攝像元件、攝像設(shè)備及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種攝像元件、攝像設(shè)備及其控制方法。該攝像元件根據(jù)與從多個(gè)像素中的第一像素組獲得的電壓信號(hào)相對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)來生成攝像所要使用的AF評(píng)價(jià)值。該攝像元件還輸出與從多個(gè)像素中的第二像素組獲得的電壓信號(hào)相對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)作為圖像顯示用實(shí)時(shí)取景顯示信號(hào)。根據(jù)該AF評(píng)價(jià)值，控制單元對(duì)具有調(diào)焦透鏡的光學(xué)機(jī)械單元進(jìn)行控制，并且根據(jù)該實(shí)時(shí)取景顯示信號(hào)在圖像顯示單元上進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示。
【專利說明】攝像元件、攝像設(shè)備及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有層疊結(jié)構(gòu)的攝像元件、包括該攝像元件的攝像設(shè)備、以及用于控制該攝像設(shè)備的方法和程序。更具體地，本發(fā)明涉及可以根據(jù)圖像信號(hào)來檢測(cè)測(cè)光和測(cè)距等所用的評(píng)價(jià)值的攝像設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]存在用于通過使用攝像設(shè)備所拍攝到的信號(hào)來評(píng)價(jià)并顯示圖像的技術(shù)。日本特開2009-89105所公開的設(shè)備公開了實(shí)時(shí)取景讀出模式和焦點(diǎn)檢測(cè)自動(dòng)曝光讀出模式。實(shí)時(shí)取景讀出模式用于讀出實(shí)時(shí)取景顯示所用的攝像信號(hào)，而焦點(diǎn)檢測(cè)自動(dòng)曝光讀出模式用于從攝像元件讀出焦點(diǎn)檢測(cè)用信號(hào)和自動(dòng)曝光用測(cè)光信息所要使用的攝像信號(hào)。針對(duì)各幀循環(huán)地重復(fù)這些讀出模式。
[0003]然而，由于在日本特開2009-89105中以像素為單位從攝像元件讀出圖像信號(hào)(即，電荷)，因此不僅傳送電荷所用的時(shí)間變長(zhǎng)，而且數(shù)據(jù)傳送量也增加，這導(dǎo)致電力消耗增大。
[0004]此外，作為攝像元件的輸出的圖像信號(hào)經(jīng)受利用諸如控制器等的其它設(shè)備所進(jìn)行的圖像信號(hào)處理。因此，傳送數(shù)據(jù)量大會(huì)導(dǎo)致控制器的處理負(fù)荷增加。
[0005]另外，日本特開2009-89105公開了包括焦點(diǎn)信號(hào)檢測(cè)像素的像素單元，這不可避免地導(dǎo)致針對(duì)攝像信號(hào)的像素所分配的區(qū)域減小。由于在獲得攝像信號(hào)(圖像信號(hào))時(shí)不使用這些焦點(diǎn)信號(hào)檢測(cè)像素，因此圖像質(zhì)量劣化。
[0006]因此，本發(fā)明的目的是提供用于縮短數(shù)據(jù)傳送時(shí)間并且抑制圖像質(zhì)量劣化的攝像元件和攝像設(shè)備、以及用于控制該攝像設(shè)備的方法和程序。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，一種攝像元件，用于拍攝聚焦于該攝像元件的光學(xué)圖像、并且輸出與所述光學(xué)圖像相對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)，所述攝像元件包括:第一元件部件，其包括排列成矩陣的多個(gè)像素，用于輸出與所述光學(xué)圖像相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；以及第二元件部件，用于將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以獲得所述圖像信號(hào)，其中，所述第二元件部件包括:控制信息生成部件，用于根據(jù)作為從所述多個(gè)像素中的第一像素組所獲得的圖像信號(hào)的第一圖像信號(hào)來生成攝像時(shí)要使用的控制信息；以及輸出部件，用于輸出第二圖像信號(hào)作為圖像顯示用的圖像顯示信號(hào)，其中所述第二圖像信號(hào)是從所述多個(gè)像素中的第二像素組所獲得的圖像信號(hào)。提供了上述攝像元件。
[0008]在本發(fā)明的另一方面中，一種攝像設(shè)備，其包括:上述的攝像元件；控制部件，用于在接收到所述控制信息的情況下，根據(jù)所述控制信息來控制攝像；以及顯示控制部件，用于根據(jù)所述圖像顯示信號(hào)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示。
[0009]本發(fā)明的另一方面中，一種攝像設(shè)備，包括:上述的攝像元件，其中所述控制信息生成部件生成進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦控制時(shí)要使用的自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值作為所述控制信息；控制部件，用于在接收到所述自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值的情況下，根據(jù)所述自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值來進(jìn)行調(diào)焦透鏡的驅(qū)動(dòng)控制；以及顯示控制部件，用于根據(jù)所述圖像顯示信號(hào)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示，其中，在設(shè)置了用于進(jìn)行所述自動(dòng)調(diào)焦控制的自動(dòng)調(diào)焦模式的情況下，所述控制部件進(jìn)一步控制所述開關(guān)部件以將所述第一圖像信號(hào)提供至所述控制信息生成部件。
[0010]本發(fā)明的另一方面中，一種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備包括上述的攝像元件，所述控制方法包括以下步驟:在接收到所述控制信息的情況下，根據(jù)所述控制信息來控制攝像；以及根據(jù)所述圖像顯示信號(hào)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示。
[0011]通過以下參考附圖對(duì)實(shí)施例的說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施例中的攝像設(shè)備的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0013]圖2A和2B是示出圖1所示的攝像元件的結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0014]圖3是示出圖2A和2B所示的第一片上的列信號(hào)線中的像素選擇的說明圖。
[0015]圖4是用于說明圖1所示的照相機(jī)中的AF評(píng)價(jià)模式時(shí)的攝像定時(shí)的時(shí)序圖。
[0016]圖5是用于說明圖1所示的照相機(jī)中的控制的流程圖。
[0017]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的照相機(jī)中要使用的攝像元件的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0018]圖7是用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施例中的測(cè)光評(píng)價(jià)模式時(shí)的攝像定時(shí)的時(shí)序圖。
[0019]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的照相機(jī)中要使用的攝像元件的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖9是用于說明本發(fā)明的第三實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)模式時(shí)的攝像定時(shí)的時(shí)序圖。
[0021]圖10是示出傳統(tǒng)的攝像設(shè)備中的實(shí)時(shí)取景時(shí)的自動(dòng)調(diào)焦攝像操作的定時(shí)的說明圖。
[0022]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0023]圖12A和12B示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的攝像設(shè)備中所包括的攝像元件的結(jié)構(gòu)。
[0024]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的攝像設(shè)備中要使用的攝像元件的像素單元的讀出結(jié)構(gòu)的說明圖。
[0025]圖14A和14B示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的攝像設(shè)備的攝像定時(shí)。
[0026]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的攝像設(shè)備中的AF模式下的操作的流程圖。
[0027]圖16示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0028]圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的攝像設(shè)備中的AF模式下的操作的流程圖。
[0029]圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的攝像設(shè)備中的場(chǎng)景判斷的判斷表。
[0030]圖19示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】[0031]以下將參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的各種實(shí)施例、特征和方面。以下將參考附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的攝像設(shè)備的一個(gè)示例。
[0032]第一實(shí)施例
[0033]圖1是示出本發(fā)明的第一實(shí)施例中的攝像設(shè)備的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0034]例如，將例示的攝像設(shè)備應(yīng)用于具有運(yùn)動(dòng)圖像功能的數(shù)字靜止照相機(jī)或攝像機(jī)。
[0035]攝像設(shè)備100具有光學(xué)鏡筒101、攝像元件102、驅(qū)動(dòng)單元103、信號(hào)處理單元104、壓縮擴(kuò)展單元105、控制單元106、發(fā)光單元107、操作單元108、圖像顯示單元109和圖像記錄單元110。
[0036]光學(xué)鏡筒101包括鏡頭單元(未示出，以下簡(jiǎn)稱為鏡頭)和光學(xué)機(jī)械單元1011。鏡頭使來自被攝體的光(被攝體圖像)集光(成像)到攝像元件102上。
[0037]盡管沒有示出，但光學(xué)機(jī)械單元1011包括AF機(jī)構(gòu)、變焦驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械快門機(jī)構(gòu)和光圈機(jī)構(gòu)。光學(xué)機(jī)械單元1011在控制單元106的控制下由驅(qū)動(dòng)單元103進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0038]攝像元件102具有后面所述的像素單元201和A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)。例如，攝像元件102是所謂的XY讀取型CMOS圖像傳感器。攝像元件102借助于在控制單元106的控制下進(jìn)行工作的驅(qū)動(dòng)單元103來進(jìn)行諸如曝光、信號(hào)讀出和復(fù)位等的攝像操作。攝像元件102還輸出攝像信號(hào)(還稱為圖像信號(hào))。
[0039]攝像元件102具有AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021。AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021基于根據(jù)在攝像元件102中獲得的圖像信號(hào)所獲得的對(duì)比度信息和相位差信息，按控制單元106所控制的定時(shí)來檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值(自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值)。AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021將該AF評(píng)價(jià)值輸出至控制單元106。
[0040]在控制單元106的控制下，信號(hào)處理單元104對(duì)作為攝像元件102的輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行諸如白平衡調(diào)整處理、顏色校正處理和自動(dòng)曝光(AE)處理等的信號(hào)處理，并且輸出該圖像信號(hào)作為圖像數(shù)據(jù)。
[0041]在控制單元106的控制下進(jìn)行工作的壓縮擴(kuò)展單元105以諸如JPEG(聯(lián)合圖像編碼專家組)方法等的預(yù)定靜止圖像數(shù)據(jù)格式對(duì)作為信號(hào)處理單元104的輸出的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮編碼處理。壓縮擴(kuò)展單元105還對(duì)從控制單元106發(fā)送來的編碼圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行擴(kuò)展解碼處理。
[0042]壓縮擴(kuò)展單元105還可以通過使用MPEG (運(yùn)動(dòng)圖像專家組)方法對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼/擴(kuò)展解碼處理。
[0043]控制單元106是例如包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的微控制器。CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的程序，由此綜合控制攝像設(shè)備100整體。
[0044]在由于信號(hào)處理單元104所進(jìn)行的AE處理而判斷為被攝體的曝光值低的情況下，發(fā)光單元107發(fā)光以對(duì)被攝體進(jìn)行照明。例如，可以使用利用氙管的閃光燈設(shè)備或LED發(fā)光裝置作為發(fā)光單元107。
[0045]例如，操作單元108具有諸如快門釋放按鈕等的各種操作鍵、桿和撥盤，以將與用戶輸入操作相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)提供至控制單元106。
[0046]圖像顯示單元109例如包括諸如液晶顯示器(IXD)等的顯示裝置和該IXD所用的接口電路，并且將與從控制單元106發(fā)送來的圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像顯示在顯示裝置上。
[0047]圖像記錄單元110例如是諸如便攜型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、光盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)或磁帶等的記錄介質(zhì)，以存儲(chǔ)利用壓縮擴(kuò)展單元105進(jìn)行壓縮編碼后的圖像數(shù)據(jù)作為圖像文件。圖像記錄單元110還讀出控制單元106所指定的圖像文件，并且將該圖像文件輸出至控制單元106。
