CN103369265A - 像素信息管理装置及使用该管理装置的图像拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供像素信息管理装置及使用该管理装置的图像拍摄装置。所述像素信息管理装置能够以相同的格式高效存储关于成像像素中的缺陷像素的信息和关于评价像素的信息。存储具有包含表示像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息的区域、包含取决于像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息的区域以及包含用于指定像素的位置的信息的区域的像素信息，并且存储与所述成像像素的其他缺陷像素或其他评价像素的相对距离，作为用于指定像素位置的信息，所述相对距离是符合预定的像素扫描规则的距离。
Description
技术领域
本发明涉及像素信息管理装置及使用该像素信息管理装置的图像拍摄装置。特别地，本发明涉及高效管理关于图像传感器中包括的像素的信息（像素信息）的技术，以及使用像素信息来处理信号的技术。
背景技术
传统上，已经提出了如下的图像传感器，这些图像传感器能够通过形成一部分像素作为光瞳分割焦点检测像素，来获取相位差检测类型的焦点检测信号和图像拍摄信号二者。焦点检测像素是在微镜头和光电转换单元之间具有部分遮光层的特殊像素。可以通过改变遮光层的布局，来形成光电转换单元接收光的光瞳区域相异的聚焦检测像素，并且可以基于根据同一类型的焦点检测像素的输出而形成的图像信号对（也称为“A图像”和“B图像”）中的偏移量和偏移方向，来检测散焦的量和方向。
对于这种图像传感器，必须区分从图像传感器输出的像素信号是焦点检测像素的输出还是成像像素的输出，以处理信号。具体来说，必须针对焦点检测像素的输出来形成用于焦点检测的图像信号，并且针对成像像素的输出来插补（interpolate）焦点检测像素的位置的图像拍摄信号。可以通过将焦点检测像素的位置预先存储在非易失性存储器中，而在焦点检测像素的输出与成像像素的输出之间进行区分。
请注意，传统上已知，预先存储图像传感器中包括的缺陷像素的位置，并且插补该缺陷像素的位置的图像拍摄信号。由于能够类似地插补焦点检测像素的位置的图像拍摄信号，所以只要存储了关于焦点检测像素的位置以及缺陷像素的位置的信息，则即使在使用具有焦点检测像素的图像传感器的情况下，也不必改变处理信号的方法。
同时，由于如何布置焦点检测像素或者布置什么类型的焦点检测像素会影响焦点检测精度，所以已经有各种建议。
例如，日本专利特开2009-217074号公报公开了如下的技术，即通过使用具有不同光瞳分割方向的焦点检测像素并且设计用于布置焦点检测像素的方法，来提高焦点检测性能。
此外，日本专利特开2010-113162号公报公开了如下内容，即即使在微镜头的光轴中心由于制造误差而偏移的情况下，通过在图像传感器中布置具有五种开口的焦点检测像素，同时使用于进行光瞳分割的光瞳中心轻微地向左或向右偏移，也能够实现良好的焦点检测精度。
在采用包括日本专利特开2009-217074号公报和日本专利特开2010-113162号公报中公开的所有不同类型开口的配置的情况下，对于四个方向（即，垂直、水平和两个对角方向）中的各方向存在五种开口位置，并且还需要针对偏移方向的另外两种开口位置，以便生成图像信号对（A图像和B图像）。结果，离散地布置4个方向×5个开口位置×开口位置的2个偏移方向（用于A图像和B图像），即，总共40种焦点检测像素。
这样，在具有多种焦点检测像素的情况下，需要预先存储的信息量将增加，因为必须根据类型来处理输出信号。例如，日本专利特开2009-163229号公报公开了如下内容，即存储校正信息，该校正信息包括像素地址、光瞳分割方向位（bit）、AB位、焦点检测像素位和缺陷位，其中，所述像素地址是表示用于进行校正的像素的位置的信息。通过使用焦点检测像素位和缺陷位，将缺陷像素的信息和焦点检测像素的信息两者存储在校正信息中。
此外，如何预先存储像素信息的问题不局限于焦点检测像素，并且对于具有除了成像像素以外的像素的图像传感器的像素信息，也能够设想到类似的问题。
发明内容
