CN109328457A - 摄像装置及摄像装置的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明减少了用于检测是否存在事件的摄像装置的功耗。在像素阵列单元中设置有多个传输晶体管，所述传输晶体管用于将电荷从互不相同的光电转换器件传输至浮动扩散层。扫描电路在用于进行像素相加的像素相加模式下同时控制多个传输晶体管传输电荷，并在不进行像素相加的正常模式下顺序地控制多个传输晶体管传输电荷。事件检测单元基于相加信号来检测是否存在预定事件并生成检测结果，所述预定事件是在正常模式下生成的模拟信号。模式控制单元基于检测结果将模式设定至像素相加模式或正常模式。

Description

摄像装置及摄像装置的控制方法
技术领域
本技术涉及摄像装置以及摄像装置的控制方法。详细地，本技术涉及用于检测是否存在诸如被摄体的移动等事件的摄像装置以及摄像装置的控制方法。
背景技术
按照惯例，通过图像处理检测是否存在诸如被摄体的移动等事件的摄像装置被广泛用于诸如测量、交通和预防犯罪等领域中。例如，已经提出一种摄像装置，其以恒定的摄像间隔拍摄多个图像数据(帧)，并根据当前帧的亮度的积分值与前一帧的亮度的积分值之间的差来检测是否存在事件(例如，见专利文献1)。例如，该摄像装置用于在事件发生之前不在存储器中记录帧并且在事件发生时开始记录帧以节省存储器容量的应用等。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2004-274533号
发明内容
本发明要解决的问题
在上述摄像装置中，从提高帧的图像质量的角度来看，在事件检测之前和之后，在没有像素相加的情况下拍摄帧。然而，当在没有像素相加的情况下进行摄像时，与像素相加的情况相比，存在模数(analog-to-digital，AD)转换的次数增加以及功耗增大的难题。如果通过像素相加降低帧的分辨率，则能够使AD转换的次数更小，从而减少功耗，但是，由于在事件检测之后要记录的帧的图像质量劣化，因此这是不期望的。
本技术是鉴于上述情况而作出的，并且本技术的目的是为了降低用于检测是否存在事件的摄像装置中的功耗。
解决问题的方法
本技术是为了消除上述难题而作出的，并且本技术的第一方面是摄像装置及其控制方法，所述摄像装置包括：像素阵列单元，其设置有多个传输晶体管，所述多个传输晶体管用于将来自于互不相同的光电转换器件的电荷传输至浮动扩散层；扫描电路，其在进行像素相加的像素相加模式下同时控制多个传输晶体管传输电荷，并且在不进行像素相加的正常模式下顺序地控制多个传输晶体管传输电荷；事件检测单元，其基于相加信号来检测是否存在预定事件，所述相加信号是在像素相加模式中生成的模拟信号，并生成检测结果；以及模式控制单元，其基于检测结果设置像素相加模式或正常模式。这产生的效果是，基于对事件的检测结果来设置像素相加模式或正常模式。
此外，在所述第一方面中，还可以包括模数转换单元，所述模数转换单元用于对相加信号进行模数转换，从而将其作为相加数据输出。这产生的效果是，对相加信号进行模数转换。
此外，在所述第一方面中，可以在像素阵列单元中布置预定数量的浮动扩散层，并且还可以包括曝光控制单元，所述曝光控制单元基于对所述预定数量的相加信号进行积分而获得的亮度积分数据来控制像素阵列单元的曝光量。这产生的效果是，基于所述亮度积分数据控制曝光量。
此外，在所述第一方面中，所述事件检测单元可以将是否存在所述被摄体的移动作为是否存在所述预定事件来检测。这产生的效果是，基于针对是否存在所述被摄体的移动的检测结果设定像素相加模式或正常模式。
此外，在所述第一方面中，所述事件检测单元可以包括：亮度积分数据保持单元，其用于保持作为过去的积分数据的亮度积分数据；以及运动检测单元，其用于根据新的亮度积分数据与过去的积分数据之间的差值是否超过预定阈值来检测是否存在所述被摄体的移动。这产生的效果是，根据新的亮度积分数据与过去的积分数据之间的差值来检测是否存在所述被摄体的移动。
此外，在所述第一方面中，所述事件检测单元还可以包括：相加数据保持单元，其用于保持作为过去的相加数据的所述预定数量的相加数据；以及差分获取单元，其用于获取新的相加数据和与所述新的相加数据对应的过去的相加数据之间的差值，并生成对应于所述差值的权重，而且所述亮度积分数据可以是所述相加数据和与该相加数据对应的权重的加权相加值。这产生的效果是，基于相加数据和与所述相加数据对应的权重的加权相加值来控制曝光量。
此外，在所述第一方面中，所述像素阵列单元可以在正常模式下生成包括模拟信号的图像信号，并且模式控制单元可以在检测到预定事件已经发生的情况下设定所述正常模式，并且可以在生成一定数量的图像信号的情况下设定所述像素相加模式。这产生的效果是，在生成一定数量的图像信号的情况下设定所述像素相加模式。
此外，在所述第一方面中，可以在所述固态摄像器件中布置像素阵列单元、扫描电路、事件检测单元和模式控制单元。这产生的效果是，利用所述固态摄像器件检测事件。
此外，在所述第一方面中，可以在所述固态摄像器件中布置像素阵列单元和扫描电路，并且可以在所述固态摄像器件外部布置事件检测单元和模式控制单元。这产生的效果是，在所述固态摄像器件外部检测事件。
