BR102015009321B1 - Aparelho de captura de imagem e método para controlar o mesmo - Google Patents

Abstract

APARELHO DE CAPTURA DE IMAGEM E MÉTODO PARA CONTROLAR O MESMO. A presente invenção refere-se a um aparelho de captura de imagem que compreende: um sensor de imagem incluindo uma região de pixel com uma pluralidade de unidades de pixel, dispostas em uma matriz, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, e dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna; e dispositivo de acionamento configurado para acionar o sensor de imagem, para cada unidade de pixel a ser lida da pluralidade de unidades de pixel, exclusivamente selecionando uma operação de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento, uma operação de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento, ou uma operação de ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a aparelho de captura de imagem e métodos para controlar os mesmos.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Na técnica relacionada, o esquema de detecção de contraste é conhecido em detecção de foco automático e controle de foco automático de um aparelho de captura de imagem como uma técnica típica de usar um fluxo de luz passando através de uma lente de captação de imagem. Nesse esquema, um sensor de imagem é usado como um sensor para detecção de foco, um sinal de saída do sensor de imagem é avaliado, e a posição da lente de captação de imagem é movida de modo que a informação de contraste seja maximizada, sendo que o foco pode ser ajustado.

[0003] Entretanto, a informação de contraste precisa ser avaliada cada vez que lente de captação de imagem é movida para uma posição diferente. Em adição, a- pós o maior contraste ter eventualmente se revelado um resultado da avaliação, a lente de captação de imagem é movida para a posição em que o maior contraste é obtido. Então, leva um longo tempo para completar o processo. Então, é difícil executar uma operação em alta velocidade.

[0004] De modo a abordar tal desvantagem, foi proposta uma técnica de acordo com a qual uma função de detecção de diferença de fase é incorporada em um sensor de imagem, que pode então ser usado como um elemento de detecção de foco para obter diretamente a quantidade de desfoque de uma lente de captação de imagem.

[0005] Por exemplo, de acordo com a Patente japonesa submetida à inspeção pública No. 2010-219958, uma função de divisão de pupila é fornecida a uma parte de elementos de recebimento de luz de um sensor de captura de imagem através da descentralização da região sensível da parte de recebimento de luz com relação ao eixo óptico de uma microlente em chip. Ao dispor esses pixels no sensor de imagem em intervalos predeterminados, uma função de detecção de diferença de fase é al- cançada.

[0006] Por exemplo, de acordo com a Patente japonesa submetida à inspeção pública No. 2013-106194, uma pluralidade de elementos de conversão fotoelétricos, isto é, um pixel A e um pixel B são fornecidos em um pixel correspondente a cada microlente de um sensor de imagem, e uma saída de pixel A e uma saída de pixel (A+B) são lidas. Ao executar um processo de subtração nessas duas saídas, uma saída de pixel B é obtida, sendo que uma função de detecção de diferença de fase é alcançada.

[0007] A Patente japonesa submetida à inspeção pública No. 2010-219958 acima descreve, como um exemplo, uma proposta que, no assim chamado acionador do obturador, linhas de reinicialização são varridas em linhas de pixel normais e em linhas incluindo pixels de detecção de diferença de fase, separadamente. Nesse caso, nas linhas incluindo pixels de detecção de diferença de fase, um pixel de detecção de diferença de fase e um pixel normal fornecido na mesma linha são lidos u- sando o mesmo método de leitura de sinal em um sensor de imagem.

[0008] O pixel de detecção de diferença de fase não pode ser usado como um sinal de imagem. Então, quando uma imagem normal é obtida, o pixel de detecção de diferença de fase é tipicamente repartido com um pixel com defeito, e é necessário executar um processo de interpolação usando pixels circundantes. Então, é difícil aumentar excessivamente a proporção dos pixels de detecção de diferença de fase dispostos. Então, embora a mesma configuração de circuito de leitura da que é usada quando nenhum pixel de detecção de diferença de fase é incluído possa ser usada, a resolução para a detecção de diferença de fase é baixa.

[0009] Por outro lado, na técnica relacionada da Patente japonesa submetida à inspeção pública No. 2013-106194 acima, todos os pixels incluem uma pluralidade de elementos de conversão fotoelétrica, e então podem ser usados como um elemento de detecção de diferença de fase, sendo que a resolução na direção horizontal é também melhorada. Entretanto, de modo a ler um sinal (A+B) e um sinal A a partir da pluralidade de elementos de conversão fotoelétrica de todos os pixels, o sensor de imagem exige um circuito de leitura para ler um pixel (A+B) e um circuito de leitura para ler um pixel A. Em particular, um número dobrado de capacitores de armazenamento, que ocupam uma área relativamente grande em um sensor de imagem, é exigido, e linhas de controle são complicadas, e então, a área de um circuito em torno do sensor de imagem provavelmente aumentará.

[0010] Como indicado pela Patente japonesa submetida à inspeção pública No. 2013-106194 acima, se todos os pixels de imagem do sensor de imagem incluem uma pluralidade de elementos de conversão fotoelétrica, o circuito de leitura periférico tem uma configuração de circuito complicada, e particularmente, um elemento de circuito que tem uma área relativamente grande, tal como um capacitor de armazenamento, é exigido.

[0011] Ademais, um arranjo para subtrair o sinal A do sinal (A+B) para obter o sinal B é exigido no sistema inteiro, desvantajosamente levando a um grande tamanho de circuito e a um alto custo. Também, o arranjo para ler o sinal (A+B) e o sinal A (ou o sinal B) é simplesmente equivalente a duas vezes o número de pixels, e então, o tempo de leitura é duas vezes mais longo, e então, é difícil executar a leitura em alta velocidade.

[0012] Nota-se que se tanto o sinal (A+B) quanto o sinal A são lidos somente a partir de linhas particulares ao invés de ler tanto o sinal (A+B) quanto o sinal A a partir de todos os pixels, um tempo de transferência horizontal maior é exigido somente para as linhas particulares. Entretanto, quando o ciclo de sincronização horizontal é mudado somente para as linhas particulares, há uma carga significativamente grande no sistema.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0013] A presente invenção foi feita em consideração à situação acima, e exigiu que sinais de pixel fossem lidos com precisão suficiente para detecção de diferença de fase sem um aumento na escala de circuito, custo, e tempo de leitura de um sensor de imagem, e sem uma diminuição na qualidade da imagem.

[0014] De acordo com a presente invenção, é fornecido um aparelho de captura de imagem compreendendo: um sensor de imagem incluindo uma região de pixel com uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel disposta em uma matriz, e dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna; e dispositivo de acionamento configurado para acionar o sensor de imagem, para cada unidade de pixel lida da pluralidade de unidades de pixel, exclusivamente selecionando uma operação de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento, uma operação de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento, ou uma operação de ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento.

[0015] Ademais, de acordo com a presente invenção, é fornecido um aparelho de captura de imagem compreendendo: um sensor de imagem incluindo uma região de pixel com uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel disposta em uma matriz, e dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna; e dispositivo de acionamento configurado para acionar o sensor de imagem, para cada linha a ser lida da pluralidade de unidades de pixel, exclusivamente através da seleção de uma operação de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento, uma operação de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento, ou uma operação de ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento.

[0016] Ademais, de acordo com a presente invenção, é fornecido um aparelho de captura de imagem compreendendo: um sensor de imagem incluindo uma região de pixel com uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel disposta em uma matriz, e o dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna; e dispositivo de acionamento configurado para acionar o sensor de imagem usando um primeiro método de acionamento, para linhas a serem lidas da pluralidade de unidades de pixel, de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento enquanto pulando uma pluralidade de linhas entre as linhas a serem lidas, e um segundo método de acionamento de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica para o dispositivo de armazenamento em qualquer uma da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento e ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento em outra da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento.

[0017] Ademais, de acordo com a presente invenção, é fornecido um método para controlar um aparelho de captura de imagem incluindo um sensor de imagem incluindo uma região de pixel com uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel sendo disposta em uma matriz, e o dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna, o método compreendendo: acionar o sensor de imagem, para cada unidade de pixel a ser lida da pluralidade de unidades de pixel, exclusivamente através da seleção de uma operação de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento, uma operação de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento, ou uma operação de ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento.

[0018] Ademais, de acordo com a presente invenção, é fornecido um método para controlar um aparelho de captura de imagem incluindo um sensor de imagem com uma região de pixel incluindo uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel sendo disposta em uma matriz, e dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento sendo fornecido para cada coluna, o método compreendendo: acionar o sensor de imagem, para cada linha a ser lida da pluralidade de unidades de pixel, exclusivamente através da sele-ção de uma operação de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento, uma operação de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento, ou uma operação de ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento.

[0019] Ademais, de acordo com a presente invenção, é fornecido um método para controlar um aparelho de captura de imagem incluindo um sensor de imagem com uma região de pixel incluindo uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel sendo disposta em uma matriz, e dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna, o método compreendendo: acionar o sensor de imagem usando um primeiro método de acionamento, para linhas a serem lidas da pluralidade de unidades de pixel, de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento enquanto pulando uma pluralidade de linhas entre as linhas a serem lidas, e um segundo método de acionamento de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento em qualquer da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento e ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento em outra da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento.

[0020] Características adicionais da presente invenção se tornarão mais claras a partir da seguinte descrição de modalidades exemplificadas (com relação aos desenhos em anexo).

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0021] Os desenhos em anexo, que são incorporados e constituem uma parte da especificação, ilustram modalidades da invenção, e junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

[0022] A Figura 1 é um diagrama de blocos que mostra uma configuração de um aparelho de captura de imagem de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0023] As Figuras 2A e 2B são vistas transversais que mostram esquematicamente o aparelho de captura de imagem de acordo com a modalidade.

