专利名称：摄像设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种数字静态照相机等的摄像设备。
背景技术：
近年来，使用高像素密度图像传感器的数字静态照相机已被商业化。通常，使用高 像素密度图像传感器的数字静态照相机采用如下驱动方法作为图像传感器在EVF显示或 运动图像拍摄期间的工作模式。在该驱动方法中，间隔剔除(thin out)需要在液晶显示装 置上显示的信号行以外的信号行，以提高取景速率(finder rate)。与卤化银照相机相同，高分辨率数字静态照相机也强烈要求即时拍摄静止图像。 为了满足该需求，从按下释放开关到摄像这段时间必须足够地短。特别地，因为AF仅需要 短的时间就能聚焦，因而已经提出了与相位差AF方案有关的多项发明。日本特开2000-156823号公报公开了一种与AF方案有关的技术 。该技术在图像 传感器上配置相位差AF用的光电转换元件，并使用从图像传感器输出的信号从而在无需 任何机械相位差检测结构的情况下进行相位差AF。日本特开2003-198925号公报公开了如下技术在图像传感器包括相位差AF用的 光电转换元件的摄像设备中，当在EVF显示或运动图像拍摄时间隔剔除并读出图像传感器 的行时，在AF时和图像生成时之间切换要读出的行。然而，关于具有包括相位差AF用的光电转换元件的行和不包括光电转换元件的 行的图像传感器，日本特开2000-156823号公报和日本特开2003-198925号公报所公开的 技术在EVF显示或运动图像拍摄时读出不包括相位差AF用的光电转换元件的行。这些技 术在AF时读出包括相位差AF用的光电转换元件的行。该方法不能应对在所有行中配置有 相位差AF用的光电转换元件的图像传感器。此外，日本特开2000-156823号公报和日本特开2003-198925号公报所公开的技 术在AF时再次从图像传感器读出包括相位差AF用的光电转换元件的行，并且仅使用AF数 据。由于该原因，如日本特开2003-198925号公报所述，在AF时，在EVF显示或运动图像拍 摄中再次显示或记录前一帧的图像，由此导致生成中途定格的运动图像等令人不满意的运 动图像。
发明内容
本发明的目的是提供一种摄像设备，该摄像设备包括具有能够有效改变AF精度 的像素配置的图像传感器。根据本发明的第一方面，提供了一种摄像设备，该摄像设备包括排列有摄像像素 和焦点检测像素的图像传感器，其中该图像传感器具有各自配置有N个焦点检测像素的第 一行和各自配置有M个焦点检测像素的第二行，其中，N为等于或大于2的整数，M为小于N 的自然数，并且周期性地配置所述第一行和所述第二行。根据本发明的第二方面，提供了一种摄像设备，该摄像设备包括排列有摄像像素和焦点检测像素的图像传感器，其中该图像传感器具有各自配置有N个焦点检测像素的第 一行、各自配置有M个焦点检测像素的第二行、以及各自未配置焦点检测像素的第三行，其 中，N为等于或大于2的整数，M为小于N的自然数，并且周期性地配置所述第一行、所述第 二行和所述第三行。通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。
图1是示出根据本发明第一优选实施例的摄像设备的结构的框图；图2是示出根据本发明第一优选实施例的图像传感器的示意图；图3是示出根据本发明第二优选实施例的图像传感器的示意图；图4是示出根据本发明第一优选实施例的静止图像拍摄时的读出模式切换处理 的序列的流程图；图5是示出根据本发明第一优选实施例的运动图像拍摄时的读出模式切换处理 的序列的流程图；图6是示出根据本发明第二优选实施例的静止图像拍摄时的读出模式切换处理 的序列的流程图；以及图7是示出根据本发明第二优选实施例的运动图像拍摄时的读出模式切换处理 的序列的流程图。