本发明的效果
根据本技术，能够实现如下优异效果：能够降低在用于检测是否存在事件的摄像装置中的功耗。注意，这里说明的效果不一定是限制性的，并且可以应用本公开中说明的任何效果。
附图说明
图1是示出根据本技术的第一实施例的摄像装置的构成例的框图。
图2是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像器件的构成例的框图。
图3是示出根据本技术的第一实施例的像素阵列单元的构成例的平面图。
图4是示出根据本技术的第一实施例的像素块的构成例的电路图。
图5是示出根据本技术的第一实施例的事件检测单元的构成例的框图。
图6是示出根据本技术的第一实施例的模式控制单元的构成例的框图。
图7是示出根据本技术的第一实施例的模式信号生成单元的动作示例的图。
图8是根据本技术的第一实施例的摄像装置的状态转换图的示例。
图9是示出根据本技术的第一实施例的AD转换单元的构成例的框图。
图10是示出根据本技术的第一实施例的数字信号处理(digital signalprocessing，DSP)电路的构成例的框图。
图11是示出根据本技术的第一实施例的被摄体图像的示例的图。
图12是示出根据本技术的第一实施例的相加数据和权重的分布的示例的图。
图13是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像器件在像素相加模式下的动作的示例的时序图。
图14是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像器件在正常模式下的动作的示例的时序图。
图15是示出根据本技术的第一实施例的摄像装置的动作的示例的时序图。
图16是示出根据本技术的第二实施例的固态摄像器件的构成例的框图。
图17是示出根据本技术的第二实施例的DSP电路的构成例的框图。
图18是示出根据本技术的第三实施例的事件检测单元的构成例的框图。
图19是示出根据本技术的第三实施例的权重的分布的示例的图。
具体实施方式
下面将说明本技术的实施方式(以下，称为实施例)。将按以下顺序进行说明。
1.第一实施例(在检测到事件之前执行像素相加的示例)
2.第二实施例(在DSP电路检测到事件之前执行像素相加的示例)
3.第三实施例(在检测到事件之前执行像素相加并且被摄体移动区域被重点测光的示例)
<1.第一实施例>
[摄像装置的构成例]
图1是示出根据本技术的第一实施例的摄像装置100的构成例的框图。该摄像装置100包括光学单元110、固态摄像器件200、DSP电路120、显示单元130、操作单元140、总线150、电源单元160、记录单元170和帧存储器180。假设将具有摄像功能的信息处理设备或智能电话、数码相机等作为摄像装置100。
光学单元110收集来自被摄体的入射光，并将收集的入射光引导到固态摄像器件200。例如，光学单元110由多个透镜、光圈和快门等构成。
固态摄像器件200对入射光进行光电转换，从而获取图像数据。该固态摄像器件200将所生成的图像数据(帧)提供给DSP电路120。
DSP电路120对来自固态摄像器件200的帧执行预定的数字信号处理。例如，执行各种数字信号处理，包括去马赛克处理、白平衡处理、滤波处理等。在这些处理中，DSP电路120使帧存储器180根据需要保持帧。然后，DSP电路120将处理后的帧输出到显示单元130和记录单元170。
显示单元130显示帧等。操作单元140根据用户的操作生成操作信号。
总线150是固态摄像器件200、DSP电路120、显示单元130、操作单元140、电源单元160、记录单元170和帧存储器180彼此交换数据的公共路径。
电源单元160向摄像装置100中的电路供电。记录单元170记录帧。帧存储器180保持帧。
注意，尽管光学单元110、固态摄像器件200、DSP电路120、显示单元130、操作单元140、总线150、电源单元160、记录单元170和帧存储器180设置在同一装置中，但是这些部件也可以以分散的方式设置在多个装置中。例如，可以在摄像装置中布置光学单元110和固态摄像器件200，而可以在信息处理装置中布置DSP电路120等。
[固态摄像器件的构成例]
图2是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像器件200的构成例的框图。该固态摄像器件200包括行扫描电路210、像素阵列单元220、时序控制单元211、AD转换单元260、列扫描电路212、开关213、曝光控制单元270、事件检测单元280和模式控制单元290。
此外，在像素阵列单元220中，多个像素以二维点阵图案布置。以下，在预定方向(例如，水平方向)上布置的一组像素被称为“行”，并且在垂直于所述行的方向上布置的一组像素被称为“列”。
时序控制单元211控制行扫描电路210、AD转换单元260和列扫描电路212的动作时序。预定频率fVSYNC(例如，30Hz)的垂直同步信号VSYNC经由总线150输入到时序控制单元211。该垂直同步信号VSYNC由锁相环(未示出)、DSP电路120等生成。
时序控制单元211与垂直同步信号VSYNC同步地产生指示行扫描电路210、AD转换单元260和列扫描电路212的各个相应操作时序的时序信号，并将相应的时序信号提供给每个部件。