[0024] A Figura 3 é um diagrama de blocos que mostra uma função em um DSP nesta modalidade.

[0025] A Figura 4 é um diagrama de circuito de um sensor de imagem de acordo com a modalidade.

[0026] A Figura 5 é um diagrama de circuito de uma unidade de pixel do sensor de imagem de acordo com a modalidade.

[0027] A Figura 6 é uma vista planificada da unidade de pixel do sensor de imagem de acordo com a modalidade.

[0028] A Figura 7 é um gráfico de tempo que mostra o acionamento do sensor de imagem quando a detecção de diferença de fase não é executada de acordo com uma primeira modalidade.

[0029] As Figuras 8A a 8C são diagramas esquemáticos para descrever um método para ler o sensor de imagem de acordo com a primeira modalidade.

[0030] A Figura 9 é um gráfico de tempo que mostra o acionamento do sensor de imagem quando a detecção de diferença de fase é executada de acordo com a primeira modalidade.

[0031] A Figura 10 é um fluxograma que mostra uma operação de tirar uma foto do aparelho de captura de imagem de acordo com a primeira modalidade.

[0032] A Figura 11 é um fluxograma que mostra um processo de tirar uma foto de acordo com a primeira modalidade.

[0033] A Figura 12 é um fluxograma que mostra um processo de tirar uma foto em movimento de acordo com a primeira modalidade.

[0034] As Figuras 13A e 13B são diagramas esquemáticos para descrever um método para ler um sensor de imagem de acordo com uma segunda modalidade.

[0035] A Figura 14 é um diagrama de circuito de unidades de pixel de um sensor de imagem que pode selecionar um pixel A ou um pixel B para cada um de quaisquer pixels.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0036] As modalidades exemplificadas da presente invenção serão descritas em detalhes de acordo com os desenhos em anexo. As dimensões, formas e posições relativas das partes constituintes mostradas nas modalidades deveriam ser mudadas como conveniente dependendo das várias condições e da estrutura do aparelho a- daptado à invenção, e a invenção não está limitada às modalidades descritas aqui.

[0037] < Primeira Modalidade >

[0038] A Figura 1 é um diagrama de blocos de um aparelho de captura de imagem de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção. Um sensor de imagem 101 inclui um circuito amplificador (não mostrado) que comuta entre ganhos, dependendo da sensibilidade ISO. Uma entrada analógica (AFE) 102 inclui um conversor A/D que converte um sinal analógico a partir do sensor de imagem 101 em um sinal digital, e também tem uma função de fixar um nível de compensação de escuro.

[0039] Um processador de sinal digital (DSP) 103 executa vários processos de correção, um processo de desenvolvimento, e um processo de compressão em uma saída de sinal de imagem a partir do AFE 102. O DSP 103 pode também executar vários processos de correção no sinal de imagem em uma RAM 107. O DSP 103 também executa um processo de correção em vários tipos de ruído ocorrendo no sensor de imagem 101, detecção de pixel com defeito, e um processo de correção em saídas de um pixel com defeito e pixels de detecção de diferença de fase, um processo de correção nos pixels em torno dos pixels de detecção de diferença de fase, e assim por diante. O DSP 103 também executa um processo de cálculo para calcular a informação de foco automático usando saídas a partir dos pixels de detecção de diferença de fase. Nota-se que esses processos serão descritos em detalhes abaixo.

[0040] O DSP 103 também executa um processo de acesso em várias memórias, tal como uma ROM 106, a RAM 107, e similares, um processo de gravar dados de imagem em um meio de gravação 108, um processo de exibir vários dados em uma unidade de exibição 114, e similares. Embora, na primeira modalidade, uma combinação do senso de imagem CMOS com saída do tipo analógica 101 e o AFE 102 seja descrita como um exemplo, um sensor de imagem CMOS com saída do tipo digital pode ser usado e diretamente conectado ao DSP 103.

[0041] Um circuito de geração de tempo 104 fornece um sinal de relógio ou um sinal de controle ao sensor de imagem 101, ao AFE 102, e ao DSP 103, e gera sinais de tempo correspondentes a vários modos de leitura do sensor de imagem 101 em cooperação com o DSP 103, sob o controle de uma CPU 105.

[0042] A CPU 105 controla o DSP 103 e o circuito de geração de tempo 104, e controla as funções da câmera, tais como fotometria, ajuste de foco, e similares. No ajuste de foco, AF pode ser executado usando uma saída de um sensor de imagem (não mostrado) para AF de diferença de fase, que é fornecido separadamente do sensor de imagem 101, ou AF pode ser executado usando informação de foco automático que é calculada usando saídas de pixels de detecção de diferença de fase incluídas no sensor de imagem 101.

[0043] Vários comutadores, tal como um comutador de fonte de alimentação 109, um primeiro comutador de obturador de primeiro estágio SW1 (110), um comutador de obturador de segundo estágio SW2 (111), um dial de modo 112, um comutador de configuração de sensibilidade ISO 113, e similares, são conectados à CPU 105. A CPU 105 executa um processo correspondente às configurações desses comutadores e diais.

[0044] A ROM 106 armazena um programa de controle para o aparelho de captura de imagem, isto é, um programa executado pela CPU 105, e vários dados de correção e similares. A ROM 106 tipicamente inclui uma memória flash. A RAM 107 é configurada de modo que ela possa ser acessada em uma taxa mais alta do que a da ROM 106. A RAM 107 é usada como uma área de trabalho, e armazena temporariamente dados de imagem ou similares processados pelo DSP 103. O meio de gravação 108, que é, por exemplo, um cartão de memória ou similar para armazenar dados de imagem capturada, é conectado ao DSP 103 através, por exemplo, de um conector (não mostrado). A unidade de exibição 114, que inclui um LCD ou similar, é usada para exibir informação do aparelho de captura de imagem, exibir uma imagem capturada reproduzida, ou exibir uma imagem em movimento.

[0045] O comutador de fonte de alimentação 109 é operado por um usuário de modo a ativar o aparelho de captura de imagem. Quando o comutador de obturador de primeiro estágio SW1 (110) é ligado operando um botão de liberação (não mostrado), os processos pré-disparo, tal como um processo fotométrico, processo de ajuste de foco, e similares, são executados. Ademais, quando o comutador de obturador de segundo estágio SW2 (111) é ligado, uma série de operações de disparo incluindo acionar um espelho e um obturador (não mostrado) e gravar dados de imagem capturados pelo sensor de imagem 101 no meio de gravação 108 através do AFE 102 e do DSP 103, é iniciada. O dial de modo 112 é usado para configurar o aparelho de captura de imagem para vários modos de operação. O comutador de configuração de sensibilidade ISO 113 é usado para configurar a sensibilidade ISO do aparelho de captura de imagem.

[0046] As Figuras 2A e 2B são vistas transversais que mostram esquematicamente uma configuração do aparelho de captura de imagem da Figura 1. O aparelho de captura de imagem tem um estado no qual um visor óptico é usado durante o disparo de imagem estacionária, e um estado no qual o espelho está na posição superior e o obturador é aberto durante o disparo de imagem em movimento ou uso da visualização direta. A Figura 2A mostra o estado no qual o visor óptico é usado. A Figura 2B mostra o estado no qual o espelho está na posição superior e o obturador é aberto durante o disparo de imagem em movimento ou visualização direta.

[0047] Como mostrado nas Figuras 2A e 2B, o aparelho de captura de imagem da primeira modalidade inclui principalmente um corpo de câmera 201, e uma lente de captação de imagem 202 acoplada a uma superfície frontal do corpo de câmera 201. A lente de captação de imagem 202, que é cambiável, é eletricamente conectada ao corpo de câmera 201 através de um grupo de ponto de contato de montagem 203.

[0048] A lente de captação de imagem 202 inclui um diafragma 204, um grupo de lente de ajuste de foco 205, e similares, todos os quais são controlados por uma unidade de controle de lente 206.

[0049] O corpo de câmera 201 tem um espelho principal 207 que é um meio espelho. Quando o visor óptico é usado como mostrado na Figura 2A, o espelho principal 207 é fornecido no caminho óptico de disparo, em uma posição diagonal, para refletir luz a partir da lente de captação de imagem 202 em direção a um sistema óptico detector. A luz refletida é projetada para uma tela de foco 211, de modo que um fotógrafo pode verificar uma imagem de um sujeito projetada na tela de foco 211, através de um pentaprisma 212 para carregar o caminho óptico e um grupo de lente de visor 213.

[0050] Por outro lado, uma parte de luz passando via o espelho principal 207 entra em uma unidade AF 209 através de um subespelho 208. A unidade AF 209 é um sensor AF usando o esquema de detecção de diferença de fase. Embora a diferença de fase AF não seja descrita em detalhes, uma operação AF é executada controlando o grupo de lente de ajuste de foco 205 da lente de captação de imagem 202 com base no resultado de detecção.

[0051] Uma operação de preparação de disparo para AE, AF ou similar, é executada em resposta ao SW1 (101), que é operada por um botão de liberação (não mostrado), sendo ligado quando o botão de liberação é pressionado pela metade. Como mostrado na Figura 2B, quando o SW2 (111) que é ligado quando o botão de liberação é pressionado por completo, é ligado, o espelho principal 207 e o subespe- Iho 208 sai do caminho óptico, e então, o obturador de plano focal 210 é aberto por um período de tempo predeterminado, de modo que o sensor de imagem 101 é exposto à luz. Nota-se que, como mostrado na Figura 2A, o obturador de plano focal 210 é normalmente fechado, e é aberto somente durante o disparo de modo que a exposição seja executada por um período de tempo específico.