具体实施例方式第一实施例图1是示出根据本发明第一优选实施例的摄像设备的框图。通过图像传感器101 将经由镜头100进入了摄像设备的被摄体图像光电转换为电信号。注意，如图2所示，将图 像数据形成用的摄像像素R、G和B以及相位差AF用的焦点检测像素Sl和S2排列在图像 传感器101上。本实施例将举例说明如下的图像传感器如图2所示，在该图像传感器中，焦点检 测像素S 1和S2被成对配置，并且对每一行配置不同数量的焦点检测像素。在本实施例中， 周期性地配置各自配置有N个(N为等于或大于2的整数)焦点检测像素的第一行和各自 配置有M个(M为小于N的自然数)焦点检测像素的第二行。例如，参考图2，周期性地配置 各自配置有两个焦点检测像素的行(对应于“EVF”的箭头)和各自配置有一个焦点检测像 素的行(对应于“运动图像”的箭头)。A/D转换单元103将从图像传感器101输出的电信号转换为数字信号。数字信号 处理单元104将从A/D转换单元103输出的数字信号转换为YUV数据格式的图像数据。A/ D转换单元103可以包括例如WB电路、γ校正电路、以及矩阵变换电路。另外，数字信号处理单元104根据图像传感器101的读出模式，从输出自A/D转换 单元103的数字信号中提取AF数据。CPU 108基于记录在内置ROM中的距离测量单元的位置模式信息判断焦点检测像素Sl和S2的位置，并对与这些位置相对应的像素信号用其周围像素进行插值。例如，图2 所示的像素Sl仅需要通过例如已知的双三次(bicubic)方法使用其周围R像素的像素信号进行插值。之后，将由此得到的图像数据转换为YUV数据格式的图像数据。此外，对YUV 数据格式的图像数据进行Y校正等的处理。相位差检测单元105基于从数字信号处理单元104输出的AF数据进行相位差检 测。日本特开2000-156823号公报详细说明了利用图像传感器的相位差检测，并且这里将 不给出对其的详细说明。简单来说，在图2所示的图像传感器的概念图中，在微透镜上形成 假定像素Sl和S2的行彼此几乎相同的近似图像。如果在图像传感器上聚焦图像的照相机 镜头对焦于该图像传感器上，则来自包括像素Sl的各行中的Sl组的图像信号与来自包括 像素S2的各行中的S2组的图像信号相匹配。如果焦点位于图像传感器的图像面的前侧或 后侧，则来自包括像素Sl的各行中的Sl组的图像信号与来自包括像素S2的各行中的S2 组的图像信号不同相。相位偏移方向根据成像点是位于图像面的前侧还是后侧而相反。原 理上，本方案在这点上与瞳分割相位差AF是相同的。基于该原理，如果照相机镜头处于对 焦(in focus)，则根据像素Sl的阵列形成的图像(依赖于光强度的信号线)与根据像素 S2的阵列形成的图像彼此匹配，并且如果照相机镜头失焦(out of focus)，则这两个图像 彼此偏移。将由相位差检测单元105获得的相位差检测结果发送至CPU 108。CPU 108基于 从相位差检测单元105发送来的检测结果，将控制信号输出至镜筒控制单元111。操作单元112包括例如用于在静止图像拍摄和运动图像拍摄之间切换摄像模式 的按钮以及快门开关等的设置开关。CPU108根据由操作单元112设置的摄像模式，将控制 信号发送至时序控制单元109。时序发生器110用作用于基于来自时序控制单元109的控制信号生成图像数据读 出驱动信号的驱动信号生成部件。从图像传感器101读出数据的方法在根据摄像模式切换 读出驱动信号时改变。稍候将说明用于根据摄像模式切换图像传感器101的读出模式的方法。通过存储器I/F 106将从数字信号处理单元104输出的YUV数据格式的图像数据 临时保存在存储器107中，作为EVF显示用图像数据。IXD I/F 113通过存储器I/F 106将 保存在存储器107中的YUV数据格式的图像数据转换为读出LCD 114的显示格式的图像数 据。读出IXD 114基于从IXD I/F 113输出的图像数据进行EVF显示。在进行图像记录时，压缩/记录单元115经由存储器I/F 106，根据JPEG等标准对 从数字信号处理单元104输出的YUV数据格式的图像数据进行压缩，并且将压缩后的图像 数据记录在记录介质116上。接着，将参考图4来说明如上所述的用于在静止图像拍摄时切换图像传感器101 的读出模式的方法。假定读出所有行的第一读出模式是静止图像模式。另外，假定如图2所示，在从图 像传感器间隔剔除并读出行的模式中，读出焦点检测像素多的行的第二读出模式是EVF模 式。另外，假定读出焦点检测像素少的行的第三读出模式是运动图像模式。