攝像設(shè)備及其控制方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2009年7月7日、國(guó)家申請(qǐng)?zhí)枮?00980126937. 0、發(fā)明名稱為 "攝像設(shè)備及其控制方法"的PCT申請(qǐng)（國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/JP2009/003149)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種攝像設(shè)備及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 通過(guò)在圖像傳感器的攝像像素中配置焦點(diǎn)檢測(cè)像素來(lái)進(jìn)行相位差焦點(diǎn)檢測(cè)或自 動(dòng)調(diào)焦（"AF"），這是已知的。例如，專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3。
[0004] 在電子取景器模式或運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式下，幀頻比圖像質(zhì)量更加重要。
[0005] 專利文獻(xiàn)4提出了如下的攝像設(shè)備：該攝像設(shè)備在圖像傳感器中不配置焦點(diǎn)檢測(cè) 像素，并且可以通過(guò)切換跳過(guò)讀出模式（或間隔剔除讀出模式）和混合讀出模式來(lái)提供輸 出。由于混合讀出模式混合多個(gè)像素的信號(hào)并且使用由此產(chǎn)生的信號(hào)，因此該混合讀出模 式可以抑制在被攝體的空間頻率高時(shí)將發(fā)生的波紋（moire)。跳過(guò)讀出模式跳過(guò)所有像素 中的一部分像素的信號(hào)，并且由此可以抑制生成由于高亮度引起的拖尾（smear)。
[0006] 引文列表
[0007] 專利f獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2000-156823
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2000-292686
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2001-305415
[0011] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2003-189183

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0013] 傳統(tǒng)上，對(duì)于使用圖像傳感器來(lái)提供相位差A(yù)F的攝像設(shè)備而言，在對(duì)該攝像設(shè)備 設(shè)置電子取景器模式或運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式的情況下，不能在抑制圖像質(zhì)量劣化時(shí)提供焦點(diǎn) 檢測(cè)。例如，當(dāng)設(shè)置跳過(guò)讀出模式時(shí)，由于焦點(diǎn)檢測(cè)像素被跳過(guò)，因此專利文獻(xiàn)1不能提供 相位差A(yù)F。專利文獻(xiàn)2和專利文獻(xiàn)3沒(méi)有記載跳過(guò)讀出。由于專利文獻(xiàn)4在圖像傳感器中 未配置焦點(diǎn)檢測(cè)像素，因此專利文獻(xiàn)4不能使用圖像傳感器來(lái)提供相位差A(yù)F。如果將專利 文獻(xiàn)4的混合讀出模式簡(jiǎn)單應(yīng)用于專利文獻(xiàn)1，則焦點(diǎn)檢測(cè)像素與攝像像素混合，并且焦點(diǎn) 檢測(cè)像素消失。結(jié)果，焦點(diǎn)檢測(cè)精度劣化，或者相位差A(yù)F本身變得不可用。
[0014] 本發(fā)明提供一種在混合或跳過(guò)圖像信號(hào)之后讀出這些圖像信號(hào)時(shí)、能夠適當(dāng)?shù)刈x 取諸如攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素等的功能像素的攝像設(shè)備及其控制方法。
[0015] 用于解決問(wèn)題的方案
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種攝像設(shè)備，包括：圖像傳感器，其包括多個(gè)攝像像素 和多個(gè)進(jìn)行了光瞳分割的焦點(diǎn)檢測(cè)像素對(duì)；以及控制器，用于控制來(lái)自所述圖像傳感器的 像素信號(hào)的讀取，其中，所述控制器控制讀取，以使得在混合并讀取來(lái)自多個(gè)像素的像素信 號(hào)時(shí)，不能將來(lái)自進(jìn)行了光瞳分割的焦點(diǎn)檢測(cè)像素對(duì)的像素信號(hào)與來(lái)自攝像像素的像素信 號(hào)混合。
[0017] 發(fā)明的效果