本发明是鉴于传统技术的这种问题而做出的。本发明提供能够以相同格式高效存储成像像素中的缺陷像素的信息和评价像素的信息的像素信息管理装置以及使用该像素信息管理装置的图像拍摄装置。
根据本发明的一个方面，提供一种像素信息管理装置，该像素信息管理装置存储关于图像传感器中包括的像素之中的成像像素中的缺陷像素的信息以及关于所述像素之中的评价像素的信息，所述像素信息管理装置针对所述成像像素中的各缺陷像素以及各评价像素，存储具有作为各自不同的区域的以下区域的像素信息：ID区域，其包含表示像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；操作数区域，其包含取决于像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；以及位置信息区域，其包含用于指定像素的位置的信息，其中，所述位置信息区域存储与所述成像像素中的其他缺陷像素或者其他评价像素的相对距离，作为用于指定像素位置的信息。
根据本发明的另一方面，提供一种图像拍摄装置，该图像拍摄装置包括具有成像像素和评价像素的图像传感器以及像素信息管理装置，该像素信息管理装置针对所述成像像素中的各缺陷像素以及各评价像素，存储具有作为各自不同的区域的以下区域的像素信息：ID区域，其包含表示像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；操作数区域，其包含取决于像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；以及位置信息区域，其包含用于指定像素的位置的信息，所述图像拍摄装置包括：使用像素信息当中的在所述ID区域中包含表示评价像素的信息的像素信息来确定所述图像传感器中包括的评价像素、并且由从评价像素输出的信号来生成用于相位差检测类型的焦点检测的图像信号的单元；以及使用像素信息当中的在所述ID区域中包含表示所述成像像素中的缺陷像素或者评价像素的信息的像素信息、通过插补来生成所述成像像素中的缺陷像素或者评价像素的位置的信号的单元。
通过以下参照附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得清楚。
附图说明
图1是示出作为根据本发明的第一实施例的像素信息管理装置可应用于的装置的一个示例的数字照相机的功能配置的示例的框图。
图2是示出成像像素和焦点检测像素的结构示例的垂直截面图。
图3是示出焦点检测像素和成像像素的布局示例的图。
图4是示出焦点检测像素的布局示例的图。
图5A至5D是示出本发明的实施例中的像素信息的配置的示例的图。
图6是示出本发明的实施例中从像素信息获取并生成必要信息的电路的配置示例的框图。
图7是示出根据本发明的第二实施例的数字照相机的功能配置的示例的框图。
图8是示出根据本发明的第三实施例的数字照相机的功能配置的示例的框图。
图9A是示出本发明的第四实施例中焦点检测像素的布局示例的图。
图9B是示出本发明的第四实施例中焦点检测像素和缺陷像素的布局示例的图。
具体实施方式
现在，将依照附图详细描述本发明的示例性实施例。
第一实施例
图1是示出作为根据本发明的第一实施例的像素信息管理装置可应用于的装置的一个示例的数字照相机的功能配置的示例的框图。
图像拍摄镜头101具有依照控制单元107的控制而被驱动的聚焦镜头，并且在图像传感器102的图像拍摄平面上形成被摄体图像。图像传感器102是诸如CCD图像传感器或CMOS图像传感器等的光电转换传感器，并且，多个像素被布置在图像传感器102上。图像传感器102具有成像像素和焦点检测像素。在作为像素信息管理装置的一种形式的像素信息存储单元103中，存储关于缺陷像素及焦点检测像素的位置信息。请注意，成像像素和焦点检测像素二者均可以是缺陷像素。像素分离电路104根据从图像传感器102输出的信号当中从焦点检测像素输出的信号，生成用于焦点检测的图像信号对（A图像信号和B图像信号）。