行扫描电路210驱动像素生成具有曝光量的电平的模拟信号。曝光控制信号和模式信号MODE被输入到该行扫描电路210。曝光控制信号是用于控制曝光时间的信号。同时，模式信号MODE是指示执行像素相加的像素相加模式或不执行像素相加的正常模式的信号。
在像素相加模式下，行扫描电路210控制像素阵列单元220通过像素相加产生模拟相加信号。同时，在正常模式下，行扫描电路210控制像素阵列单元220针对每个像素产生模拟像素信号。注意，行扫描电路210是权利要求中描述的扫描电路的示例。
AD转换单元260对来自像素阵列单元220的模拟信号(相加信号或像素信号)进行AD转换。AD转换单元260对相加信号进行AD转换以生成相加数据，并对像素信号进行AD转换以生成像素数据。然后，AD转换单元260将生成的数据(相加数据或像素数据)提供到开关213。
这里，在1/fVSYNC的周期内生成的相加数据的数量由图像数据的分辨率和相加单位决定。例如，在行数为I，列数为J，并且对每8个像素进行相加的情况下，在摄像间隔T(＝1/fVSYNC)内生成的相加数据的个数M由下式表示。这里，I、J和M都是整数。注意，相加单位并不限于8个像素，并且还可以是四个像素等。
M＝(I×J)/8
开关213根据模式信号MODE切换来自AD转换单元260的数据的输出目的地。在像素相加模式下，该开关213将来自AD转换单元260的相加数据提供给事件检测单元280。同时，在正常模式下，开关213将包括像素数据的图像数据从AD转换单元260提供到DSP电路120作为RAW图像数据。
事件检测单元280基于相加数据检测是否存在预定事件，从而生成检测结果DET。例如，被摄体的移动被检测作为事件。此外，事件检测单元280将M个相加数据积分以作为亮度积分数据提供给曝光控制单元270。该亮度积分数据表示整个图像的测光量。
曝光控制单元270基于亮度积分数据(测光量)来控制像素阵列单元220的曝光量。该曝光控制单元270将亮度积分数据转换成曝光值EV(exposure value)，并例如通过下式计算出曝光时间。然后，曝光控制单元270生成用于控制算出的曝光时间的曝光控制信号，并将生成的曝光控制信号提供给行扫描电路210。
EV＝AV+TV
在上式中，AV表示F值的对数，并且TV表示曝光时间的对数。
注意，尽管曝光控制单元270控制曝光时间，但是还可以控制光圈而不是曝光时间。
模式控制单元290设置像素相加模式或正常模式。当用户进行预定操作时，该模式控制单元290首先将模式信号MODE设置为像素相加模式。该模式信号MODE被提供给行扫描电路210和开关213。
然后，当在设定的像素相加模式期间发生预定事件时，模式控制单元290将模式信号MODE设置为正常模式。接着，当在正常模式期间获取一定数量的图像数据时，模式控制单元290将模式信号MODE设置为像素相加模式。
如前所述，在正常模式中，由于对每个像素进行AD转换，因此，通过I×J次得到AD转换次数。另一方面，在像素相加模式下，对像素相加的每个相加单元执行AD转换。因此，在每8个像素相加的情况下所需的AD转换次数仅为(M×N)/8次。此外，在正常模式下，在后级处由DSP电路120执行图像处理，但在像素相加模式下，相加数据不被输出到DSP电路120，并且不执行图像处理。如上所述，由于AD转换的次数较少，并且用于图像处理的处理量减少，因此，与正常模式相比，摄像装置100在像素相加模式下的功耗降低。
然后，在检测到事件之前，摄像装置100以像素相加模式工作，并且当检测到事件时，摄像装置100转换到正常模式。因此，不管事件是否存在，与摄像装置100在不进行像素相加而是一直工作的情况下(换句话说，在正常模式下)相比，能够降低摄像装置100的功耗。
例如，假设在像素相加模式下的功耗为每小时1.5毫瓦(mW)，并且在正常模式下的功耗为每小时34.8毫瓦(mW)。此外，假设垂直同步信号VSYNC的频率fVSYNC为30赫兹(Hz)，并且在正常模式下在一小时内获取60个图像数据。在这种情况下，摄像装置100每小时的功耗可以通过下式计算出来。
34.8(mW)×60/{30(Hz)×3600(秒)}
+1.5(mW)×(30×3600-60)/{30(Hz)×3600(秒)}
≈1.52(mW)
以这种方式，与总是在正常模式下工作的情况下的值(34.8mW)相比，可以大大降低功耗。
[像素阵列单元的构成例]
图3是示出根据本技术的第一实施例的像素阵列单元220的构成例的平面图。在该像素阵列单元220中，多个像素块230以二维点阵图案布置。每个像素块230设置有多个像素(例如，8个像素)。
以下，在预定方向(例如，水平方向)上排布的一组像素块230被称为“块行”并且在垂直于块行的方向上排布的一组像素块230被称为“块列”。
此外，针对每个块行布置10条水平信号线，并且针对每个块列布置一条垂直信号线229。每行的十条水平信号线中的一条信号线发送复位信号RSTi(i是从0至I-1的整数)，另一条信号线发送选择信号SELi，并且其余8条信号线发送传输信号TRGi0至TRGi7。