当根据本实施例的摄像设备的电源为接通(ON)时，处理序列开始，并且通过操作单元112将摄像模式设置为静止图像拍摄模式。除非特别说明，否则CPU 108进行下面的 处理。在步骤S100，将时序发生器110设置为EVF模式。利用该操作，从图像传感器101读出焦点检测像素多的行。在步骤S101，检查操作单元112的快门开关是否被半按下。如果快门开关未被半 按下(步骤SlOl中为“否”)，则重复步骤S101。如果快门开关被半按下(步骤SlOl中为 “是”)，则处理进入步骤S102。在步骤S102，使用从读出自图像传感器101的图像数据中提取出的AF数据进行相 位差检测。然后，通过利用镜筒控制单元111移动镜筒来移动镜头位置，以减小相位差，从 而调整聚焦。在步骤S103，检查快门开关的状态。如果快门开关被保持半按下，则重复步骤 S103。如果快门开关被释放，则处理返回至步骤S101。如果快门开关被完全按下，则处理进 入步骤S104。在步骤S104，将时序发生器110设置为静止图像模式。在静止图像模式中，从图像 传感器101的所有行读出拍摄图像。在步骤S105，捕获所读出的拍摄图像(静止图像)，并将其记录在记录介质116 上。之后，重复从步骤SlOO起的处理序列，直到操作单元112断开电源为止。上述处理序列可以提高在根据本实施例的静止图像拍摄时的高分辨率用的AF精 度。因此，通过在EVF显示期间从图像传感器101读出焦点检测像素多的行来进行自动聚 焦和EVF显示。在记录静止图像时，读出图像传感器101的所有行。这使得可以记录高分 辨率图像。接着，将参考图5来说明在运动图像拍摄时切换图像传感器101的读出模式的方法。当根据本实施例的摄像设备的电源为ON时，处理序列开始，并且通过操作单元 112将摄像模式设置为静止图像拍摄模式。除非特别说明，否则CPU 108进行下面的处理。在步骤S200，将时序发生器110设置为运动图像模式。利用该操作，从图像传感器 101读出焦点检测像素少的行。在步骤S201，进行自动聚焦。在自动聚焦时，如在静止图像拍摄时那样，使用从读 出自图像传感器101的图像数据中提取出的AF数据进行相位差检测。然后，通过利用镜筒 控制单元111移动镜筒来移动镜头位置，以减小相位差，从而调整聚焦。在步骤S202，检查在操作单元112中是否按下了运动图像拍摄开始按钮。如果运 动图像拍摄开始按钮未被按下(步骤S202中为“否”)，则处理进入步骤S203。如果按下了 运动图像拍摄开始按钮(步骤S202中为“是”)，则处理进入步骤S204。在步骤S203，将定时器值与预先设置的值进行比较，以检查从前一次自动聚焦起 已过去的时间。尽管图5举例说明了将定时器值与0.2秒进行比较的情况，然而本发明不特 别局限于此。如果已过去了 0.2秒以上(步骤S203中为“是”)，则处理返回至步骤S201，并 再次进行自动聚焦。如果仍未过去0.2秒以上(步骤S203中为“否”)，则重复步骤S202。在步骤S204，捕获运动图像，并将该图像数据记录在记录介质116上。在步骤S205，检查在操作单元112中是否按下了运动图像拍摄结束按钮。如果按 下了运动图像拍摄结束按钮(步骤S205中为“是”)，则处理返回至步骤S202。如果运动图 像拍摄结束按钮未被按下(步骤S205中为“否”)，则处理进入步骤S206。
在步骤S206，检查从前一次自动聚焦起直到处理进入步骤S206为止是否至少已 过去了预先设置的时间(例如，图5中为0.2秒)。如果已过去了 0.2秒以上(步骤S206 中为“是”)，则处理进入步骤S207，并且再次进行自动聚焦。之后，处理返回至步骤S204， 并且捕获运动图像，并将该图像数据记录在记录介质116上。如果仍没有过去0.2秒以上(步骤S 206中为“否”)，则不进行自动聚焦。处理 返回至步骤S204，并且捕获运动图像，并将该图像数据记录在记录介质116上。之后，重复 从步骤S200起的处理序列，直到操作单元112断开电源为止。在根据本实施例的运动图像拍摄中，通过上述处理序列从图像传感器101读出焦 点检测像素少的行，以记录质量好于静止图像拍摄时的EVF图像的质量的运动图像。