[0052] Como mostrado na Figura 2B, quando o modo é comutado usando o dial de modo 112 de modo que o aparelho de captura de imagem está, por exemplo, em um estado de visualização direta, o espelho principal 207 e o subespelho 208 saem do caminho óptico, e esse estado é mantido, como no disparo de imagem estática, que é executado quando o SW2 está ligado. Ademais, o obturador de plano focal 210 e também mantido aberto, e o sensor de imagem 101 é sempre exposto à luz. Nesse estado, um sinal obtido a partir do sensor de imagem 101 é exibido na unidade de exibição 114, assim um modo de visualização direta é alcançado. Em adição, se uma imagem em movimento é gravada nesse estado, um modo de imagem em movimento pode ser alcançado.

[0053] Nesse caso, o subespelho 208 está também fora do caminho óptico, e uma imagem do sujeito não entra na unidade AF 209, e então, o AF de diferença de fase usando a unidade AF 209 não pode ser executado. O espelho principal 207 está também fora do caminho óptico, e então, uma imagem do sujeito não pode ser verificada usando o visor óptico.

[0054] Em seguida, uma configuração do DSP 103 será descrita com relação à Figura 3. O DSP 103 inclui, em adição a uma unidade de revelação 1001 e uma unidade de compressão 1002 que são base do processamento de imagem descrito acima, uma unidade de controle de memória 1003, uma unidade de controle de meio de gravação 1004, e uma unidade de controle de exibição de LCD 1005. O DSP 103 também inclui uma unidade AF 1006 que calcula a informação de foco automático com base na saída dos pixels de detecção de diferença de fase, e uma unidade de controle de comunicação 1007 que transmite a informação de foco automático calculada para a CPU 105, e geralmente se comunica bidireccionalmente com a CPU 105.

[0055] O DSP 103 também inclui uma unidade de correção de imagem 1008 para corrigir digitalmente um erro em sensibilidade ou nível de escuro a partir de um estado ideal do sensor de imagem 101 durante a formação de imagem e unidade de correção de AF 1009. A unidade de correção de AF 1009 corrige digitalmente as condições ópticas antes de enviar dados para a unidade AF 1006 de modo a calcular a informação de foco automático a partir da saída dos pixels de detecção de diferença de fase. Exemplos da correção de condições ópticas incluem a correção de um erro em sensibilidade ou nível de escuro a partir de um estado ideal de um pixel de detecção de diferença de fase, correção da distância focal ou número f da lente de captação de imagem 202 durante o disparo, e similares.

[0056] Em seguida, uma estrutura de pixel do sensor de imagem 101 será descrita. A Figura 4 é um diagrama de circuito equivalente que mostra uma configuração exemplificada do sensor de imagem 101 da primeira modalidade. Em uma região de pixel, unidades de pixel, cada uma incluindo uma pluralidade de unidades de conversão fotoelétrica, são dispostas em uma matriz e são igualmente espaçadas nas direções horizontal e vertical.

[0057] Uma configuração da unidade de pixel será agora descrita. A Figura 5 é um diagrama de circuito equivalente para descrever uma configuração da unidade de pixel em uma na linha do sensor de imagem 101. A Figura 6 é uma vista planificada da unidade de pixel. Nas Figuras 5 e 6, as unidades de conversão fotoelétrica 501 e 502 são fotodiodos. As unidades de conversão fotoelétricas 501 e 502 são fornecidas em uma região correspondente a uma única microlente 601 fornecida a- cima da unidade de pixel. As unidades de conversão fotoelétrica 501 e 502 são também chamadas de um “pixel A” e um “pixel B”, respectivamente, em seguida com o propósito de conveniência. A microlente 601 é formada em contato com um limite de pixel indicado por uma linha tracejada.

[0058] Os pixels A e B são fornecidos em uma posição de compensação com relação à microlente 601. Então, os pixels A e B executam a conversão fotoelétrica em uma imagem do sujeito passada através das respectivas divisões da região de pupila. Ao ler as saídas dos pixels A e B, a detecção de diferença de fase pode ser executada, e então, a operação de detecção de foco pode ser executada. Assim, os pixels A e B são o pixel de detecção de diferença de fase descrito acima.

[0059] As cargas geradas nas unidades de conversão fotoelétrica 501 e 502 são transferidas para uma unidade de difusão flutuante (FD) 503 através dos transistores de transferência 507 e 508, respectivamente. A unidade FD 503 é conectada à porta de um transistor amplificador 504 para formar um amplificador de pixel, e também funciona como um conversor de tensão de carga.

[0060] Os transistores de transferência 507 e 508 são controlados de acordo com um sinal de controle ΦTXA_n que é emitido a partir de um circuito de varredura vertical 520 para uma linha de controle 512, e um sinal de controle ΦTXB_n que é emitido a partir de um circuito de varredura vertical 520 para uma linha de controle 513. Os transistores de transferência 507 e 508 estão ligados e desligados quando os sinais de controle ΦTXA_n e ΦTXB n são H e L, respectivamente. Nota-se que “n” e cada sinal de controle indica uma linha. Por exemplo, o sinal de controle ΦTXA_n representa um sinal de controle ΦTXA que é emitido para unidades de pixel na na linha.

[0061] Quando o sinal de controle ΦRES_n que é emitido a partir do circuito de varredura vertical 520 para uma linha de controle 511 é elevado, um transistor de reinicialização 505 é ligado, de modo que a unidade FD 503 pode ser reinicializada. Também, cargas das unidades de conversão fotoelétrica 501 e 502 podem ser reinicializadas durante um período de tempo em que o sinal de controle ΦRES_n e os sinais de controle ΦTXA_n e ΦTXB_n são simultaneamente altos.

[0062] Quando o sinal de controle ΦSEL_n que é emitido a partir do circuito de varredura vertical 520 para uma linha de controle 510 é elevado, um transistor de seleção 506 é ligado, de modo que a saída do transístor amplificador 504 aparece em uma linha de saída vertical 509. Uma fonte de corrente constante (não mostrada) é conectada à linha de saída vertical 509. A fonte de corrente constante e o transistor amplificador 504 para cada coluna conectada à linha de saída vertical 509 formam um circuito seguidor fonte.

[0063] A Figura 4 é um diagrama esquemático que mostra um caso em que quatro das unidades de pixel acima são dispostas na direção horizontal e duas das unidades de pixel acima são fornecidas na direção vertical. Nota-se que, em sensores de imagem reais, aproximadamente várias centenas de milhares a várias dezenas de milhões de tais pixels são fornecidas. Na Figura 4, a microlente 601 de cada unidade de pixel, e os pixels A e B abaixo da microlente 601, são esquematicamente mostrados. As unidades de pixel em cada coluna são conectadas à linha de saída vertical correspondente 509.

[0064] As linhas de saída verticais 509 são conectadas a respectivos amplificadores de coluna 401 que são fornecidos para as respectivas colunas. O amplificador de coluna 401 multiplica a saída da linha de saída vertical correspondente 509 por um ganho predeterminado que é determinado por uma capacitância de entrada C0 e uma capacitância de retorno Cf, e emite o resultado para o seguidor 404 no estágio seguinte. O seguidor 404 emite essa saída para um capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN ou um capacitor de armazenamento de componente de sinal CRkS através de um comutador analógico 405 ou 406. Nota-se que k representa uma coluna no exemplo da Figura 4, e k = 1 a 4. Os comutadores analógicos 405 e 406 são controlados de acordo com um sinal de controle ΦTS 409 ou ΦTN 410.

[0065] Os capacitores de armazenamento CTkN e CTkS para armazenar um componente de ruído e um componente de sinal de um pixel na na linha para cada coluna são sucessivamente conectados às entradas de um amplificador de saída 411 por um circuito de varredura horizontal (não mostrado). Por exemplo, quando os capacitores de armazenamento CT1N e CT1S são conectados ao amplificador de saída 411,o amplificador de saída 411 multiplica uma diferença de tensão na primeira coluna pelo ganho predeterminado, e emite o resultado para o exterior do sensor de imagem 101. Da próxima vez, os capacitores de armazenamento CT3N e CT3S são conectados ao amplificador de saída 411 pelo circuito de varredura horizontal. Esse processo é repetidamente executado o mesmo número de vezes que o número de colunas em uma linha, de modo que uma operação de varredura horizontal correspondente a uma linha é completada. Ao executar sucessivamente essa operação em linhas específicas do sensor de imagem 101 na direção vertical, as saídas dos pixels predeterminados do sensor de imagem 101 podem ser obtidas.

[0066] Também, nesse momento, quando as saídas dos pixels A e B de cada unidade de pixel são ambas simultaneamente transferidas, um sinal de carga gerado no pixel inteiro fornecido abaixo da mesma microlente 601, que é adequado para a formação de imagem, pode ser emitido.

[0067] Diferente do sensor de imagem da Patente japonesa submetida à inspeção pública No. 2013-106194, o circuito de coluna primeira modalidade exige somente um par de capacitores de armazenamento CTkN e CTkS para ler ou o sinal (A+B) ou o sinal A ou o sinal B. Em outras palavras, o circuito de coluna da primeira modalidade tem a mesma configuração de circuito de um sensor de imagem normal que não inclui elementos de conversão fotoelétrica separados para a detecção de diferença de fase, isto é, não executa a detecção de diferença de fase.

[0068] - Quando a detecção de diferença de fase não é executada

[0069] Primeiramente, uma operação que é executada quando a detecção de diferença de fase não é executada, será descrita com relação a um gráfico de tempo mostrado na Figura 7. Na Figura 7, se um sinal de sincronização horizontal HD é inserido no tempo t1, o sinal de controle ΦSEL_n para selecionar um grupo de pixel na na linha é elevado no tempo t2 que é um tempo predeterminado após o tempo t1, de modo que os transistores de seleção 506 dos pixels na na linha são ligados. Como um resultado, um sinal correspondente à entrada dos transistores amplificadores 504 aparece nas linhas de saída verticais 509.

