攝像裝置及控制攝像裝置的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種攝像裝置及控制攝像裝置的方法。
【背景技術】
[0002]近年來，在諸如數碼攝像機和數碼照相機等的攝像裝置中，隨著圖像傳感器感光度的改善、圖像處理的增強以及存儲器容量的增加，以高像素數以及由于高速讀出所帶來的高幀率進行攝影變為可能。以高幀率進行攝影具有諸如增加AF速度以及提高視頻質量等多方面優勢，還需要進一步提高幀率。
[0003]另一方面，像素算術平均法被認為是用于使用具有高數量像素的攝像裝置以高幀率拍攝具有相對低數量像素的運動圖像的像素減少法。在像素算術平均法中，通過在圖像傳感器中對特定周期中的多個像素執行算術平均，從而減小數據速率并實現高幀率。日本特開第2010-259027號公報公開了通過使用行選擇電路來同時從多個像素行中選擇并輸出信號、從而進行來自多個行的圖像信號的算術平均數的輸出。
[0004]然而，在同時選擇并連接多個像素行的情況下，存在不再能確保動態范圍的情況。特別是在同時連接的像素間的信號存在大的不同的情況下，上述問題變得突出。由于這個原因，在日本特開第2010-259027號公報中，通過根據同時連接的行的數量而增加用于驅動執行信號輸出的像素的電流值、以及提高放大器電路的驅動能力，從而確保動態范圍。然而，存在這樣的問題:即由于用于驅動像素的電流值的提高，在讀出期間電力消耗會增加。
【發明內容】
[0005]本發明是考慮到上述情形而提出的，并且在攝像裝置中，抑制圖像質量劣化的同時，也實現了高速讀出，而不增加電力消耗。
[0006]根據本發明，提供了一種攝像裝置，所述攝像裝置包括:圖像傳感器，其包括多個單位像素，各個單位像素針對多個微透鏡中的一個具有多個光電轉換部；讀出單元，其被配置為能夠通過利用第一掃描方法和第二掃描方法掃描所述圖像傳感器來讀出像素信號，所述第一掃描方法針對預定數量的單位像素將來自所述多個光電轉換部的一部分的信號相加并讀出，所述第二掃描方法針對預定數量的單位像素將來自所述多個光電轉換部的信號相加并讀出；檢測單元，其被配置為獲得散焦量；以及選擇單元，其被配置為:針對各個讀出像素信號，在所述散焦量大于預定閾值的情況下，選擇利用所述第二掃描方法讀出的像素信號，或者在所述散焦量小于或等于所述預定閾值的情況下，選擇利用所述第二掃描方法讀出的像素信號和使用利用所述第一掃描方法讀出的像素信號而獲得的信號中的較大信號。
[0007]根據本發明，提供了一種控制攝像裝置的方法，所述攝像裝置包括圖像傳感器，所述圖像傳感器包括多個單位像素，各個單位像素針對多個微透鏡中的一個具有多個光電轉換部，所述方法包括:通過利用第一掃描方法掃描所述圖像傳感器來讀出像素信號，所述第一掃描方法針對預定數量的單位像素將來自所述多個光電轉換部的一部分的信號相加并讀出；通過利用第二掃描方法掃描所述圖像傳感器來讀出像素信號，所述第二掃描方法針對所述預定數量的單位像素將來自所述多個光電轉換部的信號相加并讀出；獲得散焦量；以及針對各個讀出像素信號，在所述散焦量大于預定閾值的情況下，選擇利用所述第二掃描方法讀出的像素信號，或者在所述散焦量小于或等于所述預定閾值的情況下，選擇利用所述第二掃描方法讀出的像素信號和使用利用所述第一掃描方法讀出的像素信號而獲得的信號中的較大信號。
[0008]根據以下(參照附圖)對示例性實施例的詳細描述，本發明的其他特征將變得清
/Η- ο
【附圖說明】
[0009]附圖包含在說明書中并構成說明書的一部分，附圖描述了本發明的示例性實施方式，并和說明書一起用于解釋本發明的原理。
[0010]圖1是示出根據本發明的實施例的已經離開攝像裝置的攝影透鏡的出射光瞳、并正進入單位像素的光束的概念的圖。
[0011]圖2是示出根據實施例的攝像裝置的功能結構的框圖。
[0012]圖3是示出根據實施例的圖像傳感器的結構的圖。
[0013]圖4是根據實施例的攝像裝置的單位像素的電路圖。
[0014]圖5是示出根據第一實施例的處理的流程圖。
[0015]圖6是示出根據實施例的像素和散焦區域間的關系的概念圖。