缺陷像素校正电路105通过插补，生成成像像素中的缺陷像素以及焦点检测像素的位置的信号。请注意，缺陷像素校正电路105直接输出从不是缺陷像素的成像像素输出的信号。信号处理电路106根据插补缺陷像素之后生成的从图像传感器102输出的信号生成彩色图像信号。焦点检测电路108基于从像素分离电路104输出的图像信号对的偏移方向和偏移量，来计算散焦方向和散焦量（因为方向可以例如用符号代表，所以在下文中将散焦方向和散焦量二者统称为“散焦量”）。控制单元107依照由焦点检测电路108检测到的散焦量，来驱动图像拍摄镜头101的聚焦镜头。控制单元107还控制数字照相机的总体操作。控制单元107例如具有CPU、ROM和RAM，并且能够通过在RAM中展开存储在ROM中的程序并且由CPU执行展开的程序，来实现稍后描述的数字照相机的操作。
图2是示出图像传感器102中的像素结构的示例的垂直截面图。图2示出了三个连续像素，并且中间像素是焦点检测像素，左右像素是成像像素。各像素具有光电转换单元201或204、微镜头203以及布线层202和205。同时，焦点检测像素中未配设滤色器，并且焦点检测像素具有如下的功能，即通过使用布线层205限制入射到光电转换单元204上的光束来分割光瞳。这样，焦点检测像素中的布线层205起到像素中的开孔机构的作用。可以通过改变由布线层205形成的开口部的位置，来改变入射到光电转换单元204上的光束穿过的光瞳区域。因此，在水平方向上分割光瞳的情况下，形成至少两种焦点检测像素，在这两种像素中，由布线层205形成的开口部的水平位置不同。
图3是示意性地示出在包括原色滤色器的拜耳（Bayer）阵列的图像传感器中焦点检测像素的布局示例的图。在该拜耳阵列中，RGB像素以2×2像素为一个单位规则地布置。在图3的示例中，在位于中央的拜耳阵列的一个单位中包括的R像素的位置和B像素的位置，布置了焦点检测像素S1 301和焦点检测像素S2 302。在水平方向上利用焦点检测像素S1和S2进行光瞳分割的情况下，布线层205被形成为使得包括在焦点检测像素S1和S2中的开口的水平位置是不同的。
如上所述，通过插补，在缺陷像素校正电路105中，生成应该在焦点检测像素301和302的位置处获取的R像素和B像素的输出值。
图4示意性地示出了图像传感器102中焦点检测像素的布置示例。为了生成进行相位差检测类型焦点检测所需的图像信号对，需要与焦点检测像素S1 301和S2 302类似的多个焦点检测像素对。此外，所述多个焦点检测像素对离散布置在整个图像传感器102上，以便在画面上的多个位置进行焦点检测。
此外，尽管可以根据从光瞳在水平方向上被分割的焦点检测像素对获取的图像信号对，对例如在图像拍摄画面的水平方向上具有亮度分布的被摄体诸如竖线，进行焦点检测，但是不能对例如在垂直方向上具有亮度分布的被摄体诸如横线，进行焦点检测。因此，在整个图像传感器102上，还离散地布置具有不同光瞳分割方向（例如，垂直方向，45°对角线方向或者135°对角线方向）的焦点检测像素对。
如上所述，类似地配设考虑到微镜头的光轴偏移来改变开口位置的焦点检测像素，并且因此在整个图像传感器102上，离散地布置大量不同类型的焦点检测像素对。另外，如图4中所示，焦点检测像素对的布置明显是不规则的，而不是均匀的。
图5A至5D是示意性地示出存储在像素信息存储单元103中的像素信息及其数据结构的示例的图。如图5A中所示，一条像素信息具有分别具有固定位数的ID区域501、操作数（operand）区域502和位置信息区域503，而与像素的类型无关。请注意，这些信息被包含的顺序不局限于图5A中所示的顺序。像素信息存储单元103是图5A中所示格式的数据（记录）的集合，并且可以被作为数组来处理。
在此，像日本专利特开2009-163229号公报那样存储上述四十种焦点检测像素的信息需要总共8位，包括缺陷位（1）、焦点检测像素位（1）、AB位（1）、光瞳分割方向位（2）以及开口位置（3）（括号（）中的数字表示被认为是必需的最少位数）。另外，在具有4000水平×3000垂直像素（12,000,000像素）的图像传感器的情况下，对于垂直方向和水平方向均需要12位，以利用二维坐标表达像素地址，因此需要30位来存储一个缺陷像素或一个焦点检测像素的信息。然而，对于成像像素中的缺陷像素，当排除像素地址时，只需要1位缺陷位，并且7位被浪费。因此，用于存储所述信息的存储器利用效率很低。