[0070] Ao mesmo tempo, o sinal de reinicialização <()RES n para os pixels na na linha é elevado, de modo que os transistores de reinicialização 505 dos pixels na na linha são ligados. Então, o sinal de reinicialização <j>RES_n é abaixado no tempo t3 que é um tempo predeterminado após o tempo t2, de modo que a operação de reini- cialização é terminada. Como um resultado, um nível de sinal no tempo em que a operação de reinicialização é terminada aparece em cada uma das linhas de saída verticais 509.

[0071] No tempo t3, um sinal de controle ΦTN simultaneamente é elevado, de modo que um sinal obtido pelos amplificadores de coluna 401 amplificando os níveis de sinal das linhas de saída verticais 509 no tempo em que a operação de reinicialização é terminada, aparece no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN. No tempo t4, se o sinal de controle ΦTN é abaixado, o nível de sinal quando a operação de reinicialização é terminada é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN.

[0072] Em seguida, no tempo t5, os sinais de controle ΦTXA_n e ΦTXB_n é ele- vadom de modo que os transistores de transferência 507 e 508 dos pixels A e B, respectivamente, de cada pixel na na linha são ligados. Essa operação permite que cargas de sinal tanto de pixels A quanto de pixels B sejam transferidas para a unidade FD 503.

[0073] No tempo t6 que é um tempo predeterminado após o tempo t5, os sinais de controle ΦTXA_n e ΦTXB_n são abaixados de modo que os transistores de transferência 507 e 508 sejam desligados, e o sinal de controle ΦTS é elevado. Como um resultado, um sinal obtido através da amplificação do nível de sinal de cada uma das linhas de saída verticais 509 correspondentes à carga de sinal usando o amplificador de coluna 401, aparece no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS. Então, no tempo t7, quando o sinal de controle ΦTS é abaixado, o nível de sinal correspondente à carga de sinal é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS.

[0074] Nesse ponto, a saída de cada pixel na na linha imediatamente após a operação de reinicialização ser terminada foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN de cada coluna, e a saída correspondente à carga de sinal foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS de cada coluna. Então, um circuito de transferência horizontal (não mos trado) conecta sucessivamente o capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN e o capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS de cada coluna para o amplificador de saída 411, que então multiplica a diferença por um ganho predeterminado e emite o resultado, sendo que a leitura de um sinal (sinal combinado) dos pixels A e B na na linha é completada. Quando a detecção de diferença de fase não é exigida, a operação de leitura anterior é executada.

[0075] A Figura 8A mostra o conceito do método de acionamento acima. A Figura 8A é um diagrama que mostra uma unidade de pixel do sensor de imagem 101. Uma parte mostrada por hachura na Figura 8A indica uma parte óptica escura (parte OB) protegida de luz. Como descrito acima, quando a detecção de diferença de fase não é executada, um sinal combinado dos pixels A e B é lido a partir de todos os pixels incluídos na unidade de pixel.

[0076] - Quando a detecção de diferença de fase é executada.

[0077] Em seguida, uma operação que é executada quando a operação de detecção de diferença de fase é executada será descrita. Quando uma operação de detecção de diferença de fase é executada na primeira modalidade, um sinal combinado dos pixels A e B é lido enquanto um número predeterminado de linhas (uma pluralidade de linhas) é pulado entre cada linha lida na direção vertical. Após toda a unidade de pixel ter sido varrida na direção vertical, a varredura é executada novamente a partir de uma linha superior na direção vertical. Nessa próxima varredura, somente linhas que foram previamente lidas são varridas na direção vertical. Na primeira varredura, um sinal combinado é lido a partir de pixels nas linhas alvo, e na segunda varredura, um sinal (sinal de detecção de diferença de fase) é lido a partir dos pixels A ou B de pixels nas linhas alvo. Então, o sinal de detecção de diferença de fase assim lido é usado para executar a detecção de diferença de fase. Tal método de leitura é adequado para o modo de imagem em movimento, e então uma descrição é dada assumindo-se que o método de leitura é aplicado ao modo de imagem em movimento na primeira modalidade.

[0078] A Figura 8B é um diagrama esquemático que mostra as linhas que são lidas na leitura rápida na direção vertical. Na Figura 8B, as linhas circundadas por um quadro espesso são lidas, e as linhas não circundadas por um quadro espesso são puladas durante a leitura. No exemplo da Figura 8B, após um sinal combinado ser lido a partir dos pixels A e B em uma Linha V1, o circuito de varredura vertical 520 controla para ler um sinal combinado a partir da Linha V2 que é uma terceira linha a partir da Linha V1. Então, um sinal combinado é lido a partir da linha V3, V4, V5, V6 e V7 na mesma taxa de pulo. O processo de leitura até esse ponto é em seguida chamado de um “primeiro método de varredura”. As linhas lidas usando o primeiro método de varredura emitem um sinal de carga gerado na região inteira de pixel fornecida abaixo de cada microlente 601, que é adequada para formação de imagem, e então, os dados de imagem podem ser gerados a partir dos sinais combinados das linhas V1 a V7 lidas na mesma taxa de pulo.

[0079] Nota-se que, na primeira modalidade, a leitura é executada na direção horizontal sem pular, e então, há uma diferença no número de pixels lidos entre a direção horizontal e a direção vertical, de modo que a razão de aspecto da imagem (relação largura/altura) é alterada. Consequentemente, a razão de aspecto pode ser modificada em um estágio subsequente, ou a leitura rápida geral ou a leitura rápida de adição pode ser executada na mesma taxa de pulo na direção horizontal. Assim, a razão de aspecto pode ser modificada usando qualquer técnica.

[0080] Após a leitura ser executada usando o primeiro método de varredura até a Linha V7, o circuito de varredura vertical 520 controla para retornar para uma Linha V8, e ler um sinal de detecção de diferença de fase a partir dos pixels A dos pixels na Linha V8. Então, um sinal de detecção de diferença de fase é lido a partir dos pixels B dos pixels em uma linha V9 próxima à Linha V8. Então, a Linha V4, que já foi lida no primeiro método de varredura, é pulada, e os pixels A em uma linha V10 e os pixels B em uma linha V11 próxima à linha V10 são lidos. Similarmente, a Linha V5, que já foi lida no primeiro método de varredura, é pulada, e uma linha V12 e uma linha V13 próxima à linha V12 são lidas. O método de acionamento para a Linha V8 e as linhas seguintes é aqui chamado de um “segundo método de varredura”. Assim, no segundo método de varredura, do par de duas linhas sucessivamente lidas, um sinal é lido somente a partir dos pixels A na linha que é lida anteriormente, e um si- nal é lido somente a partir dos pixels B na linha que é lida posteriormente. Nota-se que uma região (segunda região) que é lida usando o segundo método de varredura inclui uma região de detecção de foco configurada antecipadamente para detectar um estado de foco, e é menor do que uma região (primeira região) que é lida usando o primeiro método de varredura. A região de detecção de foco pode ser uma região desejada especificada pelo usuário operando uma unidade de operação (não mostrada), ou pode ser automaticamente configurada usando uma técnica conhecida, tal como a detecção de sujeito ou similares, ou pode ser uma região fixa. O segundo método de varredura é executado de modo a ler os sinais de detecção de foco, e então, a segunda região é preferencialmente a menor região incluindo a região de detecção de foco.

[0081] A Figura 8C é um diagrama esquemático que mostra um rearranjo de pixels em uma ordem na qual os pixels são processados de acordo com a ordem na qual os pixels foram lidos no modelo acima. Como descrito acima, nas linhas V1 a V7, um sinal combinado é lido a partir dos pixels A e B usando o primeiro método de varredura, e então, essa saída pode ser usada para executar a formação de imagem normal. Em cada uma das linhas V8 a V13, um sinal de detecção de foco é lido a partir dos pixels A ou B usando o segundo método de varredura, e então, as saídas do par de pixels A e B obtidos a partir de cada par de duas linhas podem ser usadas para executadas para executar a detecção de diferença de fase.

[0082] Como um método de detecção de diferença de fase nesse caso, se o sensor de imagem 101 tem um filtro de cor tendo um arranjo de Bayer, é calculada uma correlação entre sinais de pixel G em uma do par de duas linhas sucessivamente lidas, a partir das quais os pixels A são lidos anteriormente, e sinais de pixel G na outra linha a partir da qual os pixels B são lidos posteriormente.

[0083] Em seguida, o acionamento usando o primeiro método de varredura será descrito com relação a um gráfico de tempo mostrado na Figura 9. Aqui, uma operação de leitura a partir da Linha V7, que é a última linha, no primeiro método de varredura será descrita. Na Figura 9, quando o sinal de sincronização horizontal HD é inserido no tempo t1, um sinal de controle ΦSEL_V7 para selecionar um grupo de pixel na Linha V7 é elevado no tempo t2 que é um tempo predeterminado após o tempo t1, de modo que os transistores de seleção 506 dos pixels na Linha V7 são ligados. Como um resultado, um sinal correspondente a uma entrada para os transistores amplificadores 504 aparece nas linhas de saída verticais 509. Ao mesmo tempo, um sinal de reinicialização ΦRESV7 para os pixels na Linha V7 é elevado, de modo que os transistores de reinicialização 505 dos pixels na Linha V7 são ligados.

[0084] Então, no tempo t3 que é um tempo predeterminado após o tempo t2, o sinal de reinicialização ΦRES_V7 é abaixado, de modo que a operação de reinicialização é terminada. Como um resultado, um nível de sinal no tempo em que a operação de reinicialização é terminada aparece nas linhas de saída verticais 509. No tempo t3, o sinal de controle <j>TN é elevado simultaneamente, e um sinal obtido através da amplificação do nível de sinal de cada uma das linhas de saída verticais 509 quando a operação de reinicialização é terminada usando o amplificador de coluna 401, aparece no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN. No tempo t4, quando o sinal de controle <j>TN 410 é abaixado, o nível de ruído quando a operação de reinicialização é terminada é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN.

