采用如下的结构：在该结构中，使摄像像素组和焦点检测像素组的累积控制信号独立，并且可以设置各像素组的最佳累积时间，由此使图像显示刷新能力和低亮度被摄体的测距能力并存。然而，存在的问题是：像素之间所配置的信号线的数量增加，导致像素的开口率的下降和像素的感光度的降低。同时，作为这里所述专利技术的变形例，专利文献3公开了使累积控制信号在摄像像素和焦点检测像素之间共通化。优点在于：摄像像素和焦点检测像素之间的配线减少，从而提高了开口率。然而，这也意味着对于摄像像素和焦点检测像素来说累积控制是相同的。因此，专利文献3公开了将焦点检测像素组的输出相加多次，以提高焦点检测像素的S/N比。然而，问题在于：尽管在读出之后对输出进行相加，然而由于也同样将来自像素放大器或读出增益放大器等的噪声相加了多次，因而并没有如在累积时间控制的情况下一样提高S/N比。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上述问题而实现的，并且在显示运动图片期间使用相位差技术进行焦点检测时，提高焦点检测像素的S/N比。为了解决上述问题并实现上述改进，根据本专利技术的摄像设备包括：图像传感器，其具有二维配置的多个像素，所述图像传感器包括摄像像素和离散地配置在多个所述摄像像素之间的焦点检测像素，其中，所述摄像像素通过对摄像镜头所形成的被摄体图像进行光电转换来生成图像生成用的信号，所述焦点检测像素将所述摄像镜头的光瞳区域分割成多个光瞳区域，并且通过对来自经过分割所获得的光瞳区域的被摄体图像进行光电转换来生成相位差检测用的信号；切换部件，其在全部像素读出模式和间隔剔除读出模式之间进行切换，其中，在所述全部像素读出模式下，读出来自所述多个像素的全部像素的信号，在所述间隔剔除读出模式下，间隔剔除并读出所述多个像素的信号；以及控制部件，其在所述切换部件将模式切换成所述间隔剔除读出模式的情况下，在图像生成所使用的摄像行和包括所述焦点检测像素的焦点检测行中彼此独立地控制电荷累积。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是示出根据本专利技术第一实施例的照相机的结构的图；图2A和2B分别是根据第一实施例的图像传感器中的摄像像素的平面图和断面图；图3A和3B分别是根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像设备，包括：图像传感器，其具有二维配置的多个像素，所述图像传感器包括摄像像素和配置在多个所述摄像像素之间的焦点检测像素，其中，所述摄像像素通过对摄像镜头所形成的被摄体图像进行光电转换来生成图像生成用的信号，所述焦点检测像素对所述摄像镜头的光瞳区域进行分割，并且通过对来自经过分割所获得的光瞳区域的被摄体图像进行光电转换来生成相位差检测用的信号；控制部件，其在一帧内分出用于图像生成的摄像行和具有所述焦点检测像素的焦点检测行，在进行控制使得将所分出的所述摄像行和所述焦点检测行的一方依次读出之后，进行控制使得将另一方依次读出；以及生成部件，其使用读出所述摄像行所获得的信号来生成一帧的显示用图像。

【技术特征摘要】
2009.03.17 JP 2009-0652211.一种摄像设备，包括：图像传感器，其具有二维配置的多个像素，所述图像传感器的摄像行中包含的像素通过对摄像镜头所形成的被摄体图像进行光电转换来生成图像生成用的信号，所述图像传感器的焦点检测行中包含的像素对所述摄像镜头的光瞳区域进行分割，并且通过对来自经过分割所获得的光瞳区域的被摄体图像进行光电转换来生成相位差检测用的信号，其特征在于，还包括：控制部件，其在将由所述图像传感器得到的图像生成用的信号显示为运动图像的期间，在一帧内分出所述摄像行和所述焦点检测行，在进行控制使得将所分出的所述摄像行和所述焦点检测行的一方依次读出之后，进行控制使得将另一方依次读出；以及生成部件，其使用读出所述摄像行所获得的信号来生成一帧的显示用图像。2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，连续进行构成所述摄像行的像素的信号的读出和构成所述焦点检测行的像素的信号的读出。3.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，构成所述焦点检测行的像素的信号的读出周期与构成所述摄像行的像素的信号的读出周期相同或者比构成所述摄像行的像素的信号的读出周期长。4.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述图像传感器是CMOS型的图像传感器。5.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，在第一帧以及第二帧中，对生成所述相位差检测用的信号的焦点检测行进行变更。6.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于，所述...

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