水平信号线连接到相应块行中的像素块230和行扫描电路210。同时，垂直信号线229连接到相应块列中的像素块230和AD转换单元260。
[像素块的构成例]
图4是示出根据本技术的第一实施例的像素块230的构成例的电路图。该像素块230包括传输晶体管231、232、235、236、242、243、247和248以及光电转换器件233、234、237、238、245、246、249和250。像素块230还包括复位晶体管239、浮动扩散层240、放大晶体管241和选择晶体管244。
光电转换器件233、234、237、238、245、246、249和250对入射光进行光电转换以产生电荷。这些光电转换器件连接到互不相同的传输晶体管。
传输晶体管231、232、235、236、242、243、247和248根据传输信号TRGi0至TRGi7将电荷从相应的光电转换器件传输至浮动扩散层240。浮动扩散层240累积电荷以产生根据累积的电荷量的电压。
复位晶体管239根据复位信号RSTi将浮动扩散层240中的电荷扫至电源，从而初始化电荷量。
放大晶体管241放大来自浮动扩散层240的电压信号。选择晶体管244根据选择信号SELi将放大晶体管241放大的信号作为像素信号输出到垂直信号线229。
在正常模式下，行扫描电路210顺序地选择像素行，并提供与选择的行对应的复位信号RSTi以开始该行的曝光。此外，行扫描电路210提供与选择的行对应的选择信号SELi。然后，当经过了设定的曝光时间时，行扫描电路210提供相应的传输信号TRG0i以终止曝光。当从前一行开始经过了特定时间段时，开始该行的各个曝光动作。
同时，在像素相加模式下，行扫描电路210顺序地选择块行，并提供与选择的块行对应的复位信号RSTi从而开始块行的曝光。此外，行扫描电路210提供与选择的块行对应的选择信号SELi。然后，当经过了设定的曝光时间时，行扫描电路210提供与选择的块行对应的传输信号TRG0i从而终止曝光。当从前一个块行开始经过了特定时间段时，开始所述块行的各个曝光动作。通过该控制，以像素块230(8个像素)为单位执行像素相加。
如上所述，在正常模式下，以像素行为单位执行曝光，而在像素相加模式下，以块行为单位顺序执行曝光。
[事件检测单元的构成例]
图5是示出根据本技术的第一实施例的事件检测单元280的构成例的框图。该事件检测单元280包括权重保持单元281、积分单元282、亮度积分数据保持单元283、差分计算单元284和比较单元285。
权重保持单元281针对每一个相加数据保持用于乘以一个相加数据的权重。例如，针对中心附近的一个相加数据，设定具有比周围的值更大的值的权重。具有这种设置的测光法被称为中心加权测光法。注意，摄像装置100可以执行除了中心加权测光法之外的其它测光技术，例如多区域测光或点测光。
积分单元282对M个相加数据进行积分。在积分中，积分单元282从权重保持单元281读取权重，并根据用户的设置执行加权相加。积分单元282将进行了加权相加的数据作为亮度积分数据提供给差分计算单元284、亮度积分数据保持单元283和曝光控制单元270。
亮度积分数据保持单元283保存作为过去亮度积分数据的亮度积分数据。
差分计算单元284计算来自积分单元282的当前亮度积分数据与来自亮度积分数据保持单元283的过去亮度积分数据之间的差值。差分计算单元284将计算的差值提供给比较单元285。
比较单元285将该差值与预定阈值进行比较。该比较单元285将比较结果作为检测结果DET提供给模式控制单元290。例如，在该差值超过预定阈值的情况下，检测到被摄体中存在移动(换句话说，存在事件)，并且，在该差值未超过预定阈值的情况下，检测到被摄体中不存在移动。注意，比较单元285是权利要求中描述的运动检测单元的示例。
另外，尽管权重保持单元281和积分单元282布置在事件检测单元280中，但是这些部件也可以布置在曝光控制单元270中。在这种情况下，事件检测单元280从曝光控制单元270接收亮度积分数据。
此外，尽管事件检测单元280根据当前亮度积分数据与过去亮度积分数据之间的差值来检测是否存在被摄体的移动，但是事件检测单元280不限于该配置。例如，事件检测单元280可以使用背景扣除法或比较过去帧和当前帧的帧扣除法等来检测是否存在被摄体的移动，在背景扣除法中，获取M个相加数据作为帧而不对这些相加数据进行积分并且将该帧与背景帧进行比较。
此外，尽管事件检测单元280检测被摄体的移动作为事件，但是只要可以使用相加数据检测事件，待检测的事件就不限于被摄体的移动。例如，事件检测单元280可以执行图像识别以检测是否存在特定被摄体(例如人)。
此外，当事件检测单元280检测到摄像装置100中没有移动时，模式控制单元290可以将模式转换到像素相加模式。可替代地，事件检测单元280可以聚焦于图像的一部分而不是整个图像上，以检测在图像的该部分中是否存在变化。另外，事件检测单元280可以通过对每种颜色的亮度数据进行积分来检测特定颜色有无变化。可替代地，事件检测单元280可以通过背景扣除法、帧减法等计算出移动体的移动速度，以检测计算出的速度是否超过一定速度。
[模式控制单元的构成例]
图6是示出根据本技术的第一实施例的模式控制单元290的构成例的框图。该模式控制单元290包括模式信号生成单元291和计数器292。