[0048]現(xiàn)在說明圖1所示的攝像設(shè)備100的基本操作。
[0049]例如，在拍攝靜止圖像的情況下，作為攝像所用的準(zhǔn)備，在攝像元件102中對(duì)從像素201輸出的圖像信號(hào)順次進(jìn)行⑶S處理和AGC處理。然后，在A/D轉(zhuǎn)換器中將這些圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)。將所獲得的數(shù)字圖像信號(hào)輸出至AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021和信號(hào)處理單兀104。
[0050]AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021根據(jù)從數(shù)字圖像信號(hào)所獲得的對(duì)比度信息來計(jì)算AF評(píng)價(jià)值(控制信息)，并且將該AF評(píng)價(jià)值輸出至控制單元106?？刂茊卧?06基于該AF評(píng)價(jià)值來確定光學(xué)機(jī)械單元1011的控制量，并且根據(jù)該控制量來控制驅(qū)動(dòng)單元103。結(jié)果，利用驅(qū)動(dòng)單元103來驅(qū)動(dòng)光學(xué)機(jī)械單元1011。
[0051]信號(hào)處理單元104對(duì)上述的數(shù)字圖像信號(hào)例如應(yīng)用圖像質(zhì)量校正處理以生成照相機(jī)直通圖像信號(hào)，并且將該照相機(jī)直通圖像信號(hào)經(jīng)由控制單元106發(fā)送至圖像顯示單元109。結(jié)果，圖像顯示單元109可以顯示與該照相機(jī)直通圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的照相機(jī)直通圖像，由此用戶可以在觀看照相機(jī)直通圖像的同時(shí)進(jìn)行圖像角度調(diào)整。
[0052]在這種狀態(tài)下按下操作單元108的快門釋放按鈕的情況下，在控制單元106的控制下將來自攝像元件102的一幀的攝像信號(hào)(數(shù)字圖像信號(hào))獲取到信號(hào)處理單元104內(nèi)。信號(hào)處理單元104對(duì)該一幀的數(shù)字圖像信號(hào)應(yīng)用圖像質(zhì)量校正處理，并且將處理后的數(shù)字圖像信號(hào)(圖像數(shù)據(jù))發(fā)送至壓縮擴(kuò)展單元105。
[0053]壓縮擴(kuò)展單元105執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼，并且將編碼后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由控制單元106發(fā)送至圖像記錄單元110。結(jié)果，將與所拍攝到的靜止圖像有關(guān)的圖像文件記錄到圖像記錄單元110上。
[0054]在再現(xiàn)圖像記錄單元110上所記錄的圖像文件的情況下，控制單元106從圖像記錄單元110讀取根據(jù)來自操作單元108的操作輸入所選擇的圖像文件。然后，控制單元106將該圖像文件發(fā)送至壓縮擴(kuò)展單元105，其中在該壓縮擴(kuò)展單元105中執(zhí)行擴(kuò)展解碼處理。
[0055]將解碼后的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由控制單元106發(fā)送至圖像顯示單元109。結(jié)果，在圖像顯示單元109上再現(xiàn)并顯示與該圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的靜止圖像。
[0056]在記錄運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)的情況下，將在控制單元106的控制下從攝像元件102輸出的數(shù)字圖像信號(hào)獲取到信號(hào)處理單元104內(nèi)。在壓縮擴(kuò)展單元105中對(duì)信號(hào)處理單元104中順次處理后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮解碼處理。然后，將編碼后的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)從壓縮擴(kuò)展單元105順次傳送至圖像記錄單元110，其中在該圖像記錄單元110中，將該數(shù)據(jù)記錄作為運(yùn)動(dòng)圖像文件。
[0057]在再現(xiàn)圖像記錄單元110上所記錄的運(yùn)動(dòng)圖像文件的情況下，控制單元106根據(jù)來自操作單元108的操作輸入，從圖像記錄單元110讀取所選擇的運(yùn)動(dòng)圖像文件。然后，控制單元106將該運(yùn)動(dòng)圖像文件發(fā)送至壓縮擴(kuò)展單元105，其中在該壓縮擴(kuò)展單元105中執(zhí)行擴(kuò)展解碼處理。將解碼后的運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由控制單元106發(fā)送至圖像顯示單元109。結(jié)果，在圖像顯示單元109上再現(xiàn)并顯示與該運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)圖像。
[0058]現(xiàn)在說明傳統(tǒng)的攝像設(shè)備中的用于在根據(jù)所拍攝圖像計(jì)算評(píng)價(jià)值的同時(shí)進(jìn)行顯示圖像的顯示的技術(shù)以及與該技術(shù)有關(guān)的問題。為了獲得傳統(tǒng)攝像設(shè)備中的調(diào)焦控制要使用的被攝體的位置信息，根據(jù)從攝像元件輸出的圖像信號(hào)來獲得該位置信息。還通過將來自被攝體的光學(xué)信號(hào)直接輸入至專用檢測(cè)器并且使用這些光學(xué)信號(hào)所表示的圖像中的相位差來獲得該位置信息。在根據(jù)圖像信號(hào)來獲得位置信息的情況下，由于不需要專用檢測(cè)器，因此可以使攝像設(shè)備小型化。
[0059]圖10是示出傳統(tǒng)攝像設(shè)備中的實(shí)時(shí)取景時(shí)的自動(dòng)調(diào)焦攝像操作(AF評(píng)價(jià)攝像)的定時(shí)的說明圖。
[0060]在傳統(tǒng)的攝像設(shè)備中，利用垂直同步信號(hào)(垂直驅(qū)動(dòng)脈沖:VD)來規(guī)定攝像定時(shí)。在AF控制信號(hào)接通的情況下，根據(jù)實(shí)時(shí)取景攝像時(shí)間段之后的VD來拍攝AF評(píng)價(jià)用圖像。在AF控制信號(hào)斷開的情況下，實(shí)時(shí)取景攝像時(shí)間段再次開始。
[0061]這樣，由于用于獲得實(shí)時(shí)取景用圖像的實(shí)時(shí)取景攝像時(shí)間段和用于獲得AF評(píng)價(jià)用圖像的AF操作時(shí)間段沿著時(shí)間軸連續(xù)存在，因此無法同時(shí)拍攝實(shí)時(shí)取景用圖像和AF評(píng)價(jià)用圖像。
[0062]由于該原因，在位于如所示的實(shí)時(shí)取景時(shí)間段(幀)之間的AF操作時(shí)間段期間拍攝AF評(píng)價(jià)用圖像。結(jié)果，在實(shí)時(shí)取景用圖像和AF評(píng)價(jià)用圖像之間產(chǎn)生時(shí)滯。
[0063]另外，盡管即使在對(duì)AF評(píng)價(jià)用圖像進(jìn)行攝像期間也進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示，但根據(jù)AF評(píng)價(jià)用圖像來進(jìn)行這種情況下的實(shí)時(shí)取景顯示。如圖10所示，在拍攝AF評(píng)價(jià)用圖像的情況下，其幀頻與實(shí)時(shí)取景攝像時(shí)間段相比變高。這使得攝像元件的讀出時(shí)的間隔剔除率提高，結(jié)果導(dǎo)致不可避免的圖像質(zhì)量劣化。為了避免該問題，例如，一些攝像元件具有例如使焦點(diǎn)信號(hào)檢測(cè)用像素與攝像信號(hào)用像素分開設(shè)置的像素單元。
[0064]考慮到上述問題，本發(fā)明提供如圖2A和2B所示的攝像元件102。攝像元件102被配置為與顯示用的圖像信號(hào)并行地生成從圖像信號(hào)所獲得的評(píng)價(jià)值或基于該評(píng)價(jià)值的控制信息，從而縮短處理時(shí)間并減輕處理負(fù)荷。
[0065]圖2A和2B是示出圖1所示的攝像元件102的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖2A是示出攝像元件102的構(gòu)造的立體圖，而圖2B是示出其結(jié)構(gòu)的框圖。
[0066]在圖2A中，攝像元件102具有第一片(像素單元)20和第二片21。第一片(第一元件單元)20層疊在第二片(第二元件單元)21的上方。具有排列成矩陣形式的多個(gè)像素201的第一片20配置在光入射側(cè)(即，位于接收光學(xué)圖像的一側(cè))。
[0067]第二片21上形成有像素驅(qū)動(dòng)單元，其中該像素驅(qū)動(dòng)單元包括后面所述的列掃描電路213-a和213-b以及行掃描電路212。上述的AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元(控制信息生成單元)1021也形成在第二片21上。
[0068]由于如此在第一片20上形成像素201并且在第二片21上形成像素驅(qū)動(dòng)單元和AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021，因此可以使攝像元件102的外圍電路和像素單元的制造處理分開。結(jié)果，外圍電路中的向著布線的細(xì)線化和高密度化的趨勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)高速化、小型化和高功能化。
[0069]如圖2B所示，在第一片20上，像素201排列成矩陣形式。各像素201在水平方向(行方向)上連接至傳送信號(hào)線203、復(fù)位信號(hào)線204和行選擇信號(hào)線205，并且還在垂直方向(列方向)上連接至列信號(hào)線202-a和202-b。注意，列信號(hào)線202_a和202_b以要讀出的行為單位而在連接目的地方面彼此不同。[0070]如圖所示，各像素201具有作為光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管ro、傳送晶體管Ml、復(fù)位晶體管M2、放大晶體管M3、選擇晶體管M4和浮動(dòng)擴(kuò)散FD。
[0071 ] 在例示示例中，各晶體管是η溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS FET)。
[0072]傳送晶體管Ml、復(fù)位晶體管M2和選擇晶體管M4的柵極分別連接至傳送信號(hào)線203、復(fù)位信號(hào)線204和行選擇信號(hào)線205。這些信號(hào)線203?205在水平方向上延伸地配置，并且同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一行的像素。這樣，可以對(duì)線順次工作型的卷簾快門的操作進(jìn)行控制，以使得可以在曝光時(shí)間針對(duì)預(yù)定的各行而改變的狀態(tài)下進(jìn)行攝像。或者可選地，可以對(duì)整行同時(shí)工作型的全局快門的操作進(jìn)行控制。
[0073]此外，選擇晶體管M4的源極以行為單位連接至列信號(hào)線202-a或202-b。
[0074]光電二極管H)累積通過光電轉(zhuǎn)換所生成的電荷。光電二極管H)的P側(cè)接地，而N側(cè)連接至傳送晶體管Ml的源極。在傳送晶體管Ml接通的情況下，使光電二極管ro的電荷傳送至FD。由于在FD中存在寄生電容，因此使傳送至FD的電荷累積。
[0075]向放大晶體管M3的漏極施加電源電壓Vdd，而放大晶體管M3的柵極連接至FD。放大晶體管M3放大FD的電荷(即，電壓)并且將該電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)(電信號(hào))。選擇晶體管M4用于以行為單位選擇讀出信號(hào)所用的像素。選擇晶體管M4的漏極連接至放大晶體管M3的源極。選擇晶體管M4的源極連接至列信號(hào)線202。
[0076]在選擇晶體管M4接通的情況下，將與FD的電壓相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)輸出至列信號(hào)線202。向復(fù)位晶體管M2的漏極施加電源電壓Vdd，而復(fù)位晶體管M2的源極連接至FD。在復(fù)位晶體管M2接通的情況下，使FD的電壓復(fù)位為電源電壓Vdd。
[0077]第二片21包括列ADC塊211，其中該列ADC塊211連接至列信號(hào)線202-a或202-b。第二片21還包括行掃描電路212、列掃描電路213-a和213_b、定時(shí)控制電路214、水平信號(hào)線(輸出單元)215-a和215-b、選擇器開關(guān)216、幀存儲(chǔ)器217、以及AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021。
[0078]定時(shí)控制單元214在控制單元106的控制下，對(duì)行掃描電路212、列掃描電路213-a和213-b以及列ADC塊211的工作定時(shí)進(jìn)行控制。分別地，行掃描電路212掃描各行，而列掃描電路213-a和213-b掃描各列。
[0079]水平信號(hào)線215-a和215_b根據(jù)列掃描電路213_a和213_b各自所控制的定時(shí)來傳送列ADC塊211的輸出信號(hào)(圖像信號(hào))。
[0080]幀存儲(chǔ)器217臨時(shí)存儲(chǔ)從水平信號(hào)線215-b輸出的圖像信號(hào)。AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021根據(jù)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器217中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行AF評(píng)價(jià)，并且將AF評(píng)價(jià)值發(fā)送至控制單元 106。
[0081]選擇器開關(guān)216是將輸出至水平信號(hào)線215-b的圖像信號(hào)選擇性地輸出至AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021和信號(hào)處理單元104中的任一個(gè)的開關(guān)。
[0082]注意，將傳送至水平信號(hào)線215-a的圖像信號(hào)賦予至信號(hào)處理單元104。
[0083]圖3是示出圖2A和2B所示的第一片20上的列信號(hào)線202_a或202_b中的像素選擇的說明圖。
[0084]圖3示出各像素根據(jù)拜爾陣列排列的8行X 6列的像素單元。
[0085]在通過操作圖1所示的操作單元108來接通調(diào)焦控制模式的情況下，控制單元106使攝像元件102中的要讀出的行分開(即，控制選擇器開關(guān)216的切換從而使水平信號(hào)線215-b連接至幀存儲(chǔ)器217)。結(jié)果，可以同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)取景攝像(第二攝像模式)和AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像(第一攝像模式)。
[0086]結(jié)果，將實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)(第二圖像信號(hào)或圖像顯示信號(hào))輸出至列信號(hào)線202-a，并且將AF評(píng)價(jià)檢測(cè)用圖像信號(hào)(第一圖像信號(hào))輸出至列信號(hào)線202_b。
[0087]在圖3中，使用行編號(hào)為I和2的行(第一像素組)來進(jìn)行進(jìn)行AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像，而使用行編號(hào)為3?8的行(第二像素組)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景攝像。在例示示例中，以行為單位順次進(jìn)行讀取掃描，并且以8行為單位重復(fù)掃描以進(jìn)行讀取。