为了提高存储器的利用效率，可以设想到例如以不同于焦点检测像素的格式的格式，诸如以不同的表格，来存储成像像素中的缺陷像素的信息。然而，在使用多个不同表格的情况下，还必须依照表格的类型，来改变使用该信息的处理的内容。此外，假如正在扫描像素输出时进行处理，那么针对一个像素地址查找多个表格会导致处理效率下降。
鉴于此，本实施例的特征在于，成像像素中的缺陷像素的信息和焦点检测像素的信息以相同的格式被存储，作为单个像素信息文件。
在ID区域501中，包含表示像素是焦点检测像素还是成像像素中的缺陷像素的信息，以及在缺陷像素的情况下表示缺陷像素的类型的信息。缺陷像素的类型可以表示例如用于校正缺陷的方法，并且，缺陷的类型包括通过增益校正、使用周围像素的插补、偏差校正等来校正的缺陷类型。
此外，在ID区域501中可以包含虚拟ID（图5D）。稍后将描述虚拟ID的意义和使用虚拟ID的方法。
在操作数区域502中，包含依据ID区域501的内容而变化的信息。例如，在ID区域501表示焦点检测像素的情况下，可以包含指定开口类型的信息（开口ID）（图5B）。此外，在ID区域501表示缺陷像素的情况下，例如可以包含表示缺陷水平的信息（图5C）。
在位置信息区域503中包含用来指定像素位置的信息。假定像素的位置信息是与另一缺陷像素或焦点检测像素的相对距离（像素数），而不是绝对位置的信息（例如，XY坐标）。这样，与存储绝对位置信息的情况相比，通过使用与另一缺陷像素的位置的相对距离存储位置信息，可以减少位置信息区域503所需的像素数位数。请注意，通过使相对距离为0，可以存储针对同一像素的多条像素信息（例如，作为焦点检测像素的信息和作为缺陷像素的信息）。
请注意，该相对距离是符合预定的像素扫描规则的距离，并且不总是最短距离。例如，在规则为从图像传感器的左上角的像素起从左向右扫描一行像素、然后从下一行的左端的像素起从左向右扫描的情况下，在水平方向上的位置是相等的，并且在垂直方向上相邻的像素之间的距离等于1（水平）行像素。请注意，该扫描规则中针对第一缺陷像素或第一焦点检测像素的位置信息包含与第0像素的相对距离。通过按照根据扫描规则出现的缺陷像素或焦点检测像素的顺序存储像素信息，可以依次读出并使用像素信息。
例如，在图像传感器102具有4000水平×3000垂直像素的情况下，对于水平（X）坐标和垂直（Y）坐标分别需要12位，以利用绝对坐标表达像素的位置，因此总共需要24位。
另一方面，在使用像素之间的相对距离的情况下，针对65000个像素的距离能够仅用16位来表达。因为出现缺陷像素的概率平均大约为1/64000，所以能够由此充分表达该距离。此外，在本实施例中，由于除了缺陷像素以外还离散地布置焦点检测像素，所以认为16位在大多数情况下是足够的。
然而，有可能存在相对距离长于16位能够表达的像素数的情况。因此，在本实施例中，使用虚拟ID来处理如下的相对距离，该相对距离超过分配给位置信息区域503的位数所能够表达的像素数。在ID区域501中包含虚拟ID的情况下，位置信息区域503中的信息仅被用于位置信息处理电路603的倒计数，并且不把与包含在位置信息区域503中的值相对应的像素，作为缺陷像素或焦点检测像素来处理。
具体来说，对于包含虚拟ID的像素信息，位置信息区域503中的值仅被倒计数，并且不进行其他处理。因此，能够由包含虚拟ID的像素信息的位置信息区域503的值和下一条像素信息的位置信息区域503的值之和，来表达相对距离。可以重复使用具有虚拟ID的像素信息。因此，可以处理可能偶尔出现的非常长的相对距离。因此，采用如下的配置，该配置使得在存储像素信息时不能用位置信息区域503的位数处理相对距离的情况下，用包含虚拟ID的像素信息的位置信息和下一条不包含虚拟ID的像素信息的位置信息之和，来表达相对距离。
图6是示出在像素分离电路104和缺陷像素校正电路105中、从存储在像素信息存储单元103中的像素信息获取必要的信息并且生成信息的电路的配置示例的框图。
从像素信息存储单元103读出像素信息，并且将ID区域501、操作数区域502和位置信息区域503分别加载到像素ID处理电路601、操作数处理电路602和位置信息处理电路603上。在此，如上所述，位置信息是表示与另一缺陷像素或焦点检测像素的相对距离（像素数）的值。
