摄像装置及摄像装置的控制方法_3

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。通过该操作,经由FD放大器604和像素选择开关606,将子像素a的F1D 601a中累积的信号输出给垂直输出线502。在运算放大器703中,利用与钳位电容器701的电容Cl与反馈电容器702的电容C2之间的电容比相对应的增益来放大垂直输出线502的信号,并经由传输开关705将放大信号存储在第一 S信号保持电容器709中(像素信号Sa)。
[0066]接下来,将水平扫描电路511的输出hal设置为高电平,由此打开水平传输开关505和506。由此,经由水平输出线509和510以及差动放大器514,将第一 S信号保持电容器709和第一 N信号保持电容器710的信号输出至输出终端515。水平扫描电路511依次将各列的选择信号hal、ha2、…、hak设置为高,由此输出一行的子像素a的信号(图像信号A) ο
[0067]当将信号res维持为低电平并将信号sel维持为高电平时,结束图像信号A的读出。由此,在不被重置的情况下保持FD部603上的图像信号A。
[0068]在结束图像信号A的读出之后,处理依次进行到图9C所示的图像信号AB的读出操作。信号tsb被设置为高电平以打开传输开关707,信号txa和txb被设置为高电平以打开传输门602a和602b。通过该操作,子像素b的H) 602b中累积的信号被添加到FD部603中保持的子像素a的信号,并且通过相加而获得的信号经由FD放大器604和像素选择开关606被输出到垂直输出线502。后续部分与参照图9A描述的区域Reg1n_c的操作相同。
[0069]通过以上操作,结束区域Reg1n_i中的各行的读出操作。由此,依次读出图像信号A和图像信号AB。
[0070]顺便提及,如上所述,在区域Reg1nj中,读出图像信号A和图像信号AB。因此,与区域Reg1n_C中的图像信号AB的读出相比,需要更多的时间,这会产生曝光量差异。鉴于此,在本发明中,时间长度(即图9B和图9C中的各读出操作所需的读出周期(单位读出周期)的长度),被设置为与时间长度(即图9A的读出操作所需的读出周期(单位读出周期)的长度)相同。在这种情况下,区域Reg1n_c的一行的读出时间的长度被设置为一个单位读出时间的长度(单位读出周期,单位周期)作为基准,并且由IH来表示。请注意,“H”在这里并不表示小时。图9A中所示的读出操作的读出周期的长度、图9B中所示的读出操作的读出周期的长度以及图9C中所示的读出操作的读出周期的长度均被设置为1H,即一个单位读出周期的长度。当读出区域Reg1n」的各行时,读出图像信号A和图像信号AB,因此区域Reg1nj的各行中的读出周期是两个单位读出周期的长度,即2H。当读出区域Reg1n_c的各行时,仅读出图像信号AB,因此区域Reg1n_c的各行中的读出周期是一个单位读出周期的长度,即1H。也就是说,区域Reg1nj的各行的读出周期是区域Reg1n_c的各行中的读出周期的两倍。由此,在狭缝波动操作中,也能够获得没有曝光量差异的图像。
[0071]现在,参照图10描述当区域Reg1n_i的读出周期的长度与区域Reg1n_c的读出周期的长度被设置为相同时的狭缝波动操作。
[0072]在狭缝波动操作中,首先开始重置扫描,随后执行读出扫描。由此,利用各行的一定累积时间来获取图像。图10例不了累积时间Tab为4H的操作不例。请注意,如上所述,IH是指区域Reg1n_c的一行的读出时间(单位读出周期,单位周期)。
[0073]如图10所示,通过使重置扫描的行编号前进到读出扫描的行编号的前方4行处,来实现该操作。在各行的操作中,虚线框表示ro中累积的电荷的重置,白色框表示ro中累积的电荷的传输(读出)。在这种情况下,第m行和第m+Ι行位于区域Reg1n_i中。第m_5行至第m-Ι行、以及第m+2行至第m+5行位于区域Reg1n_c中。第m行和第m+Ι行中的各行中的图像信号A的读出周期1001的长度为1H。此外,第m行和第m+Ι行中的各行中的图像信号AB的读出周期1002的长度为1H。第m-5行至第m_l行、以及第m+2行至第m+5行中的各行中的图像信号AB的读出周期1003的长度为1H。可以理解,通过针对区域Reg1n_i中的图像信号A的读出和图像信号AB的读出中的各个,取时间1H,在区域Reg1nj和区域Reg1n_c的二者中维持恒定的累积时间Tab。为此,在各H中的相同定时输出脉冲txa和txb (特别是,在相同的定时设置关闭传输门的下降沿)是重要的。