[0018] 本發(fā)明可以提供能夠適當(dāng)?shù)刈x取來(lái)自攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素這兩者的像素輸 出的攝像設(shè)備及其控制方法。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是（實(shí)施例1的）照相機(jī)的框圖。
[0020] 圖2是圖1所示的圖像傳感器的框圖。
[0021] 圖3是用于解釋圖1所示的圖像傳感器所使用的攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素的結(jié)構(gòu) 的圖。
[0022] 圖4是用于解釋圖1所示的圖像傳感器所使用的攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素的結(jié)構(gòu) 的圖。
[0023] 圖5是用于解釋圖1所示的圖像傳感器所使用的攝像像素和焦點(diǎn)檢測(cè)像素的結(jié)構(gòu) 的圖。
[0024] 圖6是示出圖1所示的圖像傳感器的像素的例示配置的平面圖。
[0025] 圖7是用于解釋（實(shí)施例1的）圖像傳感器中的全畫(huà)面讀出的圖。
[0026] 圖8是用于解釋（實(shí)施例1的）圖像傳感器中的跳過(guò)讀出的圖。
[0027] 圖9是用于解釋（實(shí)施例1的）圖像傳感器中的混合讀出的圖。
[0028] 圖10是用于解釋（實(shí)施例2的）第一混合讀出的圖。
[0029] 圖11是用于解釋（實(shí)施例2的）第二混合讀出的圖。
[0030] 附圖標(biāo)iP,列表
[0031] 100數(shù)字照相機(jī)（攝像設(shè)備）
[0032] 105包括調(diào)焦透鏡的第三透鏡單元
[0033] 107圖像傳感器
[0034] 121 CPU (控制器）
[0035] 205混合單元
[0036] 208水平掃描器
[0037] 210垂直掃描器
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下將參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的典型實(shí)施例。
[0039] 實(shí)施例1
[0040] 圖1是（實(shí)施例1的）數(shù)字照相機(jī)（攝像設(shè)備）100的框圖。
[0041] 在圖1中，附圖標(biāo)記101表示位于攝像光學(xué)系統(tǒng)的前端處的、并且以在光軸方向上 可移動(dòng)的方式安裝的第一透鏡單元。附圖標(biāo)記102表示光圈/快門(mén)，該光圈/快門(mén)102在 調(diào)整其開(kāi)口直徑時(shí)調(diào)節(jié)攝像時(shí)的光量，并且用作為靜止圖像拍攝時(shí)的曝光時(shí)間調(diào)節(jié)快門(mén)。 附圖標(biāo)記103表示第二透鏡單元。光圈/快門(mén)102和第二透鏡單元103在光軸方向上一 體化地移動(dòng)，并且與第一透鏡單元101的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)地提供變倍（變焦）。附圖標(biāo)記105 表示在光軸方向上移動(dòng)以進(jìn)行調(diào)焦的、包括調(diào)焦透鏡的第三透鏡單元。附圖標(biāo)記106表示 作為被配置為減輕所拍攝圖像的偽色或波紋的光學(xué)元件的光學(xué)低通濾波器106。附圖標(biāo) 記107表示包括CMOS傳感器和外圍電路的圖像傳感器。圖像傳感器107使用二維單板彩 色傳感器，在該二維單板彩色傳感器中，在橫向方向上為m個(gè)像素并且縱向方向上為η個(gè) 像素的光接收像素上，形成拜爾（Bayer)陣列的原色馬賽克濾波器作為片上結(jié)構(gòu)（on-chip arrangement)。圖像傳感器107包括多個(gè)攝像像素和多個(gè)焦點(diǎn)檢測(cè)像素。
[0042] 附圖標(biāo)記111表示變焦致動(dòng)器，該變焦致動(dòng)器111被配置為使凸輪筒（未示出） 轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在光軸方向上驅(qū)動(dòng)第一透鏡單元101至第三透鏡單元103以進(jìn)行變倍。附圖標(biāo) 記112表示光圈/快門(mén)致動(dòng)器，該光圈/快門(mén)致動(dòng)器112控制光圈/快門(mén)102的開(kāi)口直徑 以調(diào)節(jié)攝像光量，并且控制靜止圖像拍攝時(shí)的曝光時(shí)間。附圖標(biāo)記114表示被配置為在光 軸方向上驅(qū)動(dòng)第三透鏡單元105以進(jìn)行調(diào)焦的調(diào)焦致動(dòng)器。附圖標(biāo)記115表示被配置為在 攝像時(shí)照明被攝體的電子閃光燈。附圖標(biāo)記116表示AF輔助光投射部，該AF輔助光投射 部116被配置為通過(guò)光投射透鏡將具有預(yù)定開(kāi)口圖案的掩模圖像投影到視野上，并且提高 對(duì)于暗的被攝體或?qū)Ρ榷鹊偷谋粩z體的焦點(diǎn)檢測(cè)能力。