[0088]在AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像中，由于重視幀頻，因此執(zhí)行垂直同色的4個(gè)像素中剔除3個(gè)像素(從4條線中剔除3條線)的間隔剔除讀取。另一方面，在實(shí)時(shí)取景攝像中，由于重視圖像質(zhì)量，因此間隔剔除剩余的垂直同色4個(gè)像素中的I個(gè)像素(4條線中剔除I條線)并且相加3個(gè)像素。
[0089]lieE e {obj, bkg}
[0090]lieE e {obj, bkg}
[0091]換句話說，在AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像中，按第一幀頻讀出第一像素組。在實(shí)時(shí)取景攝像中，按比第一幀頻慢的第二幀頻讀出第二像素組。
[0092]如前面所述，針對(duì)所選擇的各行，使AF掃描攝像和實(shí)時(shí)取景攝像分開，由此可以以不同的電荷累積時(shí)間按數(shù)據(jù)大小不同的幀頻來獲得圖像信號(hào)。
[0093]接著，在圖2B所示的列ADC塊211中，將輸出至列信號(hào)線202_a和202_b的電壓信號(hào)(模擬信號(hào))從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(圖像信號(hào))。
[0094]利用列掃描電路213-a或213_b將作為列ADC塊211的輸出的圖像信號(hào)從列ADC塊211讀取至水平信號(hào)線215-a或215_b。將讀出至水平信號(hào)線215_a的圖像信號(hào)發(fā)送至信號(hào)處理單元104。
[0095]另一方面，讀取至水平信號(hào)線215-b的圖像信號(hào)被輸出至開關(guān)216，并且根據(jù)控制單元106的控制而輸出至信號(hào)處理單元104或幀存儲(chǔ)器217。注意，以幀為單位來對(duì)選擇器開關(guān)216進(jìn)行切換。
[0096]在這種情況下，由于在靜止圖像的拍攝時(shí)在無需進(jìn)行間隔剔除的情況下讀出像素信號(hào)，因此將開關(guān)216切換至與信號(hào)處理單元104相連接的路徑。
[0097]另一方面，在AF評(píng)價(jià)模式中(即，在自動(dòng)調(diào)焦控制模式中)，將來自水平信號(hào)線215-b的圖像信號(hào)經(jīng)由選擇器開關(guān)216記錄在幀存儲(chǔ)器217上，并且AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021基于記錄在幀存儲(chǔ)器217上的圖像信號(hào)中的對(duì)比度信息來檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值。AF評(píng)價(jià)值是被攝體的調(diào)焦信息。該調(diào)焦信息包括對(duì)比度信息、光學(xué)機(jī)械單元1011內(nèi)的AF機(jī)構(gòu)單元中的散焦偏移量、或者AF機(jī)構(gòu)單元的控制信息。與多像素AF評(píng)價(jià)值圖像數(shù)據(jù)相比，該AF評(píng)價(jià)值在數(shù)據(jù)量方面充分小。將該AF評(píng)價(jià)值從AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021發(fā)送至控制單元106。
[0098]因而，在本實(shí)施例中，AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021組裝在片21內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)省電化、高速處理和低成本設(shè)計(jì)。在大多數(shù)情況下，片21和信號(hào)處理單元104或控制單元106配置在單獨(dú)基板上，這導(dǎo)致片間通信時(shí)布線的電阻成分和電容成分增加。因此，與片內(nèi)布線中的通信相比，通信速度下降。為了發(fā)送出高速信號(hào)，例如，需要增加驅(qū)動(dòng)電力，由此需要利用放大器的驅(qū)動(dòng)以維持信號(hào)波形質(zhì)量。[0099]在本實(shí)施例中，由于AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021連同片21 —起配置在同一半導(dǎo)體芯片上，因此可以使得用以輸出圖像數(shù)據(jù)的線變短并且還可以省略放大器的配置。另外，由于AF評(píng)價(jià)值自身的數(shù)據(jù)量小，因此攝像元件102和控制單元106之間的通信所用的時(shí)間縮短，由此可以實(shí)現(xiàn)電力消耗的降低。
[0100]在以下說明中，在進(jìn)行攝像時(shí)，將經(jīng)由列信號(hào)線202-a和水平信號(hào)線215_a的輸出路徑稱為通道Chl，而將經(jīng)由列信號(hào)線202-b和水平信號(hào)線215-b的輸出路徑稱為通道Ch2。
[0101]圖4是用于說明圖1所示的照相機(jī)100中的AF評(píng)價(jià)模式時(shí)的攝像定時(shí)的時(shí)序圖。
[0102]如圖4所不,利用垂直同步/[目號(hào)VD來規(guī)定攝像定時(shí)。在AF評(píng)價(jià)模式接通的情況下，控制單元106在時(shí)刻TO的垂直同步信號(hào)VD的下降沿處，同時(shí)開始AF控制信號(hào)、利用通道Chl的實(shí)時(shí)取景攝像、以及利用通道Ch2的AF評(píng)價(jià)攝像。
[0103]在時(shí)間段TO?TFl內(nèi)，將經(jīng)由通道Ch2從像素單元20讀出的AF評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)經(jīng)由水平信號(hào)線215-b和選擇器開關(guān)216存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器217中。然后，在時(shí)間段TFl?TF2內(nèi)，AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021根據(jù)幀存儲(chǔ)器217中所存儲(chǔ)的AF圖像信號(hào)來檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值。然后，在時(shí)間段TF2?TF3內(nèi)，AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021將該AF評(píng)價(jià)值輸出至控制單元 106。
[0104]在例示示例中，在一個(gè)垂直同步信號(hào)VD的時(shí)間段內(nèi)，拍攝一幀的實(shí)時(shí)取景用圖像，而拍攝三幀的AF評(píng)價(jià)(AF掃描)用圖像。在控制單元106使垂直同步信號(hào)VD置于L (低)電平時(shí)(時(shí)刻Tl)，AF評(píng)價(jià)完成。
[0105]如前面所述，圖1所示的照相機(jī)100在AF評(píng)價(jià)模式中并非必須將圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由信號(hào)處理單元104發(fā)送至控制單元106來獲得AF評(píng)價(jià)值。換句話說，將數(shù)據(jù)量小的AF評(píng)價(jià)值從攝像元件102直接輸出至控制單元106。結(jié)果，可以減少負(fù)荷，由此可以實(shí)現(xiàn)電力縮減。
[0106]控制單元106將AF評(píng)價(jià)值與后面所述的預(yù)定AF期待值進(jìn)行比較，并且在AF評(píng)價(jià)值滿足AF期待值的情況下使AF控制信號(hào)下降(時(shí)刻Tl)。一旦AF控制信號(hào)下降，則僅終止AF評(píng)價(jià)攝像并且繼續(xù)實(shí)時(shí)取景攝像。
[0107]圖5是用于說明圖1所示的照相機(jī)100中的控制的流程圖。注意，在控制單元106的控制下進(jìn)行例示的流程圖。
[0108]在接通照相機(jī)100的電源并且使照相機(jī)100置于待機(jī)狀態(tài)(即，處于攝像前的拍攝準(zhǔn)備狀態(tài))的情況下，控制單元106判斷AF評(píng)價(jià)模式是否處于有效(步驟S502)。簡(jiǎn)言之，控制單元106判斷是否設(shè)置了自動(dòng)調(diào)焦模式。
[0109]在AF評(píng)價(jià)模式并非處于有效的情況下(步驟S502中為“否”)，控制單元106開始實(shí)時(shí)取景攝像(步驟S503)，并且進(jìn)入后面所述的步驟S515。
[0110]在判斷為AF評(píng)價(jià)模式處于有效的情況下(步驟S502中為“是”)，控制單元106接通AF控制信號(hào)(H (高)電平)(步驟S504)。接著，控制單元106將O代入變量η以對(duì)AF評(píng)價(jià)攝像的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(步驟S505)。
[0111]接著，如圖4所示，控制單元106開始AF評(píng)價(jià)攝像(步驟S506)，并且還在步驟S516中開始實(shí)時(shí)取景攝像。
[0112]在開始AF評(píng)價(jià)攝像之后，控制單元106使變量η增加I (步驟S507)。然后，在控制單元106的控制下，AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021根據(jù)AF評(píng)價(jià)攝像中所獲得的AF評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)來檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K (步驟S508)。
[0113]接著，控制單元106判斷AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K相對(duì)于AF期待值K_min和K_max是否滿足公式(I)、即AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K是否滿足預(yù)定的評(píng)價(jià)條件(步驟S509)。
[0114]K_min〈AF_K〈K_max (I)
[0115]其中,AF期待值K_min和K_max表示在照相機(jī)100的設(shè)計(jì)階段或調(diào)整階段預(yù)先記錄在控制單元106上的AF評(píng)價(jià)值的預(yù)期的最小值和最大值。
[0116]在AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)FJ(不滿足公式(I)的情況下(步驟S509中為“否”)，控制單元106根據(jù)上述的AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K來計(jì)算反饋控制量。然后，控制單元106根據(jù)該反饋控制量來執(zhí)行驅(qū)動(dòng)單元103的驅(qū)動(dòng)控制，從而沿著光軸驅(qū)動(dòng)光學(xué)機(jī)械單元1011中所包括的調(diào)焦透鏡(步驟 S510)。
[0117]接著，控制單元106判斷變量(AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù))η是否是預(yù)定數(shù)(在這種情況下為3)(步驟S511)。在AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù)小于3次的情況下(步驟S511中為“否”)，控制單元106返回至步驟S506的處理，并且進(jìn)行AF評(píng)價(jià)攝像。
[0118]在AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù)為3次的情況下(步驟S511中為“是”)，控制單元106進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示(步驟S512)，然后返回至步驟S505的處理以將AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù)η
設(shè)置為零。
[0119]在AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K滿足公式⑴的情況下(步驟S509中為“是”)，控制單元106斷開AF控制信號(hào)(L電平)(步驟S513)，并且終止攝像元件102中的AF評(píng)價(jià)攝像(步驟S514)。然后，控制單元106將與所拍攝到的實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的圖像顯示在圖像顯示單元109上(步驟S515)，并且使照相機(jī)置于待機(jī)狀態(tài)(步驟S517)。
[0120]在圖5所示的流程圖中，在終止AF評(píng)價(jià)攝像之后，控制單元106顯示與通過步驟S516的實(shí)時(shí)取景攝像所獲得的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的圖像。一旦開始了步驟S503的實(shí)時(shí)取景攝像，則控制單元106進(jìn)入步驟S515的處理以進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示。
[0121 ] 如前面所述，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021包括在第二片21內(nèi)。因此，在拍攝實(shí)時(shí)取景用圖像的同時(shí)，以高幀頻拍攝AF評(píng)價(jià)用圖像，并且可以計(jì)算并輸出AF評(píng)價(jià)值。結(jié)果，可以縮短進(jìn)行AF評(píng)價(jià)時(shí)的時(shí)滯。
[0122]此外，在AF評(píng)價(jià)中，僅將數(shù)據(jù)量小的AF評(píng)價(jià)值從攝像元件102直接發(fā)送至控制單元106，由此減輕了信號(hào)輸出負(fù)荷并且可以降低電力消耗。
[0123]盡管在上述實(shí)施例中說明了實(shí)時(shí)取景期間所進(jìn)行的AF的示例，但不僅在實(shí)時(shí)取景時(shí)可以使用上述方法，而且在其它運(yùn)動(dòng)圖像拍攝時(shí)也可以使用上述方法。
[0124]此外，在本實(shí)施例中，將AF評(píng)價(jià)值從攝像元件102直接輸出至控制單元106，并且控制單元106根據(jù)該AF評(píng)價(jià)值來利用驅(qū)動(dòng)單元103控制光學(xué)機(jī)械單元1011。然而，驅(qū)動(dòng)單元103也可以根據(jù)該AF評(píng)價(jià)值來進(jìn)行光學(xué)機(jī)械單元1011的驅(qū)動(dòng)控制。
[0125]第二實(shí)施例
[0126]現(xiàn)在說明本發(fā)明的第二實(shí)施例中的照相機(jī)的一個(gè)示例。
[0127]除了攝像元件102的結(jié)構(gòu)與圖2B所示的攝像元件的結(jié)構(gòu)不同以外，第二實(shí)施例中的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)與圖1所示的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)相同。在以下說明中，將說明利用諸如閃光燈等的發(fā)光單元進(jìn)行測(cè)光操作時(shí)的靜止圖像拍攝。
[0128]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的照相機(jī)中要使用的攝像元件的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0129]注意，在圖6中，利用相同的附圖標(biāo)記來指定與圖2A所示的攝像元件相同的組成構(gòu)件，以省略針對(duì)這些組成構(gòu)件的說明。
[0130]在圖6所示的攝像元件102中，代替AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021，第二片21包括測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601。測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601連接至幀存儲(chǔ)器217并且連接至控制單元106。