[0085] Em seguida, no tempo t5, os sinais de controle ΦTXA_V7 e ΦTXB_V7 são elevados de modo que os transistores de transferência 507 e 508 dos pixels A e B, respectivamente, na Linha V7 são ligados. Por essa operação, as cargas de sinal tanto dos pixels A quanto dos pixels B são transferidas para as respectivas unidades FD 503. Ademais, no tempo t6 que é um tempo predeterminado após o tempo t5, quando os transistores de transferência 507 e 508 são desligados, as cargas de sinal dos pixels A e B são ambos mantidos pelas unidades FD 503. Ademais, no tempo t6, quando o sinal de controle ΦTS é elevado, um sinal obtido através da amplificação do nível de sinal de cada uma das linhas de saída verticais 509 correspondente à carga de sinal usando o amplificador de coluna 401, aparece no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS. No tempo t7, quando o sinal de controle ΦTS é abaixado, um nível de sinal correspondente à carga de sinal é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS.

[0086] Nesse ponto, a saída de cada pixel na Linha V7 imediatamente após a operação de reinicialização ser terminada foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN na coluna correspondente, e a saída correspondente à carga de sinal foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS na coluna correspondente. Então, o capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN e o capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS de cada coluna são sucessivamente conectados ao amplificador de saída 411 pelo circuito de transferência horizontal (não mostrado), a diferença é multiplicada por um ganho predeterminado, e o resultado é emitido, sendo que a leitura de um sinal combinado na Linha V7 é completada. Embora a operação para a Linha V7 tenha sido descrita até agora, o mesmo é verdadeiro para as Linhas V1 a V6.

[0087] Em seguida, no tempo t9, quando o próximo sinal de sincronização horizontal HD é inserido, o sinal de controle <j)SEL_V7 que foi até agora selecionou a Linha V7 abaixa. Então, no tempo t10, que é um tempo predeterminado após t9, um sinal de controle ΦSELV8 para selecionar um grupo de pixels na linha V8 é elevado, de modo que os transistores de seleção 506 dos pixels na Linha V8 são ligados. Como um resultado, um sinal correspondente à entrada do transistor amplificador 504 aparece em cada uma das linhas de saída verticais 509. Ao mesmo tempo, um sinal de reinicialização ΦRES_V8 para o pixel na linha V8 é elevado, de modo que os transistores de reinicialização 505 dos pixels na linha V8 são ligados.

[0088] Então, no tempo t11 que é um tempo predeterminado após o tempo t10, o sinal de reinicialização ΦRES_V8 é abaixado, de modo que a operação de reinicialização é terminada. Como um resultado, um nível de sinal no tempo em que a operação de reinicialização é terminada aparece nas linhas de saída verticais 509. No tempo t11, o sinal de controle ΦTN simultaneamente é elevado, de modo que um sinal obtido através da amplificação do nível de sinal de cada uma das linhas de saída verticais 509 quando a operação de reinicialização é terminada usando o amplificador de coluna 401, aparece no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN. No tempo t12, quando o sinal de controle ΦTN é abaixado, o nível de sinal no tempo em que a operação de reinicialização é terminada é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN.

[0089] Em seguida, no tempo t13, de modo a ligar os transistores de transferência 507 somente para os pixels A dos pixels na linha V8, um sinal de controle ΦTXA_V8 é elevado, e um sinal de controle ΦTXB_V8 é abaixado. Através dessa operação, a carga de sinal somente dos pixels A é transferida para as unidades FD 503. Ademais, no tempo t14 que é um tempo predeterminado após o tempo t13, quando os transistores de transferência 507 são desligados, essa operação permite que a carga de sinal somente dos pixels A seja mantida pelas unidades FD 503. A-demais, no tempo t14, quando o sinal de controle ΦTS sobe, um sinal obtido através da amplificação do nível de sinal de cada uma das linhas de saída vertical 509 correspondentes à carga de sinal usando o amplificador de coluna (401), aparece no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS. No tempo t15, quando o sinal de controle ΦTS é abaixado, um nível de sinal correspondente à carga de sinal é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS.

[0090] Nesse ponto, a saída de cada pixel na linha V8 imediatamente após a operação de reinicialização ser terminada foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN na coluna correspondente, e a saída correspondente à carga de sinal foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS na coluna correspondente. Então, o circuito de transferência horizontal (não mostrado) conecta sucessivamente o capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN e o capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS de cada coluna ao amplificador de saída 411, que então multiplica a diferença por um ganho predeterminado e emite o resultado, sendo que a leitura de um sinal somente a partir dos pixels A na linha V8 é completada.

[0091] Em seguida, no tempo t17, quando o próximo sinal de sincronização horizontal HD é inserido, o sinal de controle ΦSEL_V8 que até agora selecionou a linha V8 abaixa. Então, no tempo t18 que é um tempo predeterminado após o tempo t17, um sinal de controle ΦSEL_V9 para selecionar um grupo de pixels na linha V9 sobe, de modo que os transistores de seleção 506 dos pixels na linha V9 sejam ligados. Como um resultado, um sinal correspondente à entrada dos transistores amplificadores 504 aparece nas linhas de saída verticais 509. Ao mesmo tempo, um sinal de reinicialização <j)RES_V9 para o pixel na linha V9 sobe, de modo que os transistores de reinicialização 505 do pixel na linha V9 sejam ligados. Então, no tempo t19 que é um tempo predeterminado após o tempo t18, o sinal de reinicialização <j)RES_V9 é abaixado, de modo que a operação de reinicialização seja terminada. Como um resultado, um nível de sinal no tempo em que a operação de reinicialização é terminada nas linhas de saída verticais 509. No tempo t19, o sinal de controle ΦTN simultaneamente sobe, de modo que um sinal obtido através da amplificação do nível de sinal de cada uma das linhas de saída verticais 509 no tempo em que a reinicialização é terminada usando o amplificador de coluna 401, aparece no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN. No tempo t20, quando o sinal de controle ΦTN é abaixado, o nível de sinal no tempo em que a operação de reinicialização é terminada é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN.

[0092] Em seguida, no tempo t21, de modo a ligar os transistores de transferência 507 somente dos pixels B dos pixels na linha V9, um sinal de controle ΦTXA_V9 é abaixado, e um sinal de controle ΦTXB V9 é elevado. Ademais, no tempo t22 que é um tempo predeterminado após o tempo t21, o sinal de controle ΦTXB_V9 é abaixado, de modo que os transistores de transferência 507 sejam desligados, essa operação faz com que a carga de sinal somente dos pixels B seja transferida para as unidades FD 503. Ademais, no tempo t22, quando o sinal de controle ΦTS sobe, um sinal obtido através da amplificação do nível de sinal de cada uma das linhas de saída verticais 509 correspondentes à carga de sinal usando o amplificador de coluna 401, aparece no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS. No tempo t23, quando o sinal de controle ΦTS é abaixado, um nível de sinal correspondente à carga de sinal é mantido pelo capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS.

[0093] Nesse ponto, a saída de cada pixel na linha V9 imediatamente após a o peração de reinicialização ser terminada foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN na coluna correspondente, e a saída correspondente à carga de sinal foi armazenada no capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS na coluna correspondente. Então, o circuito de transferência horizontal (não mostrado) conecta sucessivamente o capacitor de armazenamento de componente de ruído CTkN e o capacitor de armazenamento de componente de sinal CTkS de cada coluna ao amplificador de saída 411, que então multiplica a diferença com um ganho predeterminado e emite o resultado, sendo que a leitura de um sinal somente a partir dos pixels B na linha V9 é completada.

[0094] Então, similarmente, um sinal é lido somente a partir dos pixels A na linha V10, e um sinal é lido somente a partir dos pixels B na linha V11. Assim, ao repetir essa operação de leitura, a operação de leitura desejada é completada.

[0095] - Operação de disparo de imagem

[0096] Em seguida, uma operação de disparo de imagem do aparelho de captura de imagem da primeira modalidade será descrita com relação a um fluxograma mostrado na Figura 10. A CPU 105, quando o comutador de fonte de alimentação 109 é ligado (etapa S11), determina se ou não a energia elétrica exigida para o disparo de imagem permanece em uma bateria (etapa S12). Como um resultado, se energia elétrica exigida para o disparo de imagem não permanece em uma bateria, a CPU 105 exibe uma mensagem de aviso indicando que a situação na unidade de exibição 114 (etapa S17), retorna para a etapa S11, e espera até que o comutador de fonte de alimentação 109 seja ligado novamente.

[0097] Se a energia elétrica exigida para o disparo permanece em uma bateria, a CPU 105 verifica o meio de gravação 108 (etapa S13). Essa verificação é executada para determinar se ou não o meio de gravação 108 que pode gravar uma quantidade predeterminada ou mais de dados foi carregado no aparelho de captura de imagem. Se o meio de gravação 108, que pode gravar uma quantidade predeterminada ou mais de dados, não foi carregado no aparelho de captura de imagem, a CPU 105 exibe uma mensagem de aviso indicando que a situação na unidade de exibição 114 (etapa S17), e retorna para a etapa S11.

[0098] Se o meio de gravação 108 que pode gravar a quantidade predeterminada ou mais de dados foi carregado no aparelho de captura de imagem, a CPU 105 determina de o modo de disparo de imagem configurado pelo dial de modo 112 é o modo de disparo de imagem estacionária ou o modo de disparo de imagem em movimento (etapa S14). Então, se o modo de disparo de imagem estacionária é configurado, a CPU 105 executa um processo de disparo de imagem estacionaria (etapa S15), e se o modo de disparo de imagem em movimento é configurado, a CPU 105 executa um processo de disparo de imagem em movimento (etapa S16).

