[发明专利]摄像设备有效

专利信息
申请号: 201080005180.2 申请日: 2010-02-01
公开(公告)号: CN102292974A 公开(公告)日: 2011-12-21
发明(设计)人: 谷口英则 申请(专利权)人: 佳能株式会社
主分类号: H04N5/232 分类号: H04N5/232;H04N5/353;H04N5/374;H01L27/146
代理公司: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙) 11277 代理人: 刘新宇
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 摄像 设备
【说明书】:

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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