这使 得可以记录质量好于EVF图像的质量的运动图像。第二实施例在第一实施例中，如图2所示，图像传感器101的所有行均包括焦点检测像素。相 反，第二实施例提供了图像传感器101中不包括焦点检测像素的第三行(对应于“记录/显 示”的箭头)。下面将说明根据本实施例的图像传感器的读出模式的切换。根据本实施例 的摄像设备的框图与图1的框图是相同的。这里将参考图6来说明在静止图像拍摄时图像传感器101的读出模式的切换。假定在不进行间隔剔除的情况下读出所有行的第一读出模式是静止图像模式。另 夕卜，假定在如图3所示从图像传感器101间隔剔除并读出行的模式中，读出相位差AF用的 焦点检测像素多的行(图3中每行两个焦点检测像素)的第二读出模式是EVF AF模式。另 夕卜，假定读出焦点检测像素少的行(图3中每行一个焦点检测像素)的第三读出模式是运 动图像AF模式。另外，假定读出不包括焦点检测像素的行的第四读出模式是记录/显示模 式。当根据本实施例的摄像设备的电源为ON时，处理序列开始，并且操作单元112将 摄像模式设置为静止图像拍摄模式。在步骤S300，将时序发生器110设置为记录/显示模式。利用该操作，从图像传感 器101读出不包括焦点检测像素的行。在步骤S301，检查操作单元112的快门开关是否被半按下。如果快门开关未被半 按下(步骤S301中为“否”)，则重复步骤S301。如果快门开关被半按下(步骤S301中为 “是”)，则处理进入步骤S302。在步骤S302，将时序发生器110设置为EVF_AF模式。利用该操作，从图像传感器 101读出焦点检测像素多的行。在步骤S 303，使用从读出自图像传感器101的图像数据中提取出的AF数据进行 相位差检测。然后，通过利用镜筒控制单元111移动镜筒来移动镜头位置，以减小相位差， 从而调整聚焦。在步骤S304，检查快门开关的状态。如果快门开关被保持半按下，则重复步骤S304。如果快门开关被释放，则处理返回至步骤S300。如果快门开关被完全按下，则处理进 入步骤S305。在步骤S305，将时序发生器110设置为静止图像模式。在静止图像模式中，从图像 传感器101的所有行读出图像数据。
在步骤S306，捕获所读出的图像数据，并将其记录在记录介质116上。之后，重复 从步骤S300起的处理序列，直到操作单元112断开电源为止。在根据本实施例的静止图像拍摄中，通过上述处理序列进行以下处理，以在不进 行AF时获得具有高质量的EVF图像。也就是说，如果不进行AF，则读出图像传感器上不包 括相位差AF用的焦点检测像素的行，并且进行EVF显示。如果进行AF，则从图像传感器读 出焦点检测像素多的行，并且进行自动聚焦和EVF显示，以提高高分辨率用的AF精度。在 记录静止图像时，读出图像传感器的所有行使得可以记录高分辨率图像。接着，将参考图7来说明用于在运动图像拍摄时切换图像传感器101的读出模式 的方法。当根据本实施例的摄像设备的电源为ON时，处理序列开始，并且操作单元112将 摄像模式设置为静止图像拍摄模式。在步骤S400，将时序发生器110设置为运动图像AF模式。利用该操作，从图像传 感器101读出焦点检测像素少的行。在步骤S401，进行自动聚焦。在自动聚焦时，如在静止图像拍摄时那样，使用从读 出自图像传感器101的图像数据中提取出的AF数据进行相位差检测。然后，通过利用镜筒 控制单元111移动镜筒来移动镜头位置，以减小相位差，从而调整聚焦。在步骤S402，将时序发生器110设置为记录/显示模式。利用该操作，从图像传感 器101读出不包括焦点检测像素的行。在步骤S403，检查在操作单元112中是否按下了运动图像拍摄开始按钮。如果运 动图像拍摄开始按钮未被按下(步骤S403中为“否”)，则处理进入步骤S404。在步骤S404，将定时器值与预先设置的值进行比较，以检查从前一次自动聚焦起 已过去的时间。尽管图7举例说明了将定时器值与0.2秒进行比较的情况，然而本发明不特 别局限于此。如果已过去了 0.2秒以上(步骤S404中为“是”)，则处理返回至步骤S400。 如果仍未过去0. 2秒以上(步骤S404中为“否”)，则重复步骤S403。