计数器292与垂直同步信号VSYNC同步地对计数器值CNT进行计数。此外，计数器292根据复位信号RST将计数器值CNT改变为初始值。
模式信号生成单元291基于检测结果DET和计数器值CNT生成模式信号MODE。该模式信号生成单元291将生成的模式信号MODE提供给行扫描电路210和开关213。
图7是示出根据本技术的第一实施例的模式信号生成单元291的动作的示例的图。例如，在像素相加模式下设置“0”作为模式信号MODE，并且在正常模式下设置“1”作为模式信号MODE。此外，在检测结果DET中，例如，在没有事件的情况下设置“0”，并且在事件发生的情况下设置“1”。
当模式信号MODE为“0”(像素相加模式)同时检测结果DET变为“1”(有事件)时，模式信号生成单元291将“1”(正常模式)设置为模式信号MODE，并且将计数器值CNT初始化为“0”。
此外，当计数器值CNT变为等于或大于N(N是整数)同时模式信号MODE为“1”(正常模式)时，模式信号生成单元291将“0”(像素相加模式)设置为模式信号MODE。注意，当计数器值CNT为N时(换句话说，当拍摄N个图像时)，固态摄像器件200从正常模式转换到像素相加模式，但是固态摄像器件200可以通过来自固态摄像器件200外部的微型计算机等的触发信号(而不是拍摄的图像数量)而转换到像素相加模式。例如，该触发信号是根据正常模式下拍摄的图像的分析结果、用户的操作等而生成的。
图8是根据本技术的第一实施例的摄像装置100的状态转换图的示例。摄像装置100的状态分为三种状态，即，初始状态610、像素相加模式620和正常模式630。初始状态610是固态摄像器件200停止工作的状态，而像素相加模式620是固态摄像器件200正在工作并执行像素相加的状态。此外，正常模式630是固态摄像器件200正在工作并且在不执行像素相加的情况下进行摄像的状态。
在初始状态610下，当进行用于开始预定应用的开始操作时，摄像装置100使固态摄像器件200工作并转换到像素相加模式620。
在像素相加模式620下，摄像装置100与垂直同步信号VSYNC同步地通过像素相加获取亮度积分数据。然后，摄像装置100根据该亮度积分数据检测是否存在事件。在发生事件的情况下，摄像装置100转换到正常模式630。
在正常模式630下，摄像装置100在不执行像素相加的情况下获取图像数据，在拍摄N个图像之后，转换到像素相加模式620。此外，在像素相加模式620和正常模式630下，当进行用于终止应用的预定终止操作时，摄像装置100使固态摄像器件200停止工作，并转换到初始状态610。
[AD转换单元的构成例]
图9是示出根据本技术的第一实施例的AD转换单元260的构成例的框图。在该AD转换单元260中，针对每个块列设置AD转换器261。
AD转换器261经由垂直信号线229从对应的块列获取模拟信号，并且与预定的时钟信号CLK同步地执行AD转换。该AD转换器261在列扫描电路212的控制下将经过AD转换的数据输出到开关213。
[DSP电路的构成例]
图10是示出根据本技术的第一实施例的DSP电路120的构成例的框图。该DSP电路120包括去马赛克处理单元121和后期处理单元122。
去马赛克处理单元121对固态摄像器件200的RAW图像数据进行去马赛克处理。这里，去马赛克处理是从每个像素的周边插入红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)这三种颜色中缺失的颜色的处理。去马赛克处理单元121将去马赛克处理之后的图像数据作为YC图像数据提供给后期处理单元122。
后期处理单元122对YC图像数据执行各种图像处理，例如白平衡处理和滤波处理。该后期处理单元122经由总线150将处理后的YC图像数据输出到显示单元130和记录单元170。
图11是示出根据本技术的第一实施例的被摄体图像500的示例的图。如图11所示，跑步的人作为被摄体出现。
图12是示出根据本技术的第一实施例的相加数据和权重的分布的示例的图。在图12中，a示出了由基于被摄体图像500生成的M个相加数据构成的亮度分布数据510的示例。在图12中，b示出了权重分布的示例。此外，图12中由虚线界定的每个部分表示与像素块对应的区域。
针对每个像素块，固态摄像器件200基于一个像素块的相加信号生成相加数据。例如，从左上像素块的相加信号生成相加数据B00，并且从与左上像素块相邻的两个像素块的相加信号生成相加数据B01和相加数据B10。
此外，将比周围的值更大的值设为靠近中心的权重。然后，通过相加数据和对应于该相加数据的权重之间的加权相加来计算亮度积分数据。例如，将相加数据B00乘以相应的权重W00。将相加数据B01乘以权重W01，并且将相加数据B10乘以权重W10。
图13是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像器件200在像素相加模式下的动作的示例的时序图。假设，在T0时刻处设定像素相加模式。