[0131 ] 測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601根據(jù)經(jīng)由列信號(hào)線202-b和水平信號(hào)線215_b ( S卩，通道Ch2)從第一片20讀出的圖像信號(hào)來計(jì)算顏色比率和曝光值作為測(cè)光值。根據(jù)該測(cè)光值，測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601將諸如白平衡系數(shù)和發(fā)光單元107的發(fā)光控制量等的測(cè)光控制數(shù)據(jù)輸出至控制單元106。
[0132]控制單元106根據(jù)測(cè)光控制數(shù)據(jù)來向信號(hào)處理單元104和發(fā)光單元107發(fā)送控制指示，以控制信號(hào)處理單元104中的白平衡校正和發(fā)光單元107的發(fā)光量。
[0133]圖7是用于說明本發(fā)明的第二實(shí)施例中的測(cè)光評(píng)價(jià)模式時(shí)的攝像定時(shí)的時(shí)序圖。
[0134]在測(cè)光評(píng)價(jià)模式中，控制單元106在時(shí)刻T70的垂直同步信號(hào)VD的下降沿處，與垂直同步信號(hào)VD同步地同時(shí)開始利用通道Chl的實(shí)時(shí)取景攝像和利用通道Ch2的測(cè)光評(píng)價(jià)攝像。在測(cè)光評(píng)價(jià)攝像中，進(jìn)行針對(duì)白平衡系數(shù)和發(fā)光單元107的發(fā)光控制的測(cè)光評(píng)價(jià)攝像。
[0135]這里，將白平衡系數(shù)計(jì)算所用的測(cè)光評(píng)價(jià)攝像稱為白平衡系數(shù)計(jì)算攝像，并且將發(fā)光控制所用的測(cè)光評(píng)價(jià)攝像稱為發(fā)光控制量測(cè)光攝像。
[0136]首先，在時(shí)間段T70?T71內(nèi)，進(jìn)行白平衡系數(shù)計(jì)算攝像。將經(jīng)由通道Ch2從像素單元20讀出的白平衡系數(shù)評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)經(jīng)由水平信號(hào)線215-b和選擇器開關(guān)216存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器217中。
[0137]在時(shí)間段T71?T72內(nèi)，測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601根據(jù)幀存儲(chǔ)器217中所存儲(chǔ)的白平衡系數(shù)評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)來計(jì)算白平衡系數(shù)。然后，在時(shí)間段T72?T73內(nèi)，測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601將該白平衡系數(shù)輸出至控制單元106。
[0138]接著，在時(shí)刻T73處，控制單元106使發(fā)光控制信號(hào)上升(至H電平)，并且在使發(fā)光單元107以預(yù)定的發(fā)光量發(fā)光的同時(shí)開始發(fā)光控制量測(cè)光攝像。然后，在時(shí)刻T74處，控制單元106使發(fā)光控制信號(hào)下降(至L電平)，并且終止發(fā)光控制量測(cè)光攝像。
[0139]結(jié)果，在時(shí)間段T73?T74內(nèi)，在靜止圖像拍攝時(shí)進(jìn)行發(fā)光單元107的發(fā)光控制量測(cè)光攝像，并且將發(fā)光控制量評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器217中。
[0140]由于在時(shí)間段T73?T74內(nèi)發(fā)光控制信號(hào)接通，因此進(jìn)行利用發(fā)光單元107的預(yù)備發(fā)光(即，預(yù)發(fā)光)，由此進(jìn)行作為用于計(jì)算被攝體的曝光量的攝像的發(fā)光控制量測(cè)光攝像。
[0141]在時(shí)間段T74?T75內(nèi)，測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601根據(jù)幀存儲(chǔ)器217中所存儲(chǔ)的發(fā)光控制量評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)來計(jì)算與被攝體有關(guān)的曝光值。根據(jù)該曝光值，測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601生成發(fā)光控制量。接著，在時(shí)間段T75?T76內(nèi)，測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601將該發(fā)光控制量輸出至發(fā)光控制量控制單元106。
[0142]在時(shí)刻T76處，控制單元106在接通發(fā)光控制信號(hào)以使發(fā)光單元107發(fā)光(主發(fā)光)的同時(shí)，將測(cè)光評(píng)價(jià)模式切換為靜止圖像拍攝模式。此時(shí)，控制單元106根據(jù)該發(fā)光控制量來控制發(fā)光單元107的發(fā)光量。[0143]此外，控制單元106切換選擇器開關(guān)216，以將經(jīng)由通道Ch2所輸出的圖像信號(hào)輸出至信號(hào)處理單元104并且將從像素單元20的所有像素讀取的圖像信號(hào)提供至信號(hào)處理單元104。
[0144]在例不不例中，在一個(gè)垂直同步/[目號(hào)VD的時(shí)間段內(nèi)拍攝一巾貞的實(shí)時(shí)取景用圖像。在該時(shí)間段內(nèi)，進(jìn)行白平衡系數(shù)計(jì)算攝像、白平衡系數(shù)計(jì)算和輸出、發(fā)光控制量測(cè)光攝像、以及發(fā)光控制量計(jì)算和輸出。
[0145]如前面所述，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，測(cè)光值評(píng)價(jià)單元601包括在第二片21內(nèi)，以使得在拍攝實(shí)時(shí)取景用圖像的同時(shí)，可以以高幀頻拍攝測(cè)光評(píng)價(jià)圖像，并且可以計(jì)算并輸出測(cè)光評(píng)價(jià)值。結(jié)果，可以縮短進(jìn)行測(cè)光評(píng)價(jià)時(shí)的時(shí)滯。
[0146]此外，在測(cè)光評(píng)價(jià)時(shí)，僅將數(shù)據(jù)量小的測(cè)光評(píng)價(jià)值(白平衡系數(shù)和發(fā)光控制量)從攝像元件102直接發(fā)送至控制單元106。結(jié)果，減輕了信號(hào)輸出負(fù)荷并且可以減少電力消耗。
[0147]在上述實(shí)施例中，將測(cè)光評(píng)價(jià)值從攝像元件102直接輸入至控制單元106，并且控制單元106根據(jù)該測(cè)光評(píng)價(jià)值來控制信號(hào)處理單元104和發(fā)光單元107。然而，可以將該測(cè)光評(píng)價(jià)值從攝像元件102發(fā)送至信號(hào)處理單元104和發(fā)光單元107以執(zhí)行直接控制。
[0148]第三實(shí)施例
[0149]接著，將說明本發(fā)明的第三實(shí)施例中的照相機(jī)的一個(gè)示例。
[0150]除了攝像元件102的結(jié)構(gòu)與圖2B所示的攝像元件的結(jié)構(gòu)不同以外，第三實(shí)施例中的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)與圖1所示的照相機(jī)的結(jié)構(gòu)相同。
[0151]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的照相機(jī)中要使用的攝像元件的一個(gè)示例的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0152]注意，在圖8中，利用相同的附圖標(biāo)記來指定與圖2A和6所示的攝像元件相同的組成構(gòu)件，以省略針對(duì)這些組成構(gòu)件的說明。
[0153]在圖8所示的攝像元件102中，代替AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1021，第二片21包括圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801。圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801連接至幀存儲(chǔ)器217并且連接至控制單元106。
[0154]圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801根據(jù)經(jīng)由列信號(hào)線202-b從第一片20讀取的圖像信號(hào)來計(jì)算表示信號(hào)變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差(還稱為標(biāo)準(zhǔn)偏差值)。然后，圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801將該標(biāo)準(zhǔn)偏差作為圖像信號(hào)評(píng)價(jià)值輸出至控制單元106。在標(biāo)準(zhǔn)偏差超過預(yù)設(shè)閾值(標(biāo)準(zhǔn)偏差閾值)的情況下，控制單元106將使增益提高量(gain-up amount)或曝光量(即，曝光時(shí)間段)保持在控制下的攝像控制信號(hào)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)單元103。驅(qū)動(dòng)單元103根據(jù)該攝像控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)攝像元件102以進(jìn)行曝光控制。這是因?yàn)椋瑯?biāo)準(zhǔn)偏差在超過預(yù)設(shè)閾值的情況下表示圖像信號(hào)中的S/N比的劣化，由此限制曝光控制對(duì)于維持預(yù)定的圖像質(zhì)量而言是有效的。
[0155]在圖8所示的示例中，進(jìn)行曝光控制以維持預(yù)定的圖像質(zhì)量。然而，可以不通過曝光控制而是例如通過切換噪聲降低處理中的校正值來維持預(yù)定的圖像質(zhì)量。此外，在例示示例中，圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801被配置為輸出作為標(biāo)準(zhǔn)偏差的圖像信號(hào)評(píng)價(jià)值。然而，圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801還可被配置為將與標(biāo)準(zhǔn)偏差相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)單元103、信號(hào)處理單元104、或發(fā)光單元107，從而維持預(yù)定的圖像質(zhì)量。
[0156]圖9是用于說明本發(fā)明的第三實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)模式時(shí)的攝像定時(shí)的時(shí)序圖。
[0157]在使照相機(jī)置于標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)模式的情況下，控制單元106在時(shí)刻T90，在垂直同步信號(hào)VDl和VD2的下降沿處開始攝像。這里，控制單元106與垂直同步信號(hào)VDl同步地開始進(jìn)行利用通道Chl的實(shí)時(shí)取景攝像，并且與垂直同步信號(hào)VD2同步地開始進(jìn)行利用通道Ch2的標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)攝像(還稱為圖像信號(hào)評(píng)價(jià)攝像)。
[0158]在與垂直同步信號(hào)VDl同步的實(shí)時(shí)取景攝像中，根據(jù)實(shí)時(shí)取景顯示所用的幀頻來進(jìn)行攝像操作。在與垂直同步信號(hào)VD2有關(guān)的IVD時(shí)間段(T90?T93)內(nèi)，進(jìn)行多個(gè)幀的實(shí)時(shí)取景攝像。
[0159]在時(shí)間段T90?T91內(nèi)的圖像信號(hào)評(píng)價(jià)攝像中，從攝像元件102讀取讀出至通道Ch2的標(biāo)準(zhǔn)偏差檢測(cè)用圖像信號(hào)。時(shí)間段T90?T91內(nèi)的設(shè)置與時(shí)刻T93之后的靜止圖像攝像所用的曝光時(shí)間段內(nèi)的設(shè)置相同。根據(jù)與從利用操作單元108的用戶操作或從攝像元件102獲得的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的AE控制來確定時(shí)刻T93之后的曝光控制。因此，在通道Ch2中的圖像信號(hào)評(píng)價(jià)攝像中，進(jìn)行與通道Chl中的實(shí)時(shí)取景顯示所用的曝光控制不同的曝光控制。
[0160]此外，可以通過在通道Ch2中進(jìn)行與時(shí)刻T93之后的靜止圖像拍攝的控制相同的曝光控制來限制由于靜止圖像拍攝之前導(dǎo)致圖像質(zhì)量劣化的信號(hào)放大所引起的S/N的劣化。此外，可以對(duì)諸如攝像像素的長(zhǎng)累積操作等的攝像控制進(jìn)行限制。結(jié)果，可以防止靜止圖像的圖像質(zhì)量劣化得超過預(yù)定水平。
[0161]將作為時(shí)間段T90?T91內(nèi)的攝像結(jié)果所獲得的通道Ch2的輸出、即標(biāo)準(zhǔn)偏差檢測(cè)用圖像信號(hào)經(jīng)由水平信號(hào)線215-b和開關(guān)216而存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器217中。將時(shí)間段T91?T92內(nèi)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器217中的標(biāo)準(zhǔn)偏差檢測(cè)用圖像信號(hào)讀取至圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801，并且圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801計(jì)算作為標(biāo)準(zhǔn)偏差檢測(cè)用圖像信號(hào)的信號(hào)變化的標(biāo)準(zhǔn)偏差值。
[0162]然后，在時(shí)間段T92?T93內(nèi)，圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801僅將在時(shí)間段T91?T92內(nèi)所計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差值從攝像元件102輸出至控制單元106。在時(shí)刻T93之后，將照相機(jī)從標(biāo)準(zhǔn)偏差評(píng)價(jià)模式切換為靜止圖像拍攝模式?？刂茊卧?06切換開關(guān)216以使得能夠?qū)D像信號(hào)輸出至信號(hào)處理單元104，由此可以讀出所有像素。在這種情況下，控制單元106根據(jù)圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801中所計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)偏差值來進(jìn)行曝光控制。
[0163]如前面所述，本發(fā)明的第三實(shí)施例被配置為同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)和評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)的攝像。因此，在進(jìn)行靜止圖像攝像之前，可以在實(shí)際拍攝之前檢測(cè)用于控制靜止圖像攝像中的操作的標(biāo)準(zhǔn)偏差值。