位置信息处理电路603具有倒计数器，并且在每次处理像素信号时进行倒计数。位置信息处理电路603输出“0”，直到倒计数器的值达到0为止。该输出经由反相器604作为值为“1”的BUSY（繁忙）信号而被输出，并禁止加载下一条像素信息。当倒计数器的值达到0时，位置信息处理电路603的输出将为“1”。因此，繁忙信号的值将变为经由反相器604输出的“0”，并且允许加载下一条像素信息。
在位置信息处理电路603进行倒计数期间，像素ID处理电路601保持像素ID。然后，ID检测电路606确定所保持的像素ID是否是在ID指定寄存器605中指定的像素ID。ID指定寄存器605被配设，以供控制单元107用于指定在缺陷像素校正电路105和像素分离电路104中要处理的像素的类型。
如果在像素ID处理电路601中保持的像素ID是在ID指定寄存器605中指定的像素ID，则ID检测电路606向“与”（AND）门607输出值为“1”的信号，并且在其他情况下（包括所保持的像素ID是虚拟ID的情况）向“与”门607输出值为“0”的信号。“与”门607输出ID检测电路606的输出与位置信息处理电路603的输出的逻辑“与”，作为定时标志（表示要被处理的缺陷像素和焦点检测像素的缺陷标志）。此外，如果像素ID是表示缺陷类型的信息，则ID检测电路606输出该类型信息。
控制单元107在像素分离电路104的ID指定寄存器605中仅指定焦点检测像素ID。像素分离电路104将从操作数处理电路602输出的操作数区域502的信息处理为指定焦点检测像素的类型的分类信息，所述像素类型有诸如A图像、B图像、垂直方向上的光瞳分割、水平方向上的光瞳分割等。
像素分离电路104基于包含在操作数区域502中的开口ID来判断焦点检测像素的类型，并基于从相同类型的A图像的焦点检测像素和B图像的焦点检测像素输出的信号，来生成A图像和B图像。然后，焦点检测电路108基于A图像和B图像的偏移量和方向来计算散焦量。请注意，如果存在焦点检测像素的多个光瞳分割方向，则像素分离电路104针对各光瞳分割方向来生成A图像和B图像。
同时，控制单元107将缺陷类型ID添加到缺陷像素校正电路105的ID指定寄存器605，并且还将焦点检测像素ID指定为要被处理的像素。因此，在缺陷像素校正电路105中，对成像像素和焦点检测像素二者应用像素插补处理。请注意，对焦点检测像素的插补处理和对成像像素中的缺陷像素的插补处理可以相同，或者也可以不同。对于成像像素中的缺陷像素，可以依照缺陷的类型和水平进行插补处理。
因为不论在缺陷像素校正电路105还是像素分离电路104中的ID指定寄存器605中，都不指定虚拟ID，所以虚拟ID不影响从ID检测电路606输出的缺陷像素的类型。
这样，通过采用不处理具有在ID指定寄存器中没有指定的ID的像素信息的配置，可以容易地实现新ID的引入和对该新ID进行处理的电路的添加。例如，在离散地布置红外像素、并且添加红外像素处理电路的情况下，需要添加具有红外像素的ID的像素信息，并且还需要在该红外像素处理电路的ID指定寄存器605中指定红外像素ID。因为在像素分离电路104和缺陷像素校正电路105中忽略红外像素ID，所以该处理不受影响。
如上所述，根据本实施例，因为成像像素中的缺陷像素的信息和焦点检测像素的信息被共同管理，使得能够包括针对成像像素中的缺陷像素的、关于缺陷类型和水平的信息，所以可以进行精细的插补处理。此外，通过使用与另一成像像素和焦点检测像素的相对距离，作为用于指定像素位置的信息，可以减少像素信息所需的信息量并且提高存储器的使用效率。
此外，通过把缺陷像素和焦点检测像素的处理电路，配置为仅处理与具有指定ID的像素信息相对应的像素，可以添加新类型的像素和处理电路，而不影响现有的处理电路的处理。
第二实施例
接下来，将参照图7描述本发明的第二实施例。与第一实施例类似，使用应用根据本发明的像素信息存储装置的数字照相机作为示例，来描述本实施例。在图7中，与图1中相同的附图标记表示与第一实施例中类似的配置。
在第一实施例中，采用缺陷像素校正电路105和像素分离电路104并联连接到像素信息存储单元103的配置。相反，在本实施例中，像素分离电路104和缺陷像素校正电路105串联布线，并且除了存储与第一实施例中的像素信息存储单元中的像素信息类似的像素信息的第一像素信息存储单元103以外，还添加了第二像素信息存储单元109。第二像素信息存储单元109存储与第一像素信息存储单元109中存储的像素信息不同的像素信息。
