[发明专利]摄像元件及其控制方法和摄像装置

说明书

本发明涉及一种摄像元件及其控制方法和摄像装置。摄像装置中所包括的摄像元件包括多个单位像素以矩阵形式配置的像素阵列，各单位像素具有光电转换单元。摄像元件能够在单位水平同步时间段中并行地读出多个行的图像信号。这多个行的像素组被多个行控制信号分类成第一像素组和第二像素组，并且沿摄像元件的垂直方向周期性地配置。摄像元件能够获取通过利用多个行控制信号的设置将不同的增益乘以第一像素组的单位像素的像素信号和第二像素组的单位像素的像素信号而获得的信号。

技术领域

本发明涉及能够大致同时并行地读出多行像素信号的摄像元件、用于控制该摄像元件的方法和使用该摄像元件的摄像装置。

背景技术

作为用于进行摄像装置的曝光控制的测光方案，存在用于使用测光所用的压缩系统传感器来进行测光的第一方案和用于使用摄像面等上的线性系统传感器来进行测光的第二方案。由于第二方案与第一方案相比可以进行测光的动态范围(以下还称为DR)更小，因此不能对对比度大的被摄体进行准确的测光。特别地，在通过在闪光摄像中进行预备发光以对来自被摄体的反射光进行测光来进行用于计算摄像期间的发光量的闪光调光的情况下，来自被摄体的反射光的量根据摄像场景而大大变化。由于该原因，在预备发光期间的曝光结果未落在线性系统传感器的动态范围内的情况下，发生所谓的暗部细节缺失或像素饱和，因而可能无法在单次曝光中准确地进行测光。

作为用于应对上述问题的技术，在日本特开2014-222899所公开的技术中，在来自像素阵列的像素信号的单次读出时，可以获取到应用了多个类型的不同增益的图像信号。由此，可以实现通过单次曝光所获得的图像信号输出的DR放大。

另外，存在如下的技术：为了提高从摄像元件读出一帧的图像信号的速度，在单位像素列中包括多个垂直信号线，并且针对每个单位水平同步信号并行地读出多行像素信号。例如，假定如下的摄像元件，在该摄像元件中，作为像素行在1,000行的像素阵列中形成一个垂直信号线。在读出一帧的图像信号时，需要1,000个单位水平同步信号。另一方面，在被配置为针对1,000行具有10个垂直信号线的摄像元件中，可以针对每个单位水平同步信号并行地读出10行像素信号。也就是说，由于使用100个单位水平同步信号来读出一帧的图像信号，因此可以实现10倍的读出速度。

在日本特开2014-222899所公开的相关技术中，未提及被配置为针对每个单位水平同步信号并行地读出多行图像信号的摄像元件。通常，以同一增益读出针对每个单位水平同步信号读出的多个像素行。日本特开2014-222899所公开的相关技术示出以两行为单位且以四行为周期切换增益的示例。然而，在上述的针对每个单位水平同步信号并行地读出10行像素信号的结构的情况下，以10行为单位且以20行为周期切换增益。在关注于乘以了一个增益的图像的信号的情况下，垂直分辨率劣化。由于需要增加要并行地读出的像素行数以实现进一步的速度提高、并且增益的切换周期变长，因此不能从空间分辨率的观点进行精确度良好的测光。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种摄像元件，其能够从由具有光电转换器的单位像素构成的像素组中，针对各水平同步信号并行地读出多个行的像素信号，所述摄像元件包括控制器，所述控制器被配置为通过将增益乘以所述像素组中的、被第一行控制信号控制的第一像素组的像素信号和被第二行控制信号控制的第二像素组的像素信号来进行读出控制，其中，所述第一像素组和所述第二像素组在所述摄像元件的第一方向上周期性地配置，以及所述控制器进行用于将第一增益乘以所述第一像素组的像素信号并且将第二增益乘以所述第二像素组的像素信号的控制。

根据本发明的一个实施例，提供一种摄像装置，包括上述的摄像元件。