[0164]此外，第三實(shí)施例被配置為將作為數(shù)據(jù)量小的圖像信號(hào)評(píng)價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差值直接輸出至控制單元106。因此，不再需要將數(shù)據(jù)量大的圖像信號(hào)從攝像元件102發(fā)送至信號(hào)處理單元104。結(jié)果，由于信號(hào)輸出所引起的負(fù)荷減少能夠?qū)崿F(xiàn)電力縮減。
[0165]因而，在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，通過與實(shí)時(shí)取景攝像操作不同的攝像操作，在與實(shí)時(shí)取景攝像時(shí)間段不同的攝像時(shí)間段內(nèi)，在攝像元件102中同時(shí)獲得圖像信號(hào)。根據(jù)所獲得的圖像信號(hào)，在攝像元件102中計(jì)算作為圖像信號(hào)評(píng)價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差值，并且將該標(biāo)準(zhǔn)偏差值輸出至控制單元106。結(jié)果，在實(shí)時(shí)取景模式期間可以獲得圖像信號(hào)評(píng)價(jià)值，由此可以連同省電一起實(shí)現(xiàn)時(shí)間縮短。
[0166]根據(jù)第三實(shí)施例，說明了要計(jì)算與圖像信號(hào)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差值，可以在圖像信號(hào)評(píng)價(jià)單元801中計(jì)算如以下所示的評(píng)價(jià)值，并且可以在控制單元106中進(jìn)行相應(yīng)的校正。
[0167](I)可以根據(jù)圖像信號(hào)來計(jì)算要用作圖像信號(hào)基準(zhǔn)值的、作為每幀的偏移成分變化量的圖像信號(hào)偏移校正值。(2)可以以列或行為單位來檢測(cè)條紋狀的固定圖案的噪聲。
(3)可以通過設(shè)置與運(yùn)動(dòng)圖像記錄或?qū)崟r(shí)取景顯示所用的條件不同的曝光條件、并且通過檢測(cè)光源輸出的變化來檢測(cè)閃爍?？梢酝ㄟ^檢測(cè)(4)WB系數(shù)、(5)對(duì)象被攝體的移動(dòng)量和
(6)矢量來計(jì)算手抖動(dòng)校正值或被攝體的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)值。可以計(jì)算(7)色度遮光評(píng)價(jià)值、(8)亮度遮光評(píng)價(jià)值和(9)閃爍評(píng)價(jià)值，從而通過光學(xué)機(jī)械單元1011內(nèi)的光圈機(jī)構(gòu)單元或攝像元件102的快門控制來進(jìn)行曝光控制。
[0168]自然，應(yīng)當(dāng)理解，不僅可以利用所公開的方法而且還可以利用其它公知方法來獲得并校正上述評(píng)價(jià)值。
[0169]如通過上述說明顯而易見，在圖1所示的示例中，控制單元106和驅(qū)動(dòng)單元103用作控制單元和讀出控制單元。控制單元106和圖像顯示單元109還用作顯示控制單元。
[0170]盡管已經(jīng)基于各實(shí)施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于這些特定實(shí)施例，并且落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的各種形式均意圖包含在本發(fā)明內(nèi)。
[0171]例如，可以使用上述實(shí)施例中的功能作為控制方法，并且可以利用攝像設(shè)備來執(zhí)行該控制方法。此外，可以使用具有上述實(shí)施例的功能的程序作為控制程序，并且可以利用包括在攝像設(shè)備中的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行該程序。例如，可以將該控制程序記錄在計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上。
[0172]上述的控制方法和控制程序各自至少包括控制步驟和顯示控制步驟。
[0173]本發(fā)明還可以通過執(zhí)行以下所述的處理來實(shí)現(xiàn)。也就是說，將實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能的軟件(程序)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或各種類型的記錄介質(zhì)供給至系統(tǒng)或設(shè)備。該系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或諸如CPU和MPU等的裝置)讀出并執(zhí)行該程序。
[0174]根據(jù)本發(fā)明，將諸如調(diào)焦控制等的控制專用的控制信息在執(zhí)行該控制時(shí)從攝像元件輸出。結(jié)果，可以縮短數(shù)據(jù)傳送時(shí)間，并且另外可以避免圖像質(zhì)量劣化。
[0175]第四實(shí)施例
[0176]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的攝像設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例的框圖。例如，將例示的攝像設(shè)備應(yīng)用于具有運(yùn)動(dòng)圖像功能的數(shù)字靜止照相機(jī)或攝像機(jī)。
[0177]在圖11中，攝像設(shè)備1100包括鏡頭1101、圖像傳感器1102、圖像信號(hào)處理單元1103、壓縮擴(kuò)展單元1104、鏡頭驅(qū)動(dòng)控制單元1105、攝像信號(hào)評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106、場(chǎng)景判斷單元1107和系統(tǒng)控制單元1108。攝像設(shè)備1100還包括發(fā)光單元1109、操作單元1110、存儲(chǔ)單元1111和顯示單元1112。
[0178]鏡頭1101是構(gòu)成拍攝光學(xué)系統(tǒng)的透鏡組。在鏡頭1101內(nèi)包括調(diào)焦透鏡。調(diào)焦透鏡是焦點(diǎn)調(diào)節(jié)透鏡。調(diào)焦透鏡被配置成其位置可以沿著光軸方向改變。鏡頭驅(qū)動(dòng)控制單元1105具有作為焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元的功能，其中該焦點(diǎn)調(diào)節(jié)單元用于基于攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106所檢測(cè)到的值來進(jìn)行調(diào)焦透鏡的驅(qū)動(dòng)控制，并且進(jìn)行焦點(diǎn)調(diào)節(jié)處理。使穿過鏡頭1101的光作為被攝體的光學(xué)圖像會(huì)聚在由CMOS圖像傳感器等構(gòu)成的圖像傳感器1102的成像面上。然后，在后面所述的像素1201中將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成像素信號(hào)。
[0179]圖像傳感器1102具有像素1201和A/D轉(zhuǎn)換器。例如，圖像傳感器1102是所謂的XY讀取型CMOS圖像傳感器。在系統(tǒng)控制單元1108的控制下，圖像傳感器1102進(jìn)行諸如曝光、信號(hào)讀出和復(fù)位等的攝像操作，并且輸出攝像信號(hào)(還稱為圖像信號(hào))。
[0180]攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106根據(jù)從圖像傳感器1102輸出的圖像信號(hào)檢測(cè)攝像評(píng)價(jià)值。在這種情況下，按照從系統(tǒng)控制單元1108輸出的定時(shí)來檢測(cè)攝像評(píng)價(jià)值。后面將說明其詳細(xì)操作。
[0181]這里，攝像評(píng)價(jià)值是指進(jìn)行攝像設(shè)備的控制和所拍攝圖像的校正等所需的參數(shù)。例如，攝像評(píng)價(jià)值是諸如AF評(píng)價(jià)值、白平衡(WB)評(píng)價(jià)值和自動(dòng)曝光(AE)評(píng)價(jià)值等的攝像設(shè)備的基本操作所需的評(píng)價(jià)值。AF評(píng)價(jià)值是用于在攝像時(shí)使被攝體聚焦的評(píng)價(jià)值，其中主要在控制調(diào)焦透鏡時(shí)需要該評(píng)價(jià)值。WB評(píng)價(jià)值是在攝像時(shí)校正色度所需的評(píng)價(jià)值，并且還是顯影時(shí)所需的參數(shù)。AE評(píng)價(jià)值是在拍攝時(shí)獲得適當(dāng)曝光所需的評(píng)價(jià)值。主要在設(shè)置光圈、快門速度和感光度時(shí)需要該AE評(píng)價(jià)值。
[0182]系統(tǒng)控制單元1108基于作為攝像評(píng)價(jià)值所獲得的參數(shù)其中之一的AF評(píng)價(jià)值來確定鏡頭1101的控制量，并且將該控制量輸出至鏡頭驅(qū)動(dòng)控制單元1105。鏡頭驅(qū)動(dòng)控制單元1105通過基于從系統(tǒng)控制單元1108獲得的AF評(píng)價(jià)值的控制量在光軸方向上驅(qū)動(dòng)鏡頭1101，來進(jìn)行被攝體的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)。
[0183]在系統(tǒng)控制單元1108的控制下，圖像信號(hào)處理單元1103對(duì)作為圖像傳感器1102的輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理以生成圖像數(shù)據(jù)。更具體地，基于攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元中所檢測(cè)到的攝像評(píng)價(jià)值，進(jìn)行諸如白平衡調(diào)整處理、顏色校正處理和AE處理等的信號(hào)處理，以生成圖像數(shù)據(jù)。
[0184]壓縮擴(kuò)展單元1104在系統(tǒng)控制單元1108的控制下進(jìn)行工作，并且按預(yù)定的靜止圖像數(shù)據(jù)格式對(duì)作為圖像信號(hào)處理單元1103的輸出的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理。例如，預(yù)定的靜止圖像數(shù)據(jù)格式是JPEG (聯(lián)合圖像編碼專家組)方法。壓縮擴(kuò)展單元1104還對(duì)從系統(tǒng)控制單元1108發(fā)送來的編碼圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)展解碼處理。壓縮擴(kuò)展單元1104還可以通過使用MPEG(運(yùn)動(dòng)圖像專家組)方法等對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼/擴(kuò)展解碼處理。
[0185]在場(chǎng)景判斷單元1107中，基于從系統(tǒng)控制單元獲得的拍攝條件來判斷拍攝場(chǎng)景。根據(jù)所判斷出的拍攝場(chǎng)景，將用于改變諸如拍攝時(shí)的拍攝參數(shù)和圖像處理參數(shù)等的參數(shù)的信息發(fā)送至系統(tǒng)控制單元1108。這里，攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106基于與場(chǎng)景判斷有關(guān)的信息來確定使用如后面所述的攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像信號(hào)和顯示用圖像信號(hào)中的哪個(gè)信號(hào)來檢測(cè)攝像評(píng)價(jià)值。
[0186]系統(tǒng)控制單元1108是例如包括中央處理單元(CPU)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的微控制器。系統(tǒng)控制單元1108的CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的程序，由此可以綜合控制攝像設(shè)備1100整體。
[0187]在圖像信號(hào)處理單元1103所進(jìn)行的AE處理中判斷為被攝體的曝光值低的情況下，發(fā)光單元1109發(fā)光以對(duì)被攝體進(jìn)行照明。例如，可以使用利用氙管的閃光燈設(shè)備或LED發(fā)光裝置作為發(fā)光單元1109。例如，操作單元1110具有諸如快門釋放按鈕等的各種操作鍵、桿和撥盤，以將與用戶輸入操作相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)賦予至系統(tǒng)控制單元1108。
[0188]存儲(chǔ)單元1111例如是諸如便攜型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、光盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)或磁帶等的記錄介質(zhì)，以存儲(chǔ)利用壓縮擴(kuò)展單元1104進(jìn)行壓縮編碼后的圖像數(shù)據(jù)作為圖像文件。存儲(chǔ)單元1111還讀出系統(tǒng)控制單元1108所指定的圖像文件，并且將該圖像文件輸出至系統(tǒng)控制單元1108。[0189]顯示單元1112例如包括諸如液晶顯示器(IXD)等的顯示裝置和該IXD所用的接口電路，以將利用從系統(tǒng)控制單元1108發(fā)送來的圖像數(shù)據(jù)所表示的圖像顯示在顯示裝置上。
[0190]圖12A和12B是用于示出圖11所示的圖像傳感器1102的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖12A是該圖像傳感器的立體圖，并且圖12B是示出其結(jié)構(gòu)的框圖。
[0191]在圖12A中，圖像傳感器1102具有第一片(第一元件單元)120和第二片121 (第二元件單元)，其中第一片120層疊在第二片121的上方。使具有排列成矩陣形式的多個(gè)像素1201的第一片120層疊成像素陣列面向光入射側(cè)(即，位于接收光學(xué)圖像的一側(cè))。第二片121上形成有像素驅(qū)動(dòng)單元，其中該像素驅(qū)動(dòng)單元包括后面所述的列掃描電路1213-a和1213-b以及行掃描電路1212。
[0192]在如此在第一片120上形成像素1201并且在第二片121上形成像素驅(qū)動(dòng)單元的情況下，可以使圖像傳感器1102的外圍電路和像素單元的制造處理分開。結(jié)果，外圍電路中的向著布線的細(xì)線化和高密度化的趨勢(shì)可以實(shí)現(xiàn)高速化、小型化和高功能化。
[0193]如圖12B所示，在第一片120上像素1201排列成矩陣形式，并且各像素1201在水平方向(行方向)上連接至傳送信號(hào)線1203、復(fù)位信號(hào)線1204和行選擇信號(hào)線1205。像素1201還在垂直方向(列方向)上連接至列信號(hào)線1202-a和1202-b。注意，列信號(hào)線1202-a和1202-b各自被配置為以行為單位使像素連接至不同的讀取目的地。
[0194]如圖所示，各像素1201還具有作為光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管H)、傳送晶體管Ml、復(fù)位晶體管M2、放大晶體管M3、選擇晶體管M4和浮動(dòng)擴(kuò)散FD。在例示示例中，各晶體管是η溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOS FET)。
[0195]傳送晶體管Ml、復(fù)位晶體管M2和選擇晶體管Μ4的柵極分別連接至傳送信號(hào)線1203、復(fù)位信號(hào)線1204和行選擇信號(hào)線1205。這些信號(hào)線1203?1205在水平方向上延伸地配置，并且同時(shí)驅(qū)動(dòng)同一行的像素。結(jié)果，可以對(duì)線順次工作型的卷簾快門或整行同時(shí)工作型的全局快門的操作進(jìn)行控制。此外，選擇晶體管M4的源極以行為單位連接至列信號(hào)線1202-a 或 1202-b。