行扫描电路210在预定脉冲周期内将对应于第零个块行的复位信号RST0控制为高电平。通过该控制，开始第零个块行的曝光。然后，在经过了一定曝光时间的时刻T1处，行扫描电路210在脉冲周期内将对应于第零个块行的所有传输信号TRG00至TRG07控制为导通(ON)状态。通过该控制，终止第零个块行的曝光。
此外，行扫描电路210在从时刻T0至时刻T2的时段期间将对应于第零个块行的选择信号SEL0控制为导通(ON)状态。通过该控制，读取第零个块行的相加信号。
在时刻T2之后，顺序执行第一和后续的块行的曝光和读取。在每个块行中，当从前一个块行的曝光和读取起经过了一段时间的时候，开始曝光和读取。然后，与垂直同步信号VSYNC同步地多次执行所有块行的读取。
图14是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像器件200在正常模式下的动作的示例的时序图。假设在时刻T0之后的时刻T10处检测到事件并且设定正常模式。
行扫描电路210在预定脉冲周期内将对应于第0行像素的复位信号RST0控制为高电平。通过该控制，第0行中的一些像素开始曝光。然后，在经过了一定曝光时间的时刻T11处，行扫描电路210在脉冲周期内将对应于第0行的传输信号TRG00控制为导通(ON)状态。通过该控制，第0行中的一些像素终止曝光。
然后，在时刻T12处，行扫描电路210再次在预定脉冲周期内将复位信号RST0控制为高电平，并且，在曝光周期过去之后的时刻T13处，在脉冲周期内将传输信号TRG01控制为导通(ON)状态。通过该控制，第0行中的剩余像素曝光。
此外，在从T0时刻开始直到第0行至第3行被读取的期间内，行扫描电路210将对应于这些行的选择信号SEL0控制为导通ON状态。
在时刻T13之后，顺序执行第1行和后续行的曝光和读取。在每行中，从前一行的曝光和读取开始经过一段时间后，开始曝光和读取。然后，与垂直同步信号VSYNC同步地多次执行所有行的读取.
[摄像装置的动作的示例]
图15是示出根据本技术的第一实施例的摄像装置100的动作的示例的流程图。例如，当执行预定的应用时，该动作开始。
首先，将摄像装置100转换到像素相加模式(步骤S901)，并通过像素相加获取亮度积分数据(步骤S902)。然后，基于获取的亮度积分数据，摄像装置100判定是否已经发生预定事件(步骤S903)。在没有发生事件的情况下(步骤S903：否)，摄像装置100重复执行步骤S902和后续步骤。
另一方面，在发生了事件的情况下(步骤S903：是)，摄像装置100转换到正常模式，并将计数器值CNT初始化为“0”(步骤S904)。然后，摄像装置100在不进行像素相加的情况下获取图像数据，并且递增计数器值CNT(步骤S905)。摄像装置100判定计数器值CNT是否等于或大于N(步骤S906)。在计数器值CNT小于N的情况下(步骤S906：否)，摄像装置100重复执行步骤S905和后续步骤。
另一方面，在计数器值CNT等于或大于N的情况下(步骤S906：是)，摄像装置100重复执行步骤S901和后续步骤。
如上所述，根据本技术的第一实施例，由于在检测到事件之前固态摄像器件200通过像素相加生成相加数据，因此，与在不进行像素相加的情况下一直进行摄像的情况相比，能够降低功耗。
<2.第二实施例>
在上述第一实施例中，固态摄像器件200执行曝光控制和事件检测。然而，从减少固态摄像器件200的处理量的角度来看，可以采用以下配置，其中，这些处理通过固态摄像器件200外部的部件(例如，DSP电路120)来执行。根据第二实施例的这种摄像装置100与第一实施例的不同之处在于，通过固态摄像器件200外部的电路执行曝光控制和事件检测。
图16是示出根据本技术的第二实施例的固态摄像器件200的构成例的框图。第二实施例的该固态摄像器件200与第一实施例的不同之处在于，固态摄像器件200不包括开关213、曝光控制单元270、事件检测单元280和模式控制单元290。
图17是示出根据本技术的第二实施例的DSP电路120的构成例的框图。第二实施例的该DSP电路120与第一实施例的DSP电路的不同之处在于，DSP电路120还包括开关123、曝光控制单元124、事件检测单元125和模式控制单元126。
在DSP电路120中的开关123、曝光控制单元124、事件检测单元125和模式控制单元126具有与第一实施例的开关213、曝光控制单元270、事件检测单元280和模式控制单元290类似的构成。注意，虽然曝光控制单元124、事件检测单元125和模式控制单元126布置在DSP电路120中，但是这些部件也可以布置在除了DSP电路120之外的电路中，只要该电路位于固态摄像器件200外部即可。
如上所述，根据本技术的第二实施例，由于曝光控制单元124和事件检测单元125设置在DSP电路120中，因此，与这些部件设置在固态摄像器件200中的情况相比，能够减少固态摄像器件200的处理量。
<3.第三实施例>
在上述第一实施例中，先前设定的区域(例如，中心附近的区域)被重点测光。然而，在被摄体正在移动的情况下，可能无法获得适当的测光量。在这种情况下，希望对被摄体移动的区域进行重点测光。根据第三实施例的这种摄像装置100与第一实施例的摄像装置的不同之处在于，对被摄体移动的区域进行重点测光。