[0043] 附圖標(biāo)記121表示作為用于管理照相機(jī)本體的各種控制的控制器的CPU。CPU 121 包括計(jì)算部、ROM、RAM、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器和通信接收電路等，根據(jù)ROM中存儲(chǔ)的程序驅(qū) 動(dòng)照相機(jī)中的各種電路，并且執(zhí)行諸如AF、攝像、圖像處理和記錄等的一系列的操作。附圖 標(biāo)記122表示與攝像操作同步地控制電子閃光燈115的點(diǎn)亮和熄滅的電子閃光燈控制器。 附圖標(biāo)記123表示與焦點(diǎn)檢測(cè)操作同步地控制AF輔助光投射部116的點(diǎn)亮和熄滅的輔助 光驅(qū)動(dòng)器。附圖標(biāo)記124表示圖像傳感器驅(qū)動(dòng)器，該圖像傳感器驅(qū)動(dòng)器124控制圖像傳感 器107的攝像操作，對(duì)所獲得的圖像信號(hào)提供模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換，并將由此產(chǎn)生的信號(hào)發(fā)送 至CPU 121。附圖標(biāo)記125是對(duì)由圖像傳感器107獲得的圖像提供伽瑪轉(zhuǎn)換、顏色插值和諸 如JPEG壓縮等的其它處理的圖像處理器。
[0044] 附圖標(biāo)記126表示調(diào)焦驅(qū)動(dòng)器，該調(diào)焦驅(qū)動(dòng)器126在CPU 121的控制下，基于焦點(diǎn) 檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制調(diào)焦致動(dòng)器114的驅(qū)動(dòng)，并在光軸方向上驅(qū)動(dòng)第三透鏡單元105以進(jìn)行調(diào) 焦。附圖標(biāo)記128表示控制光圈/快門(mén)致動(dòng)器112的驅(qū)動(dòng)、并控制光圈/快門(mén)102的開(kāi)口 的光圈/快門(mén)驅(qū)動(dòng)器。附圖標(biāo)記129表示被配置為根據(jù)拍攝者的變焦操作來(lái)驅(qū)動(dòng)變焦致動(dòng) 器111的變焦驅(qū)動(dòng)器。
[0045] 附圖標(biāo)記131表示諸如IXD等的顯示器，該顯示器131被配置為顯示數(shù)字照相機(jī) 100的與攝像模式有關(guān)的信息、攝像前的預(yù)覽圖像、攝像后的回放用圖像和焦點(diǎn)檢測(cè)時(shí)的聚 焦?fàn)顟B(tài)表示圖像等。附圖標(biāo)記132表示諸如電源開(kāi)關(guān)、釋放（攝像觸發(fā)）開(kāi)關(guān)、變焦操作開(kāi) 關(guān)和模式選擇開(kāi)關(guān)等的操作開(kāi)關(guān)。模式選擇開(kāi)關(guān)用作被配置為設(shè)置靜止圖像拍攝模式、運(yùn) 動(dòng)圖像拍攝模式和電子取景器模式的模式設(shè)置部。該模式選擇開(kāi)關(guān)在運(yùn)動(dòng)圖像拍攝模式或 電子取景器模式下，可以設(shè)置后面將說(shuō)明的跳過(guò)讀出模式或混合讀出模式（或者第一混合 讀出模式或第二混合讀出模式）。附圖標(biāo)記133表示被配置為記錄拍攝到的圖像的可拆卸 式閃速存儲(chǔ)器。
[0046] 圖2是圖像傳感器107的框圖，并且示出解釋以下讀出操作所需的最低限度的結(jié) 構(gòu)，從而省略了像素復(fù)位信號(hào)等。
[0047] 在圖2中，附圖標(biāo)記201表示可以利用"PDm"來(lái)區(qū)別的光電轉(zhuǎn)換部，其中，m(= 0, l，...m-l)是X方向上的地址，并且n( = 0, l，...n-l)是Y方向上的地址。光電轉(zhuǎn)換部 201具有光電二極管、像素放大器和復(fù)位開(kāi)關(guān)等。圖像傳感器107按二維方式配置mXn個(gè) 光電轉(zhuǎn)換部201。為了簡(jiǎn)便，僅標(biāo)記了左上方的光電轉(zhuǎn)換部F 1Dtw-PDtJ3。添加至光電轉(zhuǎn)換部 201的R、G和B表示濾色器，并且這些濾色器被配置為形成拜爾陣列。
[0048] 附圖標(biāo)記202表不選擇光電轉(zhuǎn)換部201的輸出的開(kāi)關(guān)，并且垂直掃描器210按每 行選擇開(kāi)關(guān)202。附圖標(biāo)記203表示成為光電轉(zhuǎn)換部201的像素放大器（未示出）的負(fù)載 的恒定電流生成器，并且該恒定電流生成器203配置在各垂直輸出線上。附圖標(biāo)記204表 示被配置為暫時(shí)存儲(chǔ)光電轉(zhuǎn)換部201的輸出的行存儲(chǔ)器。行存儲(chǔ)器204存儲(chǔ)由垂直掃描器 210選擇的、針對(duì)一行的光電轉(zhuǎn)換部201的輸出。通常，行存儲(chǔ)器204使用電容器。
[0049] 附圖標(biāo)記205表示被配置為混合水平方向上的多個(gè)像素的信號(hào)的混合單元。使 用混合單元2