在步骤S405，捕获运动图像，并将该图像数据记录在记录介质116上。在步骤S406，检查在操作单元112中是否按下了运动图像拍摄结束按钮。如果按 下了运动图像拍摄结束按钮(步骤S406中为“是”)，则处理返回至步骤S403。如果运动图 像拍摄结束按钮未被按下(步骤S406中为“否”)，则处理进入步骤S407。在步骤S407，检查从前一次自动聚焦起直到处理进入步骤S407为止是否至少已 过去了预先设置的时间(例如，图7中为0. 2秒)。如果仍未过去0. 2秒以上(步骤S407 中为“否”)，则处理返回至步骤S405，并且捕获运动图像，并将该图像数据记录在记录介质 116上。如果已过去了 0.2秒以上(步骤S407中为“是”)，则处理进入步骤S408。在步骤S408，将时序发生器110设置为运动图像AF模式。利用该操作，从图像传 感器101读出焦点检测像素少的行。在步骤S409，进行自动聚焦。在步骤S410，捕获运动图像，并将该图像数据记录在记录介质116上。此时所记录的图像是根据通过将时序发生器110设置为运动图像AF模式所读出的图像数据而生成的 图像。在步骤S411，将时序发生器110设置为记录/显示模式。然后，处理返回至步骤S405，并且重复该处理序列。之后，重复从步骤S400起的处理序列，直到操作单元112断开电源为止。在根据本实施例的运动图像拍摄中，如果不进行自动聚焦，则通过上述处理序列 从图像传感器101读出不包括相位差AF用的光电转换元件的行。如果进行自动聚焦，则从 图像传感器101读出焦点检测像素少的行，以记录质量好于在静止图像拍摄时的EVF图像 的质量的运动图像。这使得可以记录质量好于EVF图像的质量的运动图像。尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明并不局限于所公 开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构 和功能。本申请要求2007年10月24日提交的日本专利申请2007-276757的优先权，其全 部内容通过引用包含于此。
权利要求
一种摄像设备，包括图像传感器，其包括第一像素组和第二像素组，其中所述第一像素组对由来自摄像光学系统的光束所形成的被摄体图像进行光电转换，所述第二像素组包括对来自所述摄像光学系统的光束的瞳分割光束分量进行光电转换的多个瞳分割像素；相位差检测单元，其位于照相机中，用于基于来自所述第二像素组的输出，检测两个瞳分割图像之间的相位差；以及控制器，其位于照相机中，用于控制所述摄像部件以从所述摄像部件的预定像素输出信号，其中，所述图像传感器包括各自配置有N个第二像素的多个第一行和各自配置有M个第二像素的多个第二行，其中N为不小于2的整数，M为小于N的自然数，以及所述控制器具有用以读出多个所述第一行的控制模式以及用以读出多个所述第二行的控制模式。
2.根据权利要求1所述的摄像设备，其特征在于， 所述控制器包括用以读出所述第一行和所述第二行的第一读出模式， 用以读出所述第一行的第二读出模式，以及 用以读出所述第二行的第三读出模式。
3.根据权利要求2所述的摄像设备，其特征在于，还包括 显示器，其位于照相机中，用于显示摄像时的图像，以及读出模式切换单元，用于在所述第一读出模式下记录所拍摄的图像，并在所述第二读 出模式下将静止图像显示在所述显示部件上。
4.根据权利要求3所述的摄像设备，其特征在于，所述读出模式切换单元在所述第三 读出模式下将运动图像记录在存储器中。
全文摘要
一种摄像设备，其包括排列有摄像像素(R、G、B)和焦点检测像素(S1、S2)的图像传感器。该图像传感器包括各自配置有N个焦点检测像素(S1、S2)的第一行和各自配置有M个焦点检测像素(S1、S2)的第二行，其中，N为等于或大于2的整数，M为小于N的自然数。周期性地配置所述第一行和所述第二行。
文档编号H04N101/00GK101836150SQ20088011316
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月1日 优先权日2007年10月24日
发明者佐藤佳宜, 渡边喜则 申请人:佳能株式会社