[0099] Um processo de disparo de imagem estacionária executado na etapa S15 será agora descrito em detalhes com relação a um fluxograma mostrado na Figura 11. No processo de disparo de imagem estacionária, a CPU 105 espera inicialmente até que o comutador de obturador SW1 é ligado (etapa S21). Quando o comutador de obturador SW1 é ligado, a CPU 105 executa um processo fotométrico no qual o número f e a velocidade do obturador do diafragma 204 da lente de captação de i- magem 202 são determinados usando a informação fotométrica a partir de uma unidade de controle fotométrica (não mostrada). A CPU 105 também executa um processo de ajuste de foco para mover o grupo de lente de ajuste de foco 205 da lente de captação de imagem 202 para focar em um sujeito, usando a informação de detecção de foco a partir da unidade AF 209 (etapa S22).

[0100] Em seguida, a CPU 105 determina se ou não o comutador de obturador SW2 está ligado (etapa S23). Como um resultado, se o comutador de obturador SW2 não está ligado, a CPU 105 determina se ou não o comutador de obturador SW1 está ligado (etapa S24). Se o comutador de obturador SW1 ainda está ligado, a CPU 105 retorna para a etapa S23, na qual a CPU 105 então determina se ou não o comutador de obturador SW2 está ligado. Por outro lado, se o comutador de obturador SW1 não está ligado, a CPU 105 retorna para a etapa S21, na qual a CPU 105 então espera até que o comutador de obturador SW1 seja ligado novamente.

[0101] Se, na etapa S23, a CPU 105 determina que o comutador de obturador SW2 está ligado, a CPU 105 executa um processo de disparo de imagem (etapa S25). Durante o disparo de imagem estacionária, um sinal combinado dos pixels A e B é lido a partir da região inteira do sensor de imagem 101 pelo método de acionamento acima sem detecção de diferença de fase, como mostrado na Figura 8A. Como um resultado, um sinal de carga gerado no pixel inteiro fornecido abaixo de cada microlente 601, que é adequado para a formação de imagem, pode ser emitido.

[0102] Em seguida, a CPU 105 faz com que o DSP 103 execute um processo de revelação do sinal combinado assim obtido (dados de imagem) (etapa S26). A CPU 105 também faz com que o DSP 103 execute um processo de compressão nos dados de imagem nos quais o processo de revelação foi executado, e armazena os dados de imagem nos quais o processo de compressão foi executado em uma região vazia da RAM 107 (etapa S27). Em seguida, a CPU 105 faz com que o DSP 103 leia os dados de imagem armazenados na RAM 107, e executa um processo de gravação no meio de gravação 108 (etapa S28).

[0103] Então, a CPU 105 verifica se o comutador de fonte de alimentação 109 está ligado ou desligado (etapa S29). Se o comutador de fonte de alimentação 109 está ainda ligado, a CPU 105 retorna para a etapa S21, na qual a CPU 105 então prepara para o próximo disparo de imagem. Por outro lado, se o comutador de fonte de alimentação 109 está desligado, a CPU 105 retorna para a etapa S11 da Figura 6, na qual a CPU 105 então espera até que o comutador de fonte de alimentação 109 seja ligado novamente.

[0104] Em seguida, o processo de disparo de imagem em movimento executado na etapa S16 será descrito em detalhes com relação ao fluxograma mostrado na Figura 12. Nota-se que, na primeira modalidade, se o modo de disparo de imagem em movimento é configurado, é executada uma operação de monitoramento na qual o obturador 210 está aberto, e os dados de imagem lidos continuamente a partir do sensor de imagem 101 são revelados e então exibidos na unidade de exibição 114. Também, assume-se que enquanto o comutador de obturador SW2 está ligado, os dados de imagem em movimento continuam a ser gravados no meio de gravação 108. De modo a terminar o modo de disparo de imagem em movimento, o dial de modo 112 é alterado para modos que não o modo de disparo de imagem em movimento, ou o comutador de fonte de alimentação 109 é desligado.

[0105] Inicialmente, a CPU 105 é configurada para o modo de disparo de imagem em movimento selecionado pelo dial de modo 112 (etapa S31), e então abre o espelho principal 207, o subespelho 208, e o obturador de plano focal 210 (etapa S32). Como um resultado, como mostrado na Figura 2B, uma imagem de um sujeito é sempre incidente no sensor de imagem 101.

[0106] Em seguida, a CPU 105 determina se ou não o comutador de obturador SW2 está ligado (etapa S33). Se o comutador de obturador SW2 está ligado, a CPU 105 começa uma operação de gravação de gravar os dados de imagem em movimento no meio de gravação 108 (etapa S35). Por outro lado, se o comutador de obturador SW2 está desligado, então quando a CPU 105 está atualmente executando a operação de gravação de gravar os dados de imagem em movimento no meio de gravação 108, a CPU 105 para a operação de gravação (etapa S34). Assim, a CPU 105 continua a executar o processo de gravar dados de imagem em movimento enquanto o comutador de obturador SW2 está ligado, e para o processo de gravação de dados de imagem em movimento quando o comutador de obturador SW2 está desligado. Nota-se que a CPU 105 pode também parar a operação de gravação quando o tempo predeterminado decorreu ou quando o espaço livre do meio de gravação 108 se tornou pequeno, mesmo quando o comutador de obturador SW2 não está desligado.

[0107] Após a etapa S34 ou S35, a CPU 105 executa ajustamento de exposição de modo a executar a operação de monitoramento de executar repetidamente o monitoramento da exibição de dados de imagem na unidade de exibição 114 (etapa S36). No ajustamento de exposição, a quantidade de exposição é determinada com base nos últimos dados de imagem que foram capturados, e o diafragma 204 da lente de captação de imagem 202 ou o ganho no AFE 102 são configurados de modo que a quantidade de exposição apropriada seja obtida. Nota-se que quando começando o disparo de imagem em movimento, os últimos dados de imagem não existem ainda, e então, o diafragma 204 da lente e o ganho no AFE 102 são configurados para seus valores iniciais.

[0108] Em seguida, na etapa S37, a CPU 105 executa um processo de disparo de imagem. No modo de disparo de imagem em movimento, o acionamento incluindo a detecção de diferença de fase acima é executado. Inicialmente, como descrito com relação às Figuras 8B e 8C, os pixels no sensor de imagem 101 são lidos u- sando o primeiro método de varredura a cada três linhas na direção vertical. Após o fim da varredura usando o primeiro método de varredura, a leitura é executada u- sando o segundo método de varredura de modo a obter um sinal de detecção de diferença de fase. Nota-se que as linhas (segunda região) que são lidas no segundo método de varredura são especificadas dependendo da região de detecção de foco na qual AF é executado.

[0109] O sinal de detecção de diferença de fase lido usando o segundo método de varredura é transferido para a unidade de correção de AF 1009 no DSP 103. Então, a unidade de correção de AF 1009 seleciona os sinais de somente pixels nos quais o filtro G do arranjo de Bayer é fornecido, e executa a correção em uma base pixel a pixel, ou correção correspondente às condições ópticas durante o disparo de imagem.

[0110] Então, o resultado da correção é transferido para a unidade AF 1006. Com base no sinal de pixel A e no sinal de pixel B que são dois tipos de saídas de pixel correspondentes às regiões de pupila diferentes, a diferença de fase é calculada usando cálculo de correlação conhecido ou similar na unidade AF 1006, para e- xecutar uma operação de detecção de foco. A CPU 105 recebe o resultado do cálculo, e controla a posição do grupo de lente de ajuste de foco 205 na lente de captação de imagem 202, executando assim um controle de foco automático (etapa S38).

[0111] Por outro lado, para o sinal combinado obtido a partir do sensor de imagem 101 usando o primeiro método de varredura, a unidade de correção de imagem 1008 corrige digitalmente um erro em sensibilidade ou nível de escuro do sensor de imagem 101 a partir de um estado ideal. Ademais, a unidade de revelação 1001 e- xecuta um processo de correção em um pixel com defeito no sensor de imagem 101, e também executa um processo de revelação (etapa S39). A unidade de compressão 1002 executa um processo de compressão (etapa S40). Se o comutador de obturador SW2 está ligado nesse momento, e a imagem em movimento está sendo gravada, um sinal de imagem comprimida é gravado no meio de gravação 108. Então, esses resultados de processo são exibidos na unidade de exibição 114 usando a unidade de controle de exibição LCD 1005 (etapa S41). Ao executar repetidamente a operação acima em uma taxa de quadros exigida para exibição, uma operação para uma imagem em movimento pode ser alcançada.

[0112] Em seguida, a CPU 105 determina se ou não o comutador de fonte de alimentação 109 está desligado (etapa S42). Se o comutador de fonte de alimentação 109 está desligado, a CPU 105 executa um processo de término de disparo de imagem em movimento (etapa S44), e o processo retorna para a etapa S11 da Figura 12. Por outro lado, se o comutador de fonte de alimentação 109 está ainda ligado (SIM na etapa S42), a CPU 105 verifica o dial de modo 112 (etapa S43). Se o dial de modo 112 está configurado ainda no modo de disparo de imagem em movimento, o processo retorna para a etapa S33. Se o dial de modo 112 foi alterado para o modo de imagem estacionária, a CPU 105 executa o processo de término de disparo de imagem em movimento (etapa S45), e o processo retorna para a etapa S14 da Figura 10.

[0113] No processo de término de disparo de imagem em movimento das etapas S44 e S45, se a operação de gravação está sendo atualmente executada, a operação de gravação é parada, o acionamento do sensor de imagem 101 é parado, e o processo do DSP 103 é parado. Ademais, o obturador de plano focal 210 é fechado, e o espelho principal 207 e o subespelho 208 são movidos para baixo.