[0196]光電二極管ro累積光電轉(zhuǎn)換所生成的電荷。光電二極管ro的P側(cè)接地，而N側(cè)連接至傳送晶體管Ml的源極。在傳送晶體管Ml接通的情況下，使光電二極管ro的電荷傳送至FD。由于在FD中存在寄生電容，因此使傳送至FD的電荷累積。
[0197]向放大晶體管M3的漏極施加電源電壓Vdd，而放大晶體管M3的柵極連接至FD。放大晶體管M3放大FD的電荷(B卩，電壓)并且將該電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。選擇晶體管M4用于利用行選擇信號(hào)線1205以行為單位選擇讀出信號(hào)所用的像素。選擇晶體管M4的漏極連接至放大晶體管M3的源極。選擇晶體管M4的源極連接至列信號(hào)線1202。
[0198]在利用行選擇信號(hào)線1205使選擇晶體管M4接通的情況下，將與FD的電壓相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)輸出至列信號(hào)線1202。向復(fù)位晶體管M2的漏極施加電源電壓Vdd，而復(fù)位晶體管M2的源極連接至FD。在利用復(fù)位信號(hào)線1204使復(fù)位晶體管M2接通的情況下，使FD的電壓復(fù)位為電源電壓Vdd。
[0199]第二片121上設(shè)置有列ADC塊1211，并且列ADC塊1211連接至列信號(hào)線1202_a或1202-b。此外，第二片121上設(shè)置有行掃描電路1212、列掃描電路1213_a和1213_b、定時(shí)控制電路1214、以及水平信號(hào)線(輸出單元)1215-a和1215_b。[0200]定時(shí)控制單元1214在系統(tǒng)控制單元1108的控制下，對(duì)行掃描電路1212、列掃描電路1213-a和1213-b、以及列ADC塊1211的工作定時(shí)進(jìn)行控制。分別地，行掃描電路1212掃描各行，而列掃描電路1213-a和1213-b掃描各列。
[0201]水平信號(hào)線1215-a和1215_b基于列掃描電路1213_a和1213_b各自所控制的定時(shí)來傳送列ADC塊1212的輸出信號(hào)(圖像信號(hào))。結(jié)果，將實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)(第二圖像信號(hào)或圖像顯示信號(hào))輸出至列信號(hào)線1202-a，并且將攝像評(píng)價(jià)檢測(cè)用圖像信號(hào)(第一圖像信號(hào))輸出至列信號(hào)線1202-b。
[0202]在圖13中，使用行編號(hào)為I和2的行(第一像素組)來進(jìn)行攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像的攝像，而使用行編號(hào)為3?8的行(第二像素組)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景用圖像的攝像。在例示示例中，以行為單位順次進(jìn)行讀取掃描，并且針對(duì)每8行重復(fù)掃描以進(jìn)行讀取。
[0203]在攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像中，由于重視幀頻，因此執(zhí)行垂直同色的4個(gè)像素中剔除3個(gè)像素的間隔剔除讀取。另一方面，在實(shí)時(shí)取景用圖像中，由于重視圖像質(zhì)量，因此間隔剔除垂直同色4個(gè)像素中的I個(gè)像素并且相加3個(gè)像素。換句話說，在攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像中，以第一幀頻讀出第一像素組。在實(shí)時(shí)取景攝像中，以比第一幀頻慢的第二幀頻讀出第二像素組。
[0204]如前面所述，針對(duì)所選擇的各行，使攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像和實(shí)時(shí)取景攝像分開，由此可以以不同的電荷累積時(shí)間按數(shù)據(jù)大小不同的幀頻來獲得圖像信號(hào)。
[0205]在圖12A和12B所示的列ADC塊1211中，將輸出至列信號(hào)線1202_a和1202_b的電壓信號(hào)(模擬信號(hào))從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(圖像信號(hào))。利用列掃描電路1213-a或1213-b將作為列ADC塊1211的輸出的圖像信號(hào)從列ADC塊1211讀取并輸出至水平信號(hào)線1215-a或1215-b (第一讀出單元、第二讀出單元)。
[0206]接著，將參考圖14A和14B來說明用于檢測(cè)作為攝像評(píng)價(jià)值的示例的AF操作所用的最佳攝像評(píng)價(jià)值(AF評(píng)價(jià)值)的操作。
[0207]圖14A是用于根據(jù)后面所述的場(chǎng)景判斷的結(jié)果來從攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值(自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值)的時(shí)序圖。如圖14A所示，利用垂直同步信號(hào)來規(guī)定攝像定時(shí)。在使照相機(jī)置于AF評(píng)價(jià)模式的情況下，系統(tǒng)控制單元1108在時(shí)刻TO的垂直同步信號(hào)的下降沿處，使AF控制信號(hào)上升(至H電平)。接著，一旦垂直同步信號(hào)上升，則系統(tǒng)控制單元1108與該垂直同步信號(hào)同步地同時(shí)開始進(jìn)行針對(duì)圖像顯示信號(hào)和攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)信號(hào)這兩者的攝像操作。
[0208]在時(shí)間段TO?TFl內(nèi)，將經(jīng)由水平信號(hào)線1215-b從像素單元120讀取的攝像評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)輸入至攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106。然后，在時(shí)間段TFl?TF2內(nèi)，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值?；趶淖詧D像傳感器1102輸出的攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像信號(hào)所獲得的對(duì)比度信息和相位差信息，根據(jù)系統(tǒng)控制單元1108所控制的定時(shí)來計(jì)算AF評(píng)價(jià)值。然后，在時(shí)間段TF2?TF3內(nèi)，攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106將該AF評(píng)價(jià)值輸出至系統(tǒng)控制單元1108。
[0209]在例示示例中，在一個(gè)垂直同步信號(hào)的時(shí)間段內(nèi)，拍攝一幀的實(shí)時(shí)取景用圖像，而拍攝三幀的AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像(AF掃描)。在系統(tǒng)控制單元1108使垂直同步信號(hào)置于L電平的情況下，完成了一幀的實(shí)時(shí)取景用圖像的時(shí)間段內(nèi)的AF評(píng)價(jià)。
[0210]系統(tǒng)控制單元1108將AF評(píng)價(jià)值與后面所述的預(yù)定AF期待值進(jìn)行比較。在AF評(píng)價(jià)值相對(duì)于AF期待值滿足預(yù)定的評(píng)價(jià)條件的情況下，系統(tǒng)控制單元1108使AF控制信號(hào)下降(時(shí)刻Tl)。一旦AF控制信號(hào)下降，則僅終止AF評(píng)價(jià)攝像并且繼續(xù)實(shí)時(shí)取景攝像。
[0211]圖14B是用于根據(jù)后面所述的場(chǎng)景判斷的結(jié)果來從實(shí)時(shí)取景用圖像檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值的時(shí)序圖。
[0212]與圖14A同樣，利用垂直同步信號(hào)來規(guī)定攝像定時(shí)。在設(shè)置AF評(píng)價(jià)模式的情況下，系統(tǒng)控制單元1108在時(shí)刻TO的垂直同步信號(hào)的下降沿處，使AF控制信號(hào)上升(至H電平)。接著，一旦垂直同步信號(hào)上升，則系統(tǒng)控制單元1108與該垂直同步信號(hào)同步地僅對(duì)圖像顯示用信號(hào)進(jìn)行攝像操作。
[0213]在時(shí)間段TO?TF4內(nèi)，將經(jīng)由1215-a從像素1201讀取的實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)輸入至攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106和圖像信號(hào)處理單元1103。在時(shí)間段TF4?TF5內(nèi)，計(jì)算AF評(píng)價(jià)值。攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106基于從自圖像傳感器1102輸出的實(shí)時(shí)取景用圖像的圖像信號(hào)所獲得的對(duì)比度信息和相位差信息，根據(jù)系統(tǒng)控制單元1108所控制的定時(shí)來計(jì)算AF評(píng)價(jià)值。然后，在時(shí)間段TF5?TF6內(nèi)，攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106將該AF評(píng)價(jià)值輸出至系統(tǒng)控制單元1108。
[0214]在例示示例中，在一個(gè)垂直同步信號(hào)期間，拍攝一幀的實(shí)時(shí)取景用圖像，但不拍攝AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像(AF掃描)。在系統(tǒng)控制單元1108使垂直同步信號(hào)置于L電平的情況下，完成了實(shí)時(shí)取景用圖像的一幀的時(shí)間段內(nèi)的AF評(píng)價(jià)。
[0215]系統(tǒng)控制單元1108將從實(shí)時(shí)取景用圖像檢測(cè)到的AF評(píng)價(jià)值與后面所述的預(yù)定AF期待值進(jìn)行比較。在AF評(píng)價(jià)值相對(duì)于AF期待值滿足預(yù)定的評(píng)價(jià)條件的情況下，使AF控制信號(hào)下降(時(shí)刻T7)。一旦AF控制信號(hào)下降，則終止基于顯示圖像的AF評(píng)價(jià)檢測(cè)操作，但繼續(xù)實(shí)時(shí)取景攝像。
[0216]如圖14A所示，在本實(shí)施例中，可以對(duì)攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像設(shè)置比實(shí)時(shí)取景圖像操作快的幀頻。因此，可以與之前相比更加快速地控制針對(duì)攝像設(shè)備的攝像評(píng)價(jià)值的反映。
[0217]然而，攝像設(shè)備具有利用程序圖所設(shè)置的由于曝光控制引起暗場(chǎng)景時(shí)的追蹤界限。因此，幀頻高的攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像和幀頻低的實(shí)時(shí)取景用圖像在由于曝光控制所引起的暗場(chǎng)景時(shí)的追蹤界限方面有所不同。在本實(shí)施例中，在暗場(chǎng)景的追蹤界限中產(chǎn)生三個(gè)狀態(tài)的差。
[0218]場(chǎng)景判斷單元1107根據(jù)拍攝實(shí)時(shí)取景用圖像時(shí)基于系統(tǒng)控制單元1108設(shè)置為拍攝(曝光)條件的感光度設(shè)置值和快門速度等所計(jì)算出的曝光量來判斷拍攝場(chǎng)景的特征。攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106根據(jù)場(chǎng)景判斷單元1107的判斷結(jié)果，從攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像的任一個(gè)來檢測(cè)攝像評(píng)價(jià)值。
[0219]以下將參考圖15的流程圖來詳細(xì)說明根據(jù)第四實(shí)施例的攝像設(shè)備在AF評(píng)價(jià)模式中的操作。
[0220]注意，在系統(tǒng)控制單元1108的控制下進(jìn)行例示的流程圖。為了說明，將攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像中檢測(cè)到的攝像評(píng)價(jià)值定義為AF_Ka，并且將實(shí)時(shí)取景用圖像中檢測(cè)到的攝像評(píng)價(jià)值定義為AF_Ki3。
[0221]在用戶接通電源并且設(shè)置各種初始設(shè)置之后(步驟S1502)，照相機(jī)的模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹T如實(shí)時(shí)取景模式和運(yùn)動(dòng)圖像記錄等的操作模式，并且開始拍攝(步驟S1520)。
[0222]系統(tǒng)控制單元1108判斷AF評(píng)價(jià)模式是否處于有效(步驟S1503)。簡(jiǎn)言之，系統(tǒng)控制單元1108判斷是否設(shè)置了自動(dòng)調(diào)焦模式。在AF評(píng)價(jià)模式并非處于有效的情況下(步驟S1503中為“否”)，系統(tǒng)控制單元1108僅開始實(shí)時(shí)取景攝像(步驟S1520)，并且進(jìn)入后面所述的步驟S1521。
[0223]在判斷為AF評(píng)價(jià)模式處于有效的情況下(步驟S1503中為“是”)，系統(tǒng)控制單元1108接通AF控制信號(hào)(H電平)(步驟S1504)。接著，系統(tǒng)控制單元1108將O代入η以對(duì)AF評(píng)價(jià)攝像的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)(步驟S1505)。接著，在步驟S1506中，系統(tǒng)控制單元1108檢測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)取景拍攝時(shí)的攝像條件的曝光量Ε。
[0224]接著，場(chǎng)景判斷單元1107將步驟S1506中檢測(cè)到的曝光量E與曝光量期待值Ev進(jìn)行比較(攝像條件判斷)。系統(tǒng)控制單元1108判斷實(shí)時(shí)取景拍攝時(shí)的曝光量相對(duì)于曝光設(shè)置的期待值Ev是否滿足公式(I)、即是否滿足預(yù)定的感光度條件(步驟S1507)。
[0225]Ε<Εν...(I)
[0226]在實(shí)時(shí)取景曝光量Ev滿足公式⑴的情況下(“是”)，該操作進(jìn)入S1508以開始AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像。
[0227]接著，如圖14A所述，系統(tǒng)控制單元1108開始AF評(píng)價(jià)攝像(步驟S1508)。在開始AF評(píng)價(jià)攝像之后，系統(tǒng)控制單元1108使變量η增加I (步驟S1509)。然后，在系統(tǒng)控制單元1108的控制下，攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106從AF評(píng)價(jià)攝像中所獲得的AF評(píng)價(jià)用圖像信號(hào)檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K α (步驟S1510)。
[0228]接著，系統(tǒng)控制單元1108判斷AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K α相對(duì)于AF期待值K_min α和Κ_maxa是否滿足公式(2)、即AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K α是否滿足預(yù)定的評(píng)價(jià)條件(步驟S1511)。