图18是示出根据本技术的第三实施例的事件检测单元280的构成例的框图。根据第三实施例的该事件检测单元280与第一实施例的事件检测单元的不同之处在于，事件检测单元280还包括相加数据保持单元286、差分计算单元287和权重保持单元288。
相加数据保持单元286保持M个相加数据作为过去的相加数据。
差分计算单元287针对每个像素块计算来自开关213的当前相加数据与相加数据保持单元286中的相应的相加数据之间的差值。在像素块的数量为M的情况下，计算M个差值。差值越大(从不同的角度看，即运动越大)，差分计算单元287生成越大值的权重，并且将生成的权重保存在权重保持单元288中。权重保持单元288保存由差分计算单元287生成的权重。注意，差分计算单元287是权利要求中描述的差分获取单元的示例。
此外，第三实施例的积分单元282在第一次测光中根据权重保持单元281内的权重进行加权相加，并且在第二次以及后续的测光中根据权重保持单元288内的权重进行加权相加。
图19是示出根据本技术的第三实施例的权重的分布的示例的图。在图19中，亮区表示被摄体移动的区域。摄像装置100将被摄体移动的区域的权重(例如，W24)设定为大于其他区域的权重(例如，W00)的值。利用该设置，摄像装置100能够对被摄体移动的区域进行重点测光，并将曝光量控制为适当的量。
如上所述，根据本技术的第三实施例，由于摄像装置100使用根据当前的相加数据与过去的相加数据之间的差值的权重进行加权相加，因此，可以对被摄体移动的区域进行重点测光。
注意，上述实施例示出了用于实施本技术的示例，并且实施例中的事项与权利要求中的发明特定事项分别具有对应关系。同样地，权利要求中的发明特定事项和本技术的实施例中用与权利要求中相同的名称表示的事项分别具有对应关系。然而，本技术不限于这些实施例，并且可以通过在不脱离其主旨的情况下对实施例进行各种修改来实现。
此外，以上实施例中描述的处理过程可以被视为具有这一系列过程的方法，另外，可以被视为用于使计算机执行这一系列过程的程序，或者可以被视为存储该程序的记录介质。作为该记录介质，例如，能够使用光盘(CD：compact disc)、迷你盘(MD：mini disc)、数字通用盘(DVD：digital versatile disc)、存储卡、蓝光(Blu-ray，注册商标)盘等。
注意，本说明书中描述的效果仅仅作为示例，并且不被认为是受限制的。可以还存在其它效果。
注意，本技术还能够如下构成。
(1)一种摄像装置，其包括：
像素阵列单元，所述像素阵列单元设置有多个传输晶体管，所述多个传输晶体管用于将来自互不相同的光电转换器件的电荷传输至浮动扩散层；
扫描电路，所述扫描电路在进行像素相加的像素相加模式下同时控制所述多个传输晶体管传输所述电荷，并且在不进行像素相加的正常模式下顺序地控制所述多个传输晶体管传输所述电荷；
事件检测单元，所述事件检测单元基于相加信号检测是否存在预定事件并且生成检测结果，所述相加信号是在所述像素相加模式下生成的模拟信号；以及
模式控制单元，所述模式控制单元基于所述检测结果设定所述像素相加模式或所述正常模式。
(2)根据上面(1)所述的摄像装置，其还包括模数转换单元，所述模数转换单元对所述相加信号进行模数转换并且作为相加数据输出。
(3)根据上面(2)所述的摄像装置，其中
在所述像素阵列单元中布置有预定数量的所述浮动扩散层，
所述摄像装置还包括曝光控制单元，所述曝光控制单元基于亮度积分数据来控制所述像素阵列单元的曝光量，所述亮度积分数据是通过对所述预定数量的所述相加数据进行积分而获得的。
(4)根据上面(3)所述的摄像装置，其中
所述事件检测单元将是否存在被摄体的移动作为是否存在所述预定事件来进行检测。
(5)根据上面(4)所述的摄像装置，其中
所述事件检测单元包括：
亮度积分数据保持单元，其保持所述亮度积分数据作为过去的积分数据；以及
运动检测单元，其根据新的亮度积分数据与所述过去的积分数据之间的差值是否超过预定阈值来检测是否存在所述被摄体的移动。
(6)根据上面(5)所述的摄像装置，其中
所述事件检测单元还包括：
相加数据保持单元，其保持所述预定数量的相加数据，作为过去的相加数据；以及
差分获取单元，其获取新的相加数据和与所述新的相加数据对应的所述过去的相加数据之间的差值，并生成对应于所述差值的权重，并且
所述亮度积分数据是所述相加数据和与所述相加数据对应的所述权重的加权相加值。
(7)根据上面的(1)至(6)中任一项所述的摄像装置，其中
所述像素阵列单元在所述正常模式下生成包括所述模拟信号的图像信号，并且
所述模式控制单元在检测到所述预定事件已发生的情况下设定所述正常模式，并且在生成一定数量的所述图像信号的情况下设定所述像素相加模式。
(8)根据上面的(1)至(8)中任一项所述的摄像装置，其中
所述像素阵列单元、所述扫描电路、所述事件检测单元和所述模式控制单元布置在固态摄像器件中。
(9)根据上面的(1)至(8)中任一项所述的摄像装置，其中
所述像素阵列单元和所述扫描电路布置在固态摄像器件中，并且
所述事件检测单元和所述模式控制单元布置在所述固态摄像器件外部。
(10)一种摄像装置的控制方法，其包括：