像素分离电路104将成像像素的输出直接供给至缺陷像素校正电路105，并且对于焦点检测像素，像素分离电路104用特别值来替换焦点检测像素的输出，以将这些输出供给至缺陷像素校正电路105。缺陷像素校正电路105基于从像素分离电路104输出的值来判断焦点检测像素的输出，并且将该输出作为插补处理的目标。表示焦点检测像素的输出的特别值是诸如零等的、如下区域中的值，所述区域的灰度（gradation）被认为对于图像不重要。在具有值为零的成像像素的情况下，该值例如被替换为1，然后被输出。
尽管在制造图像传感器时检测到的缺陷像素的信息被存储在第一像素信息存储单元103中，但是存在制造时被认为正常的像素由于老化等而变成缺陷像素的情况。因此，在本实施例中，添加了第二像素信息存储单元109，以便存储在第一像素信息存储单元103中存储了像素信息之后、由于老化而数量增加的缺陷像素的信息。该信息可以在任何定时添加到第二像素信息存储单元109，例如，当在启动装置时通过进行用于检测缺陷像素的处理、而发现新被确定为缺陷像素的像素时。
与第一实施例类似，缺陷像素校正电路105在图6中所示的电路中，处理存储在第二像素信息存储单元109中的像素信息。除了上面所述以外，还对像素信号值是特别值的像素进行插补处理。对像素信号值是特别值的像素进行的插补处理的类型是任意的。
必须将制造时出现的缺陷像素通知给缺陷像素校正电路105。因此，在本实施例中，缺陷像素也被存储在第一像素信息存储单元103中，作为焦点检测像素。请注意，针对缺陷像素的开口ID来指定特别值，使得像素分离电路104不将该像素作为焦点检测像素来处理。在开口ID包括特别值的情况下，像素分离电路104将对应的像素确定为缺陷像素，用特别值（零）替换输出值，并且将替换后的值供给至缺陷像素校正电路105。
根据本实施例，由于老化而出现的缺陷像素也能够被作为插补处理的目标。
第三实施例
接下来，将参照图8描述本发明的第三实施例。与第一实施例类似，使用应用根据本发明的像素信息存储装置的数字照相机作为示例，来描述本实施例。在图8中，与1中相同的附图标记表示与第一实施例中类似的配置。
在本实施例中，除了与像素信息存储单元相对应的第一像素信息存储单元103以外，还添加了第三像素信息存储单元110。此外，还配设了开关111，以便根据控制单元107的控制，选择性地将第一像素信息存储单元103和第三像素信息存储单元110中的任何一者，与像素分离电路104及缺陷像素校正电路105相连接。
存在图像传感器102具有多个读取模式的情况。例如，除了读出所有像素的模式以外，还存在将像素稀疏化（thinning out）然后读出像素的模式、将像素相加然后读出像素的模式等。
在进行稀疏化或相加的情况下，像素数不同于所有像素均被读出的情况。这样，在像素数依据读取模式而变化的情况下，还必须针对包括在像素信息中的位置信息，使用与读取模式相对应的相对距离。
在本实施例中，在读取模式下相应地存在两个要被读出的像素数的情况下，准备用于存储具有与读出的像素数相对应的像素位置的像素信息的像素信息存储单元，并且控制单元107依照读取模式适当地切换开关111的开/关（on/off）。例如，第一像素信息存储单元103存储与读出所有像素的模式相对应的像素信息，并且第三像素信息存储单元110存储与读出少于所有像素的指定数量的像素的模式（诸如稀疏化/读取模式或者相加/读取模式）相对应的像素信息。
请注意，图8示出了如下的配置，即第一像素信息存储单元103和第三像素信息存储单元110是物理上不同的存储单元，并且利用开关111来切换连接。然而，也可以采用如下的配置，即第一像素信息存储单元103和第三像素信息存储单元110被实现为同一存储装置中的不同地址空间。
第四实施例
接下来，将参照图9A和图9B描述本发明的第四实施例。与第三实施例类似，使用应用根据本发明的像素信息存储装置的数字照相机作为示例，来描述本实施例。