[0016]圖7是示出根據第二實施例的處理的流程圖。
[0017]圖8是示出根據第三實施例的用于計算像素信號的條件的圖。
【具體實施方式】
[0018]以下將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例。注意，在用于以下描述的圖中，以相同的附圖標記表示相同的構件。
[0019]第一實施例
[0020]首先，將描述在用于拍攝被攝體圖像的通常圖像傳感器中實現相位差檢測方法類型的焦點檢測的原理。圖1是示意性示出已從攝影透鏡的出射光瞳離開的光束入射到圖像傳感器的一個單位像素上的情形的視圖。單位像素100具有第一光電二極管(PD)101A和第二光電二極管(PD) 101B，并被濾色器302和微透鏡303覆蓋。
[0021]關于具有微透鏡303的像素，攝影透鏡的出射光瞳304的中心是光軸305。通過出射光瞳304的光以光軸305為中心進入單位像素100。另外，如圖1所示，通過作為攝影透鏡的出射光瞳304的區域的一部分的光瞳區域306的光束通過微透鏡303被第一 Η) 101A接收。類似地，通過作為攝影透鏡的出射光瞳304的區域的一部分的光瞳區域307的光束通過微透鏡303被第二ro 101B接收。因此，第一ro ιοια和第二ro ιοιβ各自接收已通過出射光瞳304的不同的區域的光。因此，通過比較來自第一ro 101A和第二ro ιοιβ的信號能夠執行相位差檢測。
[0022]在下文中，從第一 ro 101A獲得的信號將被稱為A圖像信號，從第二 ro 101B獲得的信號將被稱為B圖像信號。另外，(A+B)圖像信號是將來自第一 ro 101A的信號和來自第二ro ιοιβ的信號相加并讀出的信號，并能夠被用來拍攝圖像。
[0023]接下來，圖2中的框圖示出了根據第一實施例的攝像裝置的結構。通過透鏡驅動電路1110對攝影透鏡1111執行變焦控制、調焦控制、光圈控制等，并在圖像傳感器1101上形成被攝體的光學圖像。在圖像傳感器1101中以矩陣配置具有圖1所示結構的多個單位像素100，并且在圖像傳感器1101上形成的被攝體圖像被轉換為電氣圖像信號并被從圖像傳感器1101中輸出。信號處理電路1103對從圖像傳感器1101輸出的圖像信號執行各種類型的校正，并壓縮數據。另外，信號處理電路1103生成B圖像信號作為從圖像傳感器1101獲得的A圖像信號和(A+B)圖像信號間的差分信號。
[0024]定時生成電路1102輸出用于驅動圖像傳感器1101的定時信號。整體控制/操作電路1104執行各種類型的操作，并控制攝像裝置的整體操作，包括圖像傳感器1101的操作。整體控制/操作電路1104還利用A圖像信號和B圖像信號執行相位差檢測方法類型的焦點狀態檢測操作，并計算散焦量。信號處理電路1103輸出的圖像數據被臨時存儲到存儲器1105中。非易失性存儲器1106存儲程序、各種類型的閾值、針對各個攝像裝置而不同的調整值等。顯示電路1107顯示各種類型的信息和所拍攝的圖像。記錄電路1108是諸如用于執行圖像數據的記錄和讀出的半導體存儲器等的執行從/向可拆卸記錄介質讀取/寫入的電路。操作電路1109包括以開關、按鈕、觸摸面板等為代表的輸入設備組，并接收針對攝像裝置的用戶指令。
[0025]接下來，將利用圖3和圖4描述圖像傳感器1101的結構示例。圖3是示出圖像傳感器1101的整體結構的示例的視圖。圖像傳感器1101包括像素區域1、垂直掃描電路2、讀出電路3、水平掃描電路4以及輸出放大器5。在像素區域1中以矩陣配置多個單位像素100。這里，為方便描述示出了配置為4X4的16個像素，但實際上以矩陣配置一百萬或更多個單位像素。如圖1中所示，各個單位像素100包括第一ro 101A和第二ro ιοιβ。在本實施例中，垂直掃描電路2以一行為單位選擇像素區域1中的像素，并將驅動信號發送給所選擇行中的像素。讀出電路3包括針對各列的列讀出電路，放大來自單位像素100的輸出信號，并執行輸出信號的采樣保持。水平掃描電路4發送用于針對各列而將由讀出電路3采樣保持的信號順次輸出給輸出放大器5的信號。通過水平掃描電路4的操作，輸出放大器5將從讀出電路3輸出的信號輸出