[0229]K_min a <AF_K a <K_max a (2)
[0230]其中，將AF評(píng)價(jià)值期待值K_mina和K_max α設(shè)置為AF評(píng)價(jià)值的預(yù)期的最小值和最大值。這些值是在攝像設(shè)備的設(shè)計(jì)階段或調(diào)整階段預(yù)先記錄在系統(tǒng)控制單元1108上的。
[0231]在AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)FJU不滿足公式⑵的情況下(步驟S1511中為“否”)，系統(tǒng)控制單元1108基于上述的AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)FJU來計(jì)算反饋控制量。然后，系統(tǒng)控制單元1108根據(jù)該反饋控制量來執(zhí)彳丁鏡頭驅(qū)動(dòng)控制單兀1105的驅(qū)動(dòng)控制，以驅(qū)動(dòng)鏡頭1101內(nèi)所包括的調(diào)焦透鏡(步驟S1512)。
[0232]接著，系統(tǒng)控制單元1108判斷變量(AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù))η是否是預(yù)定數(shù)(在這種情況下為3)(步驟S1513)。在AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù)小于3次的情況下(步驟S1513中為“否”)，系統(tǒng)控制單元1108返回至步驟S1510的處理，并且進(jìn)行AF評(píng)價(jià)攝像。相反，在AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù)為3次的情況下(步驟S1513中為“是”)，系統(tǒng)控制單元1108返回至步驟S1505的處理，并且將AF評(píng)價(jià)值攝像的次數(shù)η設(shè)置為零。
[0233]在AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K α滿足公式⑵的情況下(步驟S1511中為“是”)，系統(tǒng)控制單元1108斷開AF控制信號(hào)(L電平)(步驟S1514)，并且終止攝像元件1102中的AF評(píng)價(jià)攝像(步驟S1515)。然后，系統(tǒng)控制單元1108使該操作進(jìn)入步驟S1522。
[0234]在步驟S1507中實(shí)時(shí)取景用圖像的曝光量E不滿足公式(I)的情況下(“否”)，該操作進(jìn)入S1516，并且根據(jù)所拍攝到的實(shí)時(shí)取景用圖像來檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_Ki3。接著，系統(tǒng)控制單元1108判斷AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K β相對(duì)于AF期待值K_min β和K_max β是否滿足公式(3)、即AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K β是否滿足預(yù)定的評(píng)價(jià)條件(步驟S1517)。[0235]K_min β <AF_K β <K_max β (3)
[0236]其中，將AF期待值K_min β和K_max β設(shè)置為AF評(píng)價(jià)值的預(yù)期的最小值和最大值。這些值是在攝像設(shè)備的設(shè)計(jì)階段或調(diào)整階段預(yù)先記錄在系統(tǒng)控制單元1108上的。
[0237]在AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K β不滿足公式(3)的情況下(步驟S1517中為“否”)，系統(tǒng)控制單元1108根據(jù)上述的AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_Ki3來計(jì)算反饋控制量。然后，系統(tǒng)控制單元1108根據(jù)該反饋控制量來執(zhí)彳丁鏡頭驅(qū)動(dòng)控制單兀1105的驅(qū)動(dòng)控制，以驅(qū)動(dòng)鏡頭1101內(nèi)所包括的調(diào)焦透鏡(步驟S1518)，并且該操作進(jìn)入步驟S1522。
[0238]在AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K β滿足公式(3)的情況下(步驟S1517中為“是”)，系統(tǒng)控制單元1108斷開AF控制信號(hào)(L電平)(步驟S1519)，并且該操作進(jìn)入步驟S1522。在步驟S1522中，在存在實(shí)時(shí)取景操作完成指示的情況下(“是”)，實(shí)時(shí)取景操作完成，然后使照相機(jī)置于待機(jī)狀態(tài)(步驟S1523)。在繼續(xù)實(shí)時(shí)取景運(yùn)動(dòng)圖像的情況下(“否”)，該操作返回至步驟S1503，并且在進(jìn)行實(shí)時(shí)取景操作的同時(shí)進(jìn)行AF操作。
[0239]如前面所述，本實(shí)施例以攝像設(shè)備包括能夠在一幀時(shí)間段內(nèi)同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)取景攝像和攝像評(píng)價(jià)值攝像的攝像元件為前提的。根據(jù)基于實(shí)時(shí)取景攝像時(shí)的曝光條件的場(chǎng)景判斷的結(jié)果，從AF評(píng)價(jià)值用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像中選擇用于檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值的圖像。結(jié)果，在明場(chǎng)景中拍攝被攝體的情況下，可以縮短進(jìn)行AF評(píng)價(jià)時(shí)的時(shí)滯，而在暗場(chǎng)景中，可以提高AF評(píng)價(jià)值的精度。此外，在本實(shí)施例中，針對(duì)AF評(píng)價(jià)值用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像準(zhǔn)備了與AF評(píng)價(jià)值進(jìn)行比較時(shí)要使用的不同的AF期待值。然而，這些期待值也可以相同。
[0240]在本實(shí)施例中，盡管將AF評(píng)價(jià)值作為攝像評(píng)價(jià)值的示例進(jìn)行了說明，但還可以檢測(cè)諸如WB評(píng)價(jià)值(白平衡數(shù)據(jù))和AE評(píng)價(jià)值(曝光控制數(shù)據(jù))等的其它攝像評(píng)價(jià)值作為相同結(jié)構(gòu)下的最佳評(píng)價(jià)值。在WB評(píng)價(jià)值或AE評(píng)價(jià)值的情況下，根據(jù)步驟S1507的場(chǎng)景判斷的結(jié)果來切換攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像以檢測(cè)評(píng)價(jià)值。結(jié)果，可以縮短時(shí)滯并且可以使WB或AE評(píng)價(jià)值檢測(cè)的精度最優(yōu)化。
[0241]第五實(shí)施例
[0242]本發(fā)明的第四實(shí)施例說明了如下結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)被配置為僅基于曝光信息來判斷拍攝場(chǎng)景，并且根據(jù)該判斷結(jié)果來基于AF評(píng)價(jià)值用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像的其中一個(gè)檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值。本實(shí)施例被配置為不僅基于曝光信息而且還基于面部信息、亮度信息和色度信息來判斷拍攝場(chǎng)景，以利用更充分的精度檢測(cè)攝像評(píng)價(jià)值。以下將參考圖16?18來說明根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的攝像設(shè)備。注意，利用相同的附圖標(biāo)記來指定與第四實(shí)施例中的組成構(gòu)件相同的例示組成構(gòu)件，以省略針對(duì)這些組成構(gòu)件的說明。
[0243]圖16是根據(jù)本實(shí)施例的攝像設(shè)備的框圖。除了配備有面部信息檢測(cè)單元1601、亮度信息檢測(cè)單元1602和色度信息檢測(cè)單元1603以外，本實(shí)施例在結(jié)構(gòu)上與第四實(shí)施例相同。
[0244]面部信息檢測(cè)單元1601對(duì)從圖像傳感器1102輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行面部檢測(cè)處理以在所拍攝的幀圖像中檢測(cè)人物或動(dòng)物(例如，寵物)的面部。面部信息檢測(cè)單元1601還將所檢測(cè)到的面部區(qū)域作為面部信息輸出至場(chǎng)景判斷單元1107。
[0245]亮度信息檢測(cè)單元1602對(duì)從圖像信號(hào)處理單元1103輸出的圖像數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行亮度檢測(cè)處理。在該處理中，將圖像幀圖像分割成多個(gè)區(qū)域，并且獲得各區(qū)域的平均亮度。亮度信息檢測(cè)單元1602通過使用這些平均亮度來計(jì)算諸如幀圖像的中心部和周邊部之間的亮度差以及中心亮度值等的亮度信息。將亮度信息檢測(cè)單元1602所檢測(cè)到的亮度信息輸出至場(chǎng)景判斷單元1107。
[0246]色度信息檢測(cè)單元1603對(duì)從圖像信號(hào)處理單元1103輸出的圖像數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行色度檢測(cè)處理，以檢測(cè)諸如平均色度和高色度區(qū)域的面積等的色度信息。將色度信息檢測(cè)單元1603所檢測(cè)到的色度信息輸出至場(chǎng)景判斷單元1107。
[0247]場(chǎng)景判斷單元1107基于從面部信息檢測(cè)單元1601、亮度信息檢測(cè)單元1602和色度信息檢測(cè)單元1603所輸入的各信息，根據(jù)圖像信號(hào)處理單元1103中處理后的圖像數(shù)據(jù)圖像來判斷拍攝場(chǎng)景的背景和被攝體。注意，從面部信息檢測(cè)單元1601、亮度信息檢測(cè)單元1602和色度信息檢測(cè)單元1603發(fā)送來的各信息由場(chǎng)景判斷單元1107臨時(shí)存儲(chǔ)并且根據(jù)需要進(jìn)行更新。
[0248]接著，將說明根據(jù)本實(shí)施例的攝像設(shè)備中的用以判斷拍攝場(chǎng)景的操作。
[0249]場(chǎng)景判斷單元1107通過使用亮度信息檢測(cè)單元1602中檢測(cè)到的亮度信息和色度信息檢測(cè)單元1603中檢測(cè)到的色度信息，針對(duì)從圖像傳感器1102輸出的實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)來判斷拍攝場(chǎng)景的背景。場(chǎng)景判斷單元1107還通過使用面部信息檢測(cè)單元1601中檢測(cè)到的面部信息來判斷拍攝場(chǎng)景中的被攝體。
[0250]首先，將說明拍攝場(chǎng)景的背景的判斷。
[0251]場(chǎng)景判斷單元1107對(duì)亮度信息檢測(cè)單元1602中檢測(cè)到的亮度信息和色度信息檢測(cè)單元1603中檢測(cè)到的色度信息進(jìn)行分析，并且判斷圖像上的藍(lán)天顏色的區(qū)域的面積是否等于或大于閾值。在藍(lán)天顏色的區(qū)域的面積等于或大于閾值的情況下，場(chǎng)景判斷單元1107判斷為拍攝場(chǎng)景的背景是藍(lán)天。場(chǎng)景判斷單元1107還對(duì)來自亮度信息檢測(cè)單元1602的亮度信息和來自色度信息檢測(cè)單元1603的色度信息進(jìn)行分析。結(jié)果，在場(chǎng)景判斷單元1107判斷為圖像上的亮度滿足預(yù)定的直方圖分布或分散的條件的情況下，判斷為拍攝場(chǎng)景的背景是夜景。例如，諸如夜景等的暗場(chǎng)景中的圖像的亮度大部分被低亮度部分所占據(jù)，而單獨(dú)發(fā)現(xiàn)高亮度部分。場(chǎng)景判斷單元1107還對(duì)來自亮度信息檢測(cè)單元1602的亮度信息和來自色度信息檢測(cè)單元1603的色度信息進(jìn)行分析，并且判斷圖像上的平均色度和高色度區(qū)域的面積這兩者是否等于或大于閾值。在這些值等于或大于閾值的情況下，場(chǎng)景判斷單元1107判斷為拍攝場(chǎng)景是清晰場(chǎng)景。
[0252]接著將說明用于判斷拍攝場(chǎng)景中的被攝體的操作。
[0253]場(chǎng)景判斷單元1107分析來自面部信息檢測(cè)單元1601的面部信息。在根據(jù)圖像信號(hào)已檢測(cè)到面部的情況下，場(chǎng)景判斷單元1107判斷為拍攝場(chǎng)景中的被攝體是人物。
[0254]場(chǎng)景判斷單元1107如上所述對(duì)場(chǎng)景的背景和被攝體這兩者進(jìn)行判斷，組合這些判斷結(jié)果，并且將組合后的一個(gè)判斷結(jié)果輸出至系統(tǒng)控制單元1108。
[0255]接著，將參考圖17的流程圖來說明根據(jù)本實(shí)施例的攝像設(shè)備中的AF評(píng)價(jià)模式下的詳細(xì)操作。為了說明本實(shí)施例的詳細(xì)操作，將從實(shí)時(shí)取景用圖像檢測(cè)到的面部信息檢測(cè)值定義為XI，將亮度信息檢測(cè)值定義為Yl，并且將色度信息檢測(cè)值定義為Zl。將僅說明與第四實(shí)施例不同的操作方面。
[0256]場(chǎng)景判斷單元1107將所檢測(cè)到的各信息的檢測(cè)值與面部信息X、亮度信息Y和色度信息Z的相應(yīng)期待值進(jìn)行比較，并且如圖18所示選擇AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K α或AF_K β。根據(jù)該選擇結(jié)果，確定步驟S1702的分支。[0257]在步驟S1701中，面部信息檢測(cè)單元1601、亮度信息檢測(cè)單元1602和色度信息檢測(cè)單元1603從所獲得的實(shí)時(shí)取景用圖像來檢測(cè)面部信息X1、亮度信息Yl和色度信息Z1。在S1702中，如圖18的表所示，根據(jù)步驟S1701中利用場(chǎng)景判斷單元1107從攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像所檢測(cè)到的各信息值來確定要反映到后續(xù)拍攝的攝像評(píng)價(jià)值。
[0258]例如，在一個(gè)示例中，假定各信息值采用如以下所示的關(guān)系。
[0259]面部信息值:X1>X
[0260]亮度信息值:Y1>Y
[0261]色度信息值:Ζ1>Ζ
[0262]在這種情況下，在步驟S1702中，開始AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像(即，“是”分支)，由此該操作進(jìn)入步驟S1508，并且系統(tǒng)控制單元1108使變量η增加I (步驟S1509)。后續(xù)處理與第四實(shí)施例的處理相同。
[0263]在另一示例中，假定各信息值采用如以下所示的關(guān)系。
[0264]面部信息值:X1 ( X
[0265]亮度信息值:Y1 ( Y
[0266]色度信息值:Z1 ( Z
[0267]在這種情況下，在步驟S1702中，不開始AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像(即，“否”分支)，由此該操作進(jìn)入S1516以從所拍攝到的實(shí)時(shí)取景用圖像來檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_Ki3。后續(xù)處理與第四實(shí)施例的處理相同。對(duì)于其它場(chǎng)景判斷，使用如圖18所示的關(guān)系。