图9A和图9B示意性地示出了图像传感器102中焦点检测像素的布局的另一示例。附图标记901表示在图像传感器102中布置像素的整个区域，并且在图9A的示例中，焦点检测像素仅被布置在由附图标记902表示的中央部中。在主被摄体位于待拍摄视场的中央部的情况下，或者当对焦点检测像素的布局范围的限定减少了对图像传感器的设计限制时，经常将焦点检测像素布置在图像传感器的部分区域中，特别是仅布置在中央部。把包括如图9A中所示布置焦点检测像素的图像传感器的数字照相机，配置为针对视场的中央部中的被摄体来检测焦点。
尽管在第三实施例中描述的稀疏化/读取模式或者相加/读取模式，是当拍摄图像时取景器所使用的模式或者是运动图像拍摄所使用的模式，但是如果像素被布置为使得焦点检测像素的密度增加，则在这种模式下焦点检测精度也增加。
另一方面，如果在给定的像素区域中焦点检测像素的布局密度增加，则该区域中的成像像素的布局密度减小，因此图像质量下降。作为具体示例，当拍摄具有重复图案的被摄体时，该重复图案的空间频率和焦点检测像素的布局的空间频率相互干涉，导致生成低伪频率成分。尽管通过稀疏化/读取也生成这种低频率成分，但是通过稀疏化/读取生成的低频率成分不明显，因为在图像传感器的像素被布置的整个区域上，均匀地生成该低频率成分。然而，在焦点检测像素的布局密度依据区域而变化的情况下，在高布局密度区域中要生成的低频率成分不同于在低布局密度区域中要生成的低频率成分。因为在图9A的示例中，焦点检测像素仅被布置在图像传感器的像素被布置的区域的中央部中，所以在中央部中比在其他区域中生成更多的低伪频率成分，这导致强烈的视觉不谐调感。
在本实施例中，假定焦点检测像素被布置在图像传感器的部分区域中，并且在稀疏化/读取模式下，在未布置焦点检测像素的区域中，存在与焦点检测像素布局密度相同的缺陷像素。参照图9A的示例，准备了已存储如下像素信息的第二像素信息存储单元109，所述像素信息表示针对与由附图标记902表示的部分区域以外的区域中的至少一部分，存在与焦点检测像素布局密度相同（并且具有相同的布置规则）的缺陷像素。然后，在焦点检测像素被布置在图像传感器的部分区域中的情况下，在稀疏化/读取模式下，在第二像素信息存储单元109中查找用于稀疏化/读取模式的像素信息。
因此，可以减小或消除在焦点检测像素被布置的区域中和在焦点检测像素没有被布置的区域中生成的低频率成分的差异，并且减小或消除视觉不谐调感。图9B示出了在稀疏化/读取模式下缺陷像素和焦点检测像素的布局的示例。在图9B中，与图9A类似，焦点检测像素仅被布置在中央部中，并且缺陷像素被布置在其他区域中。
请注意，如同在所有像素均被读出以记录静止图像的情况下一样，在焦点检测像素的密度充分低于稀疏化/读取模式下的情况下，即使仅校正布置了焦点检测像素的区域，校正后的区域在视觉上也不明显。因此，可以根据需要，仅在必须校正的区域中校正缺陷像素，而不针对没有布置焦点检测像素的区域布置缺陷像素。
本实施例能够处理存在要读出的像素数可变的读取模式的情况。
在上述各实施例中，描述了如下的示例，在这些示例中，依照预定的规则与成像像素相分开地排列焦点检测像素，作为包括在图像传感器中的像素。然而，本发明不局限于此，并且，还可以使用本发明的像素信息，来指定与成像像素（即用于输出用于普通观看的图像的像素）相分开地、被排列用于评价的评价像素的位置和特性。假定使用该像素信息，在配置了评价像素的位置处，进行不同于对成像像素的校正的一些类型的校正或者利用周围的成像像素的插补，以便输出用于观看的图像。评价像素的示例包括测光像素以及遮光像素，其中，测光像素具有与成像像素不同的传感器尺寸或者不同的滤色器或者没有滤色器，以便测量光，而遮光像素与成像像素相比，至少利用滤波器、掩模等减少光，以便确定在遮蔽光的情况下的特性。此外，因为通过在本实施例中被作为焦点检测像素来处理的像素，使得能够计算用相位差代表景深方向上的距离的被摄体距离，所以可以将这些像素作为测距像素来处理。这样，在图像传感器上依照预定规则配置的、并且被用于多个评价的像素的类型，可以被存储在例如ID区域中，并且这些像素可以作为评价像素被存储在像素信息中。
其他实施例