[0074]当针对位于第m行和第m+Ι行中的单位像素200执行读出时,在读出周期1001期间读出图像信号A,在读出周期1002期间读出图像信号AB。因此,在读出周期1001期间,PD 601a中累积的电荷被传输至FD部603,在读出周期1002期间,PD 601b中累积的电荷被传输至FD部603。
[0075]此外,当针对位于第m-5行至第m-Ι行、以及第m+2行至第m+5行中的单位像素200执行读出时,在读出周期1003期间读出图像信号AB。因此,在读出周期1003期间,PD601a中累积的电荷以及H) 601b中累积的电荷被传输至FD部603。
[0076]在读出周期1003期间,应用第一模式,在第一模式中,与H) 601a和H) 601b中生成的电荷相对应的信号经历合成处理,并读出经历合成处理的信号。
[0077]此外,在读出周期1001期间,应用第二模式,在第二模式中,读出与ro 601a中生成的电荷相对应的信号而不经历合成处理。
[0078]此外,在读出周期1002期间,应用与在读出周期1001期间应用的第二模式不同的模式。在该实施例中,在读出周期1002期间,应用第一模式,在第一模式中,与ro 601a和PD 601b中生成的电荷相对应的信号经历合成处理,并读出经历合成处理的信号。
[0079]在这种情况下,图像信号A的累积时间Ta是从重置AB到传输A的时间Ta,因此Ta比图像信号AB的累积时间Tab短1H。取决于被摄体等,该差异可能在DFE 108,DSP 109等中产生焦点检测计算的精度劣化。在这种情况下,可以通过在焦点检测计算之前与增益相乘来执行校正。例如,在DFE 108中,可以将图像信号A与Tab/Ta相乘,以匹配图像信号AB与图像信号A的电平。
[0080]请注意,如现有技术中,在重置扫描的行编号与读出扫描的行编号同时前进的电路的情况下,如图11所示,累积时间取决于单位像素的行而存在差异GnTab、Tab’、Tab”),因此出现曝光量差异。通过DFE 108和DSP 109中的累积时间差异的增益校正,可以使各行的信号电平相互匹配,但是由于S/N例如根据行而可能不均匀,因此不期望进行该增益校正。此外,如图12所示,即使在与图10类似的操作的情况下,当没有针对区域Reg1nj中的图像信号A和图像信号AB中的各个的读出或重置,取时间IH时,累积时间仍然取决于行而存在差异,这会产生曝光量差异。
[0081]通过上述操作,从摄像元件106中读出信号,由此从DSP 109中的各像素的图像信号AB生成图像,还利用区域Reg1nj中的各像素的图像信号A和图像信号AB执行AF计算。在本实施例中,针对图8所示的5X5 = 25个位置处的各聚焦框801执行AF计算。
[0082]如上所述,利用本实施例的结构,在抑制由于用于焦点检测的信号获取而导致的读出时间的增加的同时,能够获得具有较少的曝光量差异的令人满意的图像质量的图像。
[0083][第二实施例]
[0084]参照图13描述根据本发明的第二实施例的摄像装置。通过相同的附图标记来表示与根据如图1至图12所示的第一实施例的摄像装置类似的组件,以省略或简化描述。
[0085]在第一实施例中,如图8所示,基于一帧的信息,在5X5聚焦框801处执行AF计算,因此在五个位置处设置区域Reg1n_i (下文中,这种聚焦模式被称为“多数框聚焦模式”)。与此相对,在本实施例中,描述了如下示例:限制针对一帧的信息执行的AF计算,以缩短摄像元件106的信号读出时间。请注意,本实施例中的摄像装置的结构类似于在第一实施例中参照图1至图7以及图9A至图10描述的结构,因此省略与第一实施例中类似的结构的描述。第一实施例与本实施例的区别在于:在各帧中,用于焦点检测的图像信号的读出(AF计算)的聚焦框1301的设置。因此,这里主要描述聚焦框1301的设置。
[0086]在图13中,针对各帧例示被设置用于获取图像信号A以执行AF计算的聚焦框1301。在帧f中,仅针对与图8所示的5X5聚焦框801中的、最上层的五个聚焦框801相对应的聚焦框1301执行AF计算。因此,假设与五层中的最上层相对应的区域是区域Reg1n_1、其他区域是区域Reg1n_c,来读出像素信号。
[0087]接下来,在帧f+Ι中,仅针对从上数第二层中的五个聚焦框1301执行AF计算。因此,假设与从上数第二层相对应的区域是区域Reg1n_1、其他区域是区域Reg1n_c,来读出像素信号。以上同样适用于后续的帧f+2。AF计算的对象被设置为从上数第三层中的五个聚焦框1301,并且假设与从上数第三层相对应的区域是区域Reg1n_1、其他区域是区域Reg1n_c,来读出像素信号。如上所述,通过在针对各帧改变区域Re
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