[0114] Assim, no modo de disparo de imagem em movimento, uma imagem em movimento pode ser gerada usando um sinal combinado lido usando o primeiro método de varredura enquanto pulando linhas na direção vertical, e uma diferença de fase pode ser calculada usando sinais de detecção de diferença de fase lidos posteriormente usando o segundo método de varredura. Então, durante o disparo de imagem em movimento, repetindo alternadamente o primeiro método de varredura e o segundo método de varredura, um controle de foco automático usando somente a saída do sensor de imagem pode ser alcançado enquanto mantendo a qualidade dos dados de imagem de uma imagem em movimento.

[0115] Assim, os dados de imagem são emitidos em ordem de um sinal combinado para a formação de imagem e um sinal para a detecção de diferença de fase, e então, etapas de processo e um processo de correção dos dados de imagem podem ser separados no tempo. Então, não é mais necessário separar um sinal de detecção de diferença de fase de um sinal de leitura, um para o processo de revelação, e o outro para a unidade AF para o cálculo de detecção de diferença de fase. Também não é mais necessário corrigir um sinal de detecção de diferença de fase de modo a gerar dados de imagem. Então, a eficiência do processo pode ser significativamente aprimorada.

[0116] Também, a leitura do sensor de imagem no modo de disparo de imagem em movimento na primeira modalidade é controlada de modo que quando um sinal combinado para uma imagem em movimento seja lido, um sinal de detecção de diferença de fase não é lido. Então, quando os dados de imagem de uma imagem em movimento são obtidos, não há um risco de uma deterioração na qualidade de imagem devido a um sinal de detecção de diferença de fase. Ademais, a operação de detecção de diferença de fase pode executar a detecção em qualquer região alternando métodos de operação do circuito de varredura vertical.

[0117] Também, na primeira modalidade, no modo de disparo de imagem em movimento, uma imagem em movimento é gerada com base em um sinal combinado lido usando o primeiro método de varredura executado anteriormente, e a informação de foco automático é calculada com base nos sinais de detecção de diferença de fase lidos usando o segundo método de varredura executado posteriormente. Entretanto, a presente invenção não está limitada a esses. A informação de foco automático pode ser calculada com base nos sinais de detecção de diferença de fase lidos usando o segundo método de varredura executado anteriormente, e então, uma imagem em movimento pode ser gerada com base em um sinal combinado lido usando o primeiro método de varredura executado posteriormente. Nesse caso, a informação de foco automático pode ser detectada anteriormente, e então, vantajosamente, a lente pode ser acionada anteriormente. Isso pode ser facilmente alcançado porque a ordem de varredura do circuito de varredura vertical 520 é somente alterada. Também, esses métodos de acionamento executados pela CPU 105 podem ser alternados e configurados em uma base quadro a quadro, por exemplo.

[0118] Como descrito acima, de acordo com a primeira modalidade, uma unidade de pixel incluindo uma pluralidade de unidades de conversão fotoelétricas é fornecida, e uma função é adicionada a um circuito lógico no circuito de varredura vertical, sendo que o método de leitura pode ser alternado entre a leitura dos pixels (A+B) e a leitura ou dos pixels A ou dos pixels B, para cada linha lida. Como um resultado, um sinal de pixel exigido pode ser lido com precisão suficiente para detecção de diferença de fase, sem um aumento na escala de circuito e sem uma redução na qualidade da imagem.

[0119] Também, os sinais de pixel para a detecção de diferença de fase são lidos somente a partir de uma região exigida, e então, não é necessário ler um sinal combinado e um sinal de detecção de diferença de fase a partir de todos os pixels. Como um resultado, o tempo de leitura é significativamente reduzido, sendo que a operação de leitura pode ser executada em velocidade mais alta.

[0120] Também, não é necessário executar a operação de leitura de modo que um sinal de imagem e um sinal de detecção de diferença de fase sejam lidos a partir de todos os pixels somente em linhas especificadas. Então, não é necessário executar um controle complicado de modo que somente as linhas especificadas sejam lidas em um período de varredura horizontal diferente. Como um resultado, um sistema relacionado à técnica pode ser facilmente modificado para alcançar a presente invenção.

[0121] < Segunda Modalidade >

[0122] Em seguida, uma segunda modalidade de acordo com a presente invenção será descrita. Na primeira modalidade, foi descrito que duas linhas são sucessivamente lidas usando o segundo método de varredura, e a detecção de diferença de fase é executada usando um sinal de pixel A emitido a partir de pixels de filtro G na linha que é lida anteriormente, e um sinal de pixel B emitido a partir dos pixels de filtro G na linha que é lida posteriormente. Em contraste a isso, na segunda modalidade, inicialmente, um sinal combinado para dados de imagem é lido a cada cinco linhas, isto é, enquanto quatro linhas são puladas entre cada linha lida, e em seguida, as quatro linhas puladas são sucessivamente lidas. Na última leitura, o sensor de imagem é acionado de modo que um sinal seja lido a partir dos pixels A nas duas linhas que são lidas anteriormente, e um sinal é lido a partir dos pixels B nas duas linhas que são lidas posteriormente, e a detecção de diferença de fase é executada usando toda a informação de pixel do arranjo de filtro Bayer. As Figuras 13A e 13B mostram o conceito de uma imagem lida nesse caso.

[0123] Nota-se que um controle de acionamento para ler um sinal combinado e um controle de acionamento para ler os sinais de detecção de diferença de fase são similares aos descritos na primeira modalidade, e podem ser livremente trocados pelo circuito de varredura vertical.

[0124] A Figura 13A é um diagrama esquemático que mostra linhas de leitura em um caso em que a detecção de diferença de fase é executada na segunda modalidade. Na Figura 13A, as linhas circundadas por um quadro espesso são lidas, e as linhas não circundadas por um quadro espesso são puladas durante a leitura. Especificamente, após a leitura de uma linha V1, o circuito de varredura vertical 520 lê uma linha V2 que é a quinta linha abaixo a partir da linha V1. Em seguida, as linhas V3, V4, V5, V6, V7, V8 e V9 são lidas na mesma taxa de pulo. O processo até este ponto é chamado de um “terceiro método de varredura”.

[0125] Após executar a leitura usando o terceiro método de varredura até a linha V9, o circuito de varredura vertical 520 retorna para a linha a ser lida para uma linha V10, e lê a linha V10 e em seguida, lê sucessivamente as linhas V11, V12 e V13. Então, a linha V5, que já foi lida usando o terceiro método de varredura, é pulada, e as linhas V14 a V17 são então lidas. Em seguida, similarmente, a linha V6, que já foi lida usando o terceiro método de varredura, é pulada, e as linhas V18 a V21 são então lidas. Em seguida, a linha V7, que já foi lida usando o terceiro método de varredura, é pulada, e as linhas V22 a V25 são lidas. O método de acionamento para a linha V10 e as seguintes linhas é chamado de um “quarto método de varredura”.

[0126] Em seguida, a leitura de um pixel em cada linha lida será descrita. No terceiro método de varredura, como descrito acima, um sinal combinado é lido a partir dos pixels A e B em cada linha. As linhas lidas usando o terceiro método de varredura emitem um sinal de carga gerado no pixel inteiro fornecido abaixo de cada microlente 601, que é adequado para a formação da imagem. Então, os dados de imagem podem ser gerados a partir dos sinais combinados das linhas V1 a V9 lidas usando o terceiro método de varredura.

[0127] Nota-se que, na segunda modalidade, a leitura é executada na direção horizontal sem pular, e então, há uma diferença no número de pixels lidos entre a direção horizontal e a direção vertical, de modo que a razão de aspecto da imagem (razão largura/altura) é alterada. Consequentemente, a razão de aspecto pode ser modificada em um estágio subsequente, ou a leitura rápida geral ou leitura rápida de adição pode ser executada na mesma taxa de pulo na direção horizontal. Assim, a razão de aspecto pode ser modificada usando qualquer técnica.

[0128] Em seguida, do grupo de quatro linhas lidas sucessivamente no quarto método de varredura, somente os sinais de pixel dos pixels A são lidos nas duas linhas que são lidas anteriormente, e somente os sinais de pixel do pixel B são lidos nas duas linhas que são lidas posteriormente. A Figura 13B é um diagrama esquemático que mostra um rearranjo de pixels em uma ordem na qual os pixels são processados de acordo com a ordem na qual os pixels foram lidos no modelo acima.

[0129] Como descrito acima, um sinal combinado de pixels A e B é lido nas linhas V1 a V9 usando o terceiro método de varredura, e essa saída pode ser usada para executar a formação de imagem normal. Por outro lado, as linhas V10 a V25 incluem pares de duas linhas sucessivas nas quais somente os pixels A são lidos usando o quarto método de varredura, e pares de duas linhas sucessivas adjacentes nas quais os pixels B são lidos. Ao usar a saída de pixel A e a saída de pixel B dos dois pares de linhas, a detecção de diferença de fase pode ser executada. Como um método para a detecção de diferença de fase nesse caso, tanto o sinal de pixel A quanto o sinal de pixel B incluem, cada um, toda a informação de pixel do arranjo de filtro de Bayer, e então, toda a informação de cor pode ser usada para executar a detecção de diferença de fase.

[0130] Certamente, outros métodos podem ser alcançados somente alterando as configurações do circuito de varredura vertical 520. Enquanto a taxa de pulo na direção vertical do terceiro método de varredura pode ser configurada para 1/5, as duas linhas sucessivas podem ser uma linha na qual os pixels A são lidos e uma linha na qual os pixels B são lidos, no quarto método de varredura, como na primeira modalidade.

