[发明专利]成像设备、成像系统及其驱动方法

说明书

技术领域

实施例的一个公开的方面涉及成像设备和成像系统，所述成像设备和成像系统包括多个像素，所述像素包括多个光电转换单元。

背景技术

到目前为止，已经知道包括具有多个光电转换单元的多个像素的成像设备，其输出基于所述光电转换单元之一的信号和基于其它光电转换单元中的部分光电转换单元的信号。对于使用至少这两个信号的实施例，例如，已经提出了一种用来执行相位差检测方法中的焦点检测的焦点检测方法。作为输出可用于这样的焦点检测方法的信号的成像设备的示例，已经存在一种成像设备，在该成像设备中，针对按照二维方式布置的微透镜阵列中的每个微透镜提供一对光电转换单元。对于日本专利特开No.2001-83407，已经提出一种成像设备，在该成像设备中，可以以包括一对光电转换单元的像素为单位可选地对从一对光电转换单元（其中光经由一个微透镜输入到该对光电转换单元）输出的信号执行加算或非加算。

此外，对于日本专利特开No.2000-156823，已经记载了一种包括用于距离测量的像素和用于成像的像素的成像设备，该成像设备根据静止图像拍摄模式、细化模式（thinning mode）和距离测量模式这三种类型的读出方法操作。对于静止图像拍摄模式，尽管用于距离测量的像素和用于成像的像素的像素信号都从成像设备输出，但是来自用于距离测量的像素的像素信号将不被用于后续信号处理，并且仅用于成像的像素信号将被使用。距离测量模式是这样一种模式，在该模式中，与静止图像拍摄模式相反，在后续信号处理中使用来自用于距离测量的像素的像素信号而不使用来自用于成像的像素的像素信号。细化模式是这样一种模式，其中，在从成像设备输出像素信号时，仅输出来自用于成像的像素的像素信号，而不输出来自用于距离测量的像素的像素信号。

对于日本专利特开No.2001-83407中所公开的成像设备，还没有关于如下问题进行充分的研究：如何高速地获得图像获取信号（其是基于多个光电转换单元的信号）以及如何高速地获得用于执行相位差检测方法中的焦点检测的信号和基于部分光电转换单元的信号。对于日本专利特开No.2000-156823中公开的成像设备，为了获得图像获取信号，须以静止图像拍摄模式和细化模式之一执行操作，并且，为了获得焦点检测信号，须以距离测量模式执行操作。因此，为了获得图像获取信号和焦点检测信号两者，须通过多次扫描固态成像元件的像素来输出像素信号。因此，对于日本专利特开No.2001-83407和No.2000-156823中公开的成像设备，还没有关于如下问题进行充分的研究：如何高速地获得来自成像设备的基于多个光电转换单元中的部分光电转换单元的信号以及如何获得基于这多个光电转换单元的信号。

发明内容

一个实施例是一种成像设备，包括：以矩阵形状布置的多个像素，每个像素包括多个光电转换单元，所述光电转换单元被配置为生成信号电荷并基于所述信号电荷输出信号；其中，所述多个像素中的至少部分像素中的每个像素在一个帧时段内输出第一信号，第一信号基于所述像素中的每个所包括的m个光电转换单元中的n个光电转换单元的信号电荷，其中m是整数，n是小于m的整数，并且其中，所述多个像素中的每个像素在一个帧时段内输出第二信号，第二信号基于所述多个像素中的每个像素所包括的所述m个光电转换单元的信号电荷，并且其中，所述成像设备输出的基于第一信号的信号的数目少于所述成像设备输出的基于第二信号的信号的数目。

此外，一个实施例是一种成像系统，包括：成像设备；和焦点检测信号处理单元；其中，所述成像设备包括：以矩阵形状排列的多个像素；并且其中，所述多个像素中的每个像素包括配置为生成信号电荷的多个光电转换单元；并且其中，所述多个像素中的至少部分像素中的每个像素在一个帧时段内输出第一信号，第一信号基于所述像素中的每个像素包括的m个光电转换单元中的n个光电转换单元的信号电荷，其中m是整数，n是小于m的整数；并且其中，所述多个像素中的每个像素在一个帧时段内输出第二信号，第二信号基于所述多个像素中的每个像素包括的所述m个光电转换单元的信号电荷；并且其中，所述成像设备输出所述多个像素的基于第二信号的信号和基于第一信号的信号中的每个给所述焦点检测信号处理单元；并且其中，所述焦点检测信号处理单元输出被输出到所述焦点检测信号处理单元的所述多个像素的基于第一信号的信号中的、所述多个像素中的部分像素的基于第一像素的信号，并且不输出所述多个像素中的其它像素的基于第一像素的信号