[0268]如前面所述，本實(shí)施例是以攝像設(shè)備包括能夠在一幀時(shí)間段內(nèi)同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)取景攝像和攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像這兩者的攝像元件為前提的。根據(jù)基于亮度/色度/面部信息的拍攝場(chǎng)景的判斷結(jié)果，從AF評(píng)價(jià)值用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像的其中一個(gè)選擇用以檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值的圖像。結(jié)果，在明場(chǎng)景中拍攝被攝體時(shí)，可以縮短進(jìn)行AF評(píng)價(jià)時(shí)的時(shí)滯，而在暗場(chǎng)景的情況下，可以提高AF評(píng)價(jià)值的精度。
[0269]此外，在本實(shí)施例中，在進(jìn)行場(chǎng)景判斷時(shí)，從攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像和實(shí)時(shí)取景用圖像各自檢測(cè)面部信息、亮度信息和色度信息。然而，本發(fā)明不限于該結(jié)構(gòu)。在檢測(cè)到第一實(shí)施例所述的感光度、并且使用其結(jié)果作為場(chǎng)景判斷的一個(gè)因素的情況下，可以進(jìn)一步縮短檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值時(shí)的時(shí)滯，并且可以進(jìn)一步使檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值的速度最優(yōu)化。
[0270]此外，在本實(shí)施例中，根據(jù)進(jìn)行場(chǎng)景判斷所需的面部信息、亮度信息和色度信息中的至少兩個(gè)信息是大信息值的情況下的所拍攝圖像來確定攝像評(píng)價(jià)值。然而，本發(fā)明不限于此。也可以根據(jù)攝像評(píng)價(jià)值來對(duì)各信息值進(jìn)行加權(quán)并且進(jìn)行比較。
[0271]第六實(shí)施例
[0272]現(xiàn)在說明本發(fā)明的第六實(shí)施例。本實(shí)施例被配置為不是在圖像傳感器1102的外部而是在諸如圖12A的第二片121上的像素驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)等的內(nèi)部形成攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1106。
[0273]圖19是組裝有攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元的圖像傳感器1102的框圖。在圖19中，利用相同的附圖標(biāo)記來指定與圖12A和12B的組成構(gòu)件相同的組成構(gòu)件。
[0274]在該圖中，攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901被配置為檢測(cè)諸如AF評(píng)價(jià)值(自動(dòng)調(diào)焦數(shù)據(jù))等的攝像評(píng)價(jià)值，并且僅將所檢測(cè)到的評(píng)價(jià)值輸出至系統(tǒng)控制單元1108。攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901基于從攝像元件1102中獲得的圖像信號(hào)所獲得的對(duì)比度信息和相位差信息，根據(jù)系統(tǒng)控制單元1108所控制的定時(shí)來進(jìn)行工作。
[0275]開關(guān)1902和1903由系統(tǒng)控制單元1108來控制。開關(guān)1902和1903被配置為:在檢測(cè)攝像評(píng)價(jià)值時(shí)，基于場(chǎng)景判斷單元1107的判斷結(jié)果來切換攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)用圖像信號(hào)和實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)，以使得將這些信號(hào)的其中一個(gè)選擇性地輸入至攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901。開關(guān)1902用于選擇圖13所示的與攝像評(píng)價(jià)值相對(duì)應(yīng)的像素的信號(hào)的輸出目的地，其中該輸出目的地是信號(hào)處理單元1103和攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901其中之一。開關(guān)1903是用于在針對(duì)攝像評(píng)價(jià)值而使用圖13所示的與實(shí)時(shí)取景所要選擇的行相對(duì)應(yīng)的像素的信號(hào)的情況下要接通的開關(guān)。
[0276]將參考圖15的流程圖來說明圖19的圖像傳感器在用于根據(jù)第四實(shí)施例的攝像設(shè)備的情況下的操作。
[0277]在步驟S1503中，開始AF操作。如第四實(shí)施例所述，在步驟S1507中實(shí)時(shí)取景曝光量Ev滿足公式(I)的情況下(“是”)，該操作進(jìn)入步驟S1508，并且開始AF評(píng)價(jià)值檢測(cè)攝像。此時(shí)，開關(guān)1902連接至攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901側(cè)，而開關(guān)1903斷開。
[0278]在開始AF評(píng)價(jià)攝像之后，系統(tǒng)控制單元1108使變量η增加I (步驟S1509)。然后，攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901從AF評(píng)價(jià)值用圖像中檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K α。
[0279]在步驟S1507中實(shí)時(shí)取景曝光量Ev不滿足公式(I)的情況下(“否”)，該操作進(jìn)入S1516。在S1516中，開關(guān)1903接通，并且攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901從實(shí)時(shí)取景用圖像信號(hào)中檢測(cè)AF評(píng)價(jià)值A(chǔ)F_K0。此時(shí)，開關(guān)1902連接至信號(hào)處理單元1103側(cè)，但不進(jìn)行AF評(píng)價(jià)值所用的操作，因而沒有將像素信號(hào)輸出至該信號(hào)處理單元。此外，由于攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元1901僅將AF評(píng)價(jià)值傳送至系統(tǒng)控制單元1108，因此與第四實(shí)施例相比，可以減少向著外部的數(shù)據(jù)傳送量，由此可以減少電力消耗。由于后續(xù)操作與第一實(shí)施例的操作相同，因此省略了針對(duì)該操作的說明。注意，相同的操作適用于將圖19的圖像傳感器用于根據(jù)第五實(shí)施例的攝像設(shè)備的情況。
[0280]在上述的第六實(shí)施例中，攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)單元形成在圖像傳感器內(nèi)，由此可以減少第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中的攝像評(píng)價(jià)值檢測(cè)時(shí)的數(shù)據(jù)傳送量。結(jié)果，可以減少電力消耗。
[0281]其它實(shí)施例
[0282]本發(fā)明的實(shí)施例還可以通過如下的方法來實(shí)現(xiàn)，S卩，通過網(wǎng)絡(luò)或者各種存儲(chǔ)介質(zhì)將執(zhí)行上述實(shí)施例的功能的軟件(程序)提供給系統(tǒng)或裝置，該系統(tǒng)或裝置的計(jì)算機(jī)或是中央處理單元(CPU)、微處理單元(MPU)讀出并執(zhí)行程序的方法。
[0283]盡管已經(jīng)參考實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。所附權(quán)利要求書的范圍符合最寬的解釋，以包含所有這類修改、等同結(jié)構(gòu)和功能。
【權(quán)利要求】
1.一種攝像元件，用于拍攝聚焦于該攝像元件的光學(xué)圖像、并且輸出與所述光學(xué)圖像相對(duì)應(yīng)的圖像信號(hào)，所述攝像元件包括: 第一元件部件，其包括排列成矩陣的多個(gè)像素，用于輸出與所述光學(xué)圖像相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；以及 第二元件部件，用于將所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以獲得所述圖像信號(hào)， 其中，所述第二元件部件包括: 控制信息生成部件，用于根據(jù)作為從所述多個(gè)像素中的第一像素組所獲得的圖像信號(hào)的第一圖像信號(hào)來生成攝像時(shí)要使用的控制信息；以及 輸出部件，用于輸出第二圖像信號(hào)作為圖像顯示用的圖像顯示信號(hào)，其中所述第二圖像信號(hào)是從所述多個(gè)像素中的第二像素組所獲得的圖像信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其中，所述第一像素組包含來自所述矩陣中的、與包含所述第二像素組的像素的陣列的行不同的陣列的行的像素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其中，所述第一元件部件和所述第二元件部件配置成層疊結(jié)構(gòu)，以及 所述第一元件部件位于接收所述光學(xué)圖像的一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件，其中，所述第二元件部件還包括開關(guān)部件，所述開關(guān)部件用于將所述第一圖像信號(hào)選擇性地提供至所述控制信息生成部件，以及 在進(jìn)行攝像之前的拍攝準(zhǔn)備狀態(tài)下，所述開關(guān)部件將所述第一圖像信號(hào)提供至所述控制信息生成部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的攝像元件，其中，在進(jìn)行攝像的情況下，所述開關(guān)部件進(jìn)一步將所述第一圖像信號(hào)提供至所述輸出部件，以及所述輸出部件輸出所述第一圖像信號(hào)和所述第二圖像信號(hào)作為攝像信號(hào)。
6.一種攝像設(shè)備，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的攝像元件； 控制部件，用于在接收到所述控制信息的情況下，根據(jù)所述控制信息來控制攝像；以及 顯示控制部件，用于根據(jù)所述圖像顯示信號(hào)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像設(shè)備，其中，還包括: 讀出控制部件，用于以第一幀頻讀出所述第一像素組，并且以小于所述第一幀頻的第二幀頻讀出所述第二像素組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的攝像設(shè)備，其中，所述讀出控制部件在用于讀出所述第一像素組的第一攝像模式和用于讀出所述第二像素組的第二攝像模式這兩者下進(jìn)行工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像設(shè)備，其中，所述讀出控制部件同時(shí)開始所述第一攝像模式和所述第二攝像模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像設(shè)備，其中，所述控制信息生成部件生成進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦控制時(shí)所使用的自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值作為所述控制信息，以及 所述控制部件根據(jù)所述自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值來進(jìn)行調(diào)焦透鏡的驅(qū)動(dòng)控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的攝像設(shè)備，其中，所述控制信息生成部件生成進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦控制時(shí)所使用的自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值作為所述控制信息， 所述控制部件判斷所述自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值是否滿足預(yù)定的評(píng)價(jià)條件，以及在所述控制部件判斷為滿足了所述評(píng)價(jià)條件的情況下，所述讀出控制部件終止所述第一攝像模式。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像設(shè)備，其中，所述控制信息生成部件生成進(jìn)行白平衡校正時(shí)要使用的白平衡系數(shù)作為所述控制信息，以及 所述控制部件根據(jù)所生成的所述白平衡系數(shù)來對(duì)從所述攝像元件所輸出的所述圖像信號(hào)進(jìn)行校正處理。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的攝像設(shè)備，其中，還包括: 發(fā)光部件，用于發(fā)光以對(duì)被攝體進(jìn)行照明從而進(jìn)行攝像， 其中，所述控制信息生成部件生成對(duì)所述發(fā)光部件的發(fā)光量進(jìn)行控制所用的發(fā)光控制量作為所述控制信息，以及 在通過使用所述發(fā)光部件進(jìn)行攝像的情況下，所述控制部件使所述發(fā)光部件進(jìn)行預(yù)發(fā)光以從所述控制信息生成部件獲得所述發(fā)光控制量，然后根據(jù)所述發(fā)光控制量使所述發(fā)光部件進(jìn)行主發(fā)光以進(jìn)行攝像。
14.一種攝像設(shè)備，包括: 根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像元件，其中所述控制信息生成部件生成進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦控制時(shí)要使用的自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值作為所述控制信息； 控制部件，用于在接收到所述自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值的情況下，根據(jù)所述自動(dòng)調(diào)焦評(píng)價(jià)值來進(jìn)行調(diào)焦透鏡的驅(qū)動(dòng)控制；以及 顯示控制部件，用于根據(jù)所述圖像顯示信號(hào)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示， 其中，在設(shè)置了用于進(jìn)行所述自動(dòng)調(diào)焦控制的自動(dòng)調(diào)焦模式的情況下，所述控制部件進(jìn)一步控制所述開關(guān)部件以將所述第一圖像信號(hào)提供至所述控制信息生成部件。
15.一種攝像設(shè)備的控制方法，所述攝像設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的攝像元件，所述控制方法包括以下步驟: 在接收到所述控制信息的情況下，根據(jù)所述控制信息來控制攝像；以及 根據(jù)所述圖像顯示信號(hào)來進(jìn)行實(shí)時(shí)取景顯示。
【文檔編號(hào)】H04N5/14GK103916575SQ201310745423
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】大串直人, 渡邊忍 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社