[0131] Como descrito acima, de acordo com a segunda modalidade, em adição às vantagens da primeira modalidade, todos os sinais de pixel lidos usando o quarto método de varredura podem ser usados para detecção de diferença de fase. Assim, ao alterar as configurações do circuito de varredura vertical 520, as linhas usadas para a formação de imagem, e as linhas usadas para a detecção de diferença de fase, podem ser configuradas com alta flexibilidade, e então, várias configurações podem ser feitas, dependendo da qualidade de uma imagem, da precisão da detec-ção de diferença de fase, da região de detecção, de uma taxa de leitura combinada (taxa de quadros), ou similares.

[0132] < Variações >

[0133] Em adição à primeira e à segunda modalidade descritas acima, várias outras modalidades podem ser feitas. Várias configurações podem ser feitas, dependendo da qualidade da imagem da região de formação de imagem que é usada na detecção de diferença de fase, a precisão da detecção da diferença de fase, ou similares.

[0134] Também, os pixels do sensor de imagem têm uma configuração similar, exceto pelo filtro de cor. Então, ao mudar a configuração do circuito de varredura vertical 520, qualquer linha pode ser selecionada como uma linha de leitura na qual a detecção de diferença de fase é executada.

[0135] Também, nas modalidades acima, um método para executar a leitura na direção horizontal não foi descrito. Mesmo quando pulando, a adição da mesma cor, ou um processo de média aritmética é executado na direção horizontal, a invenção desta modalidade é aplicável.

[0136] Também, não foi descrito acima que as modalidades são aplicadas a uma imagem estacionária, para a qual todas as linhas são lidas na direção vertical. Entre tanto, quando todas as linhas são lidas, somente o sinal de pixel A pode ser lido somente nas linhas especificadas, e somente o sinal de pixel B pode ser lido em outras linhas especificadas, para a detecção de diferença de fase. Nota-se que, nesse caso, os dados de imagem de uma região usada para a formação de imagem servem tanto como pixels A quanto pixels B. Também, nesse caso, a saída de pixel A e a saída de pixel B são carentes de informação em relação a uma saída original para uma imagem, e então, algum processo de correção precisa ser executado para os pixels durante a formação da imagem. Se tal processo de correção é executado, a presente invenção é também aplicável quando uma imagem estacionária é lida.

[0137] Também, nas modalidades acima, assume-se que o primeiro ou terceiro método de varredura para a formação de imagem e o segundo ou quarto método de varredura para detecção de diferença de fase são invariavelmente executados em combinação. Entretanto, a presente invenção não está limitada a esses. Quando a detecção de diferença de fase não é exigida, somente o primeiro ou o terceiro método de varredura pode ser repetidamente executado. Também, por outro lado, quando um sinal de imagem não é exigido e somente a detecção de diferença de fase é exigida, somente o segundo ou quarto método de varredura pode ser repetidamente executado, o que pode ser facilmente alcançado (quando a leitura dedicada a AF é executada).

[0138] Como para o controle do comutador de transferência no circuito de varredura vertical em cada modo de leitura, qualquer um dos pixels (A+B), a leitura somente dos pixels A, ou a leitura somente dos pixels B pode ser exclusivamente selecionada para cada linha.

[0139] Ademais, nas modalidades descritas até agora, assumiu-se que somente os pixels A ou somente os pixels B são emitidos em cada linha. A presente invenção não está limitada esses. Cada pixel na linha alvo pode ser alternado entre os pixels A e os pixels B. Isso pode ser determinado com base em uma relação de conexão entre o sinal de transferência do sensor de imagem e o comutador de transferência de cada pixel.

[0140] Nas modalidades descritas até agora, como descrito com relação à Figura 5, o sinal de controle ΦTXA_n para a na linha é conectado aos transistores de transferência 507 dos pixels A (501) em todos os pixels da na linha, e o sinal de controle ΦTXBn para a na linha é conectado aos transistores de transferência 508 dos pixels B (502) em todos os pixels da na linha.

[0141] Ao mudar a relação de conexão na mesma linha, cada um de quaisquer pixels pode ser alternado entre os pixels A e os pixels B.

[0142] A Figura 14 mostra essa situação. A Figura 14 mostra esquematicamente a na linha e a (n+1)a linha do sensor de imagem 101. Assumiu-se que tanto a na linha quanto a (n+1)a linha estão em um modo de operação no qual somente ΦPTXA é eficaz. Na técnica relacionada, a saída de pixel A pode ser selecionada tanto na na linha quanto na (n+1)a linha. Entretanto, como mostrado na Figura 14, as linhas aplicando ΦPTXA e ΦPTXB aos transistores de transferência dos pixels são alternadas entre si para cada pixel. Como um resultado, quando ΦPTXA é eficaz, então se ΦPTXA é aplicado aos terminais de porta dos transistores de transferência para os pixels A, a saída de pixel A é transferida, ou então se ΦPTXA é aplicado aos terminais de porta dos transistores de transferência para os pixels B, a saída dos pixels B é transferido. Certamente, quando ambos ΦPTXA e ΦPTXB são simultaneamente eficazes, o resultado da combinação A+B é obtido como na técnica relacionada.

[0143] Assim, ao alternar as linhas para cada pixel, a seleção de pixel com flexibilidade mais alta pode ser alcançada com relação às especificações exigidas de AF.

[0144] Enquanto a presente invenção foi descrita com relação às modalidades exemplificadas, entende-se que a invenção não está limitada às modalidades exemplificadas descritas. O escopo das seguintes reivindicações está de acordo com a interpretação mais ampla de modo a abranger todas tais modificações e estruturas e funções equivalentes.

Claims (11)

1. Aparelho de captura de imagem, caracterizado pelo fato de que compreende: um sensor de imagem incluindo uma região de pixel com uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel disposta em uma matriz, e o dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna; e dispositivo de acionamento configurado para acionar o sensor de imagem usando um primeiro método de acionamento, para linhas a serem lidas da pluralidade de unidades de pixel, de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento enquanto pulando uma pluralidade de linhas entre as linhas a serem lidas, e um segundo método de acionamento de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica para o dispositivo de armazenamento em qualquer uma da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento e ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento em outra da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento.

2. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende: dispositivo de geração configurado para gerar dados de imagem com base no sinal lido usando o primeiro método de acionamento; e dispositivo de detecção de foco configurado para detectar um estado de foco com base nos sinais lidos usando o segundo método de acionamento.

3. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o aparelho de captura de imagem tem ainda modo de disparo de imagem estacionária e um modo de disparo de imagem em movimento, e quando o modo de disparo de imagem estacionária é selecionado, o dispositivo de geração corrige os sinais lidos usando o segundo método de acionamento, e gera dados de imagem usando os sinais corrigidos.

4. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de acionamento determina o número da pluralidade de linhas com base ao menos na qualidade de uma imagem dos dados de imagem gerados pelo dispositivo de geração e na precisão da detecção de diferença de fase.

5. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de linhas é duas linhas, e no segundo método de acionamento, um sinal é lido a partir das primeiras unidades de conversão fotoelétrica de uma linha varrida mais anteriormente das duas linhas para o dispositivo de armazenamento, e um sinal é lido a partir das segundas unidades de conversão fotoelétrica de uma linha varrida mais posteriormente das duas linhas para o dispositivo de armazenamento.

6. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de linhas é quatro linhas, e no segundo método de acionamento, um sinal é lido a partir a partir das primeiras unidades de conversão fotoelétrica de duas linhas varridas mais anteriormente das quatro linhas para o dispositivo de armazenamento, e um sinal é lido a partir das segundas unidades de conversão fotoelétrica das duas linhas varridas mais posteriormente das quatro linhas para o dispositivo de armazenamento.

7. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho de captura de imagem tem um modo de disparo de imagem estacionária e um modo de disparo de imagem em movimento, e o dispositivo de acionamento, quando o modo de disparo de imagem estacionária é selecionado, controla o sensor de imagem usando um terceiro método de acionamento de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento sem pular qualquer unidade de pixel, e quando o modo de disparo de imagem em movimento é selecionado, repete alternadamente o primeiro método de acionamento e o segundo método de acionamento.

8. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que no primeiro método de acionamento, um sinal é lido a partir de uma primeira região predeterminada da região de pixel, e no segundo método de acionamento, os sinais são lidos a partir de uma segunda região que é menor do que a primeira região.

9. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado adicionalmente pelo fato de que compreende dispositivo de configuração para configurar uma região de detecção de foco, onde a segunda região inclui a região de detecção de foco.

10. Aparelho de captura de imagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de imagem é coberto por um filtro de cor tendo um arranjo de Bayer.

11. Método para controlar um aparelho de captura de imagem incluindo um sensor de imagem incluindo uma região de pixel com uma pluralidade de unidades de pixel, cada uma tendo uma primeira unidade de conversão fotoelétrica e uma segunda unidade de conversão fotoelétrica, a pluralidade de unidades de pixel sendo disposta em uma matriz, e o dispositivo de armazenamento configurado para armazenar um sinal lido a partir da região de pixel, um dispositivo de armazenamento fornecido para cada coluna, o método caracterizado pelo fato de que compreende: acionar o sensor de imagem usando um primeiro método de acionamento, para linhas a serem lidas da pluralidade de unidades de pixel, de combinar um sinal da primeira unidade de conversão fotoelétrica e um sinal da segunda unidade de conversão fotoelétrica para cada unidade de pixel e emitir o sinal combinado para o dispositivo de armazenamento enquanto pulando uma pluralidade de linhas entre as linhas a serem lidas, e um segundo método de acionamento de ler um sinal a partir da primeira unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento em qualquer da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento e ler um sinal a partir da segunda unidade de conversão fotoelétrica de cada unidade de pixel para o dispositivo de armazenamento em outra da pluralidade de linhas puladas no primeiro método de acionamento.