扫描步骤：在设置有多个传输晶体管的像素阵列单元中，在进行像素相加的像素相加模式下同时控制所述多个传输晶体管传输电荷，并且在不进行像素相加的正常模式下顺序地控制所述多个传输晶体管传输所述电荷，所述多个传输晶体管用于将来自互不相同的光电转换器件的所述电荷传输至浮动扩散层；
事件检测步骤：基于相加信号检测是否存在预定事件并且生成检测结果，所述相加信号是在所述像素相加模式下生成的模拟信号；以及
模式控制步骤：基于所述检测结果设定所述像素相加模式或所述正常模式。
附图标记列表
100 摄像装置
110 光学单元
120 DSP电路
121 去马赛克处理单元
122 后期处理单元
123,213 开关
124,270 曝光控制单元
125,280 事件检测单元
126,290 模式控制单元
130 显示单元
140 操作单元
150 总线
160 电源单元
170 记录单元
180 帧存储器
200 固态摄像器件
210 行扫描电路
211 时序控制单元
212 列扫描电路
220 像素阵列单元
230 像素块
231,232,235,236,242,243,247,248 传输晶体管
233,234,237,238,245,246,249,250 光电转换器件
239 复位晶体管
240 浮动扩散层
241 放大晶体管
244 选择晶体管
260 AD转换单元
261 AD转换器
281,288 权重保持单元
282 积分单元
283 亮度积分数据保持单元
284,287 差分计算单元
285 比较单元
286 相加数据保持单元
291 模式信号生成单元
292 计数器

Claims (10)

1.一种摄像装置，其包括：
像素阵列单元，所述像素阵列单元设置有多个传输晶体管，所述多个传输晶体管用于将来自互不相同的光电转换器件的电荷传输至浮动扩散层；
扫描电路，所述扫描电路在进行像素相加的像素相加模式下同时控制所述多个传输晶体管传输所述电荷，并且在不进行像素相加的正常模式下顺序地控制所述多个传输晶体管传输所述电荷；
事件检测单元，所述事件检测单元基于相加信号检测是否存在预定事件并且生成检测结果，所述相加信号是在所述像素相加模式下生成的模拟信号；以及
模式控制单元，所述模式控制单元基于所述检测结果设定所述像素相加模式或所述正常模式。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其还包括模数转换单元，所述模数转换单元对所述相加信号进行模数转换并且作为相加数据输出。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中
在所述像素阵列单元中布置有预定数量的所述浮动扩散层，
所述摄像装置还包括曝光控制单元，所述曝光控制单元基于亮度积分数据来控制所述像素阵列单元的曝光量，所述亮度积分数据是通过对所述预定数量的所述相加数据进行积分而获得的。
4.根据权利要求3所述的摄像装置，其中
所述事件检测单元将是否存在被摄体的移动作为是否存在所述预定事件来进行检测。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中
所述事件检测单元包括：
亮度积分数据保持单元，其保持所述亮度积分数据作为过去的积分数据；以及
运动检测单元，其根据新的亮度积分数据与所述过去的积分数据之间的差值是否超过预定阈值来检测是否存在所述被摄体的移动。
6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中
所述事件检测单元还包括：
相加数据保持单元，其保持所述预定数量的相加数据，作为过去的相加数据；以及
差分获取单元，其获取新的相加数据和与所述新的相加数据对应的所述过去的相加数据之间的差值，并生成对应于所述差值的权重，并且
所述亮度积分数据是所述相加数据和与所述相加数据对应的所述权重的加权相加值。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中
所述像素阵列单元在所述正常模式下生成包括所述模拟信号的图像信号，并且
所述模式控制单元在检测到所述预定事件已发生的情况下设定所述正常模式，并且在生成一定数量的所述图像信号的情况下设定所述像素相加模式。
8.根据权利要求1所述的摄像装置，其中
所述像素阵列单元、所述扫描电路、所述事件检测单元和所述模式控制单元布置在固态摄像器件中。
9.根据权利要求1所述的摄像装置，其中
所述像素阵列单元和所述扫描电路布置在固态摄像器件中，并且
所述事件检测单元和所述模式控制单元布置在所述固态摄像器件外部。
10.一种摄像装置的控制方法，其包括：
扫描步骤：在设置有多个传输晶体管的像素阵列单元中，在进行像素相加的像素相加模式下同时控制所述多个传输晶体管传输电荷，并且在不进行像素相加的正常模式下顺序地控制所述多个传输晶体管传输所述电荷，所述多个传输晶体管用于将来自互不相同的光电转换器件的所述电荷传输至浮动扩散层；
事件检测步骤：基于相加信号检测是否存在预定事件并且生成检测结果，所述相加信号是在所述像素相加模式下生成的模拟信号；以及
模式控制步骤：基于所述检测结果设定所述像素相加模式或所述正常模式。
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