本发明的各方面还可以通过读出并执行记录在存储设备上的用于执行上述实施例的功能的程序的系统或装置的计算机（或诸如CPU或MPU的设备）来实现，以及通过由系统或装置的计算机通过例如读出并执行记录在存储设备上的用于执行上述实施例的功能的程序来执行各步骤的方法来实现。鉴于此，例如经由网络或者从用作存储设备的各种类型的记录介质（例如计算机可读介质）向计算机提供程序。
虽然参照示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不限于所公开的示例性实施例。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。
Claims (18)
1.一种像素信息管理装置，该像素信息管理装置存储关于图像传感器中包括的像素之中的成像像素中的缺陷像素的信息以及关于所述像素之中的评价像素的信息，
所述像素信息管理装置针对所述成像像素中的各缺陷像素以及各评价像素，存储具有作为各自不同的区域的以下区域的像素信息：
ID区域，其包含表示像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；
操作数区域，其包含取决于像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；以及
位置信息区域，其包含用于指定像素的位置的信息，
其中，所述位置信息区域存储与所述成像像素中的其他缺陷像素或者其他评价像素的相对距离，作为用于指定像素位置的信息。
2.根据权利要求1所述的像素信息管理装置，其中，所述ID区域、所述操作数区域和所述位置信息区域各自具有固定位数。
3.根据权利要求1所述的像素信息管理装置，其中，依照预定规则而将评价像素布置在所述图像传感器中。
4.根据权利要求1所述的像素信息管理装置，其中，使用包含在多条像素信息的所述位置信息区域中的、用于指定所述像素位置的信息，来表达超过所述位置信息区域的位数能够表达的相对距离的相对距离，其中，所述多条像素信息包括如下像素信息：在所述ID区域中包含既不表示评价像素也不表示成像像素的信息的像素信息。
5.根据权利要求1所述的像素信息管理装置，其中，所述表示像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息包括表示缺陷像素的类型的信息。
6.根据权利要求1所述的像素信息管理装置，其中，所述取决于像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息，针对所述成像像素中的缺陷像素包括表示缺陷水平的信息，并且针对评价像素包括评价像素的类型。
7.根据权利要求1所述的像素信息管理装置，该像素信息管理装置具有用于存储所述图像传感器的制造时的像素信息的区域，以及用于存储关于另外的缺陷像素的像素信息的区域。
8.根据权利要求1所述的像素信息管理装置，
其中，所述图像传感器具有在要被读出的像素的数量上有差异的多个读取模式，并且，
所述像素信息管理装置针对所述成像像素的各缺陷像素以及各评价像素具有多条像素信息，所述多条像素信息各自包含用于指定所述像素位置的信息，并且与从所述位置信息区域中要读出的像素的数量相对应。
9.根据权利要求8所述的像素信息管理装置，其中，在所述图像传感器的部分区域中布置了评价像素、并且所述图像传感器具有稀疏化/读取模式的情况下，所述像素信息管理装置具有表示在所述图像传感器的所述部分区域以外的区域中、所述成像像素中的缺陷像素以与所述评价像素相同的布局密度存在的像素信息，作为与所述稀疏化/读取模式相对应的像素信息。
10.一种图像拍摄装置，该图像拍摄装置包括具有成像像素和评价像素的图像传感器以及像素信息管理装置，该像素信息管理装置针对所述成像像素中的各缺陷像素以及各评价像素，存储具有作为各自不同的区域的以下区域的像素信息：ID区域，其包含表示像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；操作数区域，其包含取决于像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息；以及位置信息区域，其包含用于指定像素的位置的信息，所述图像拍摄装置包括：
使用像素信息当中的在所述ID区域中包含表示评价像素的信息的像素信息来确定所述图像传感器中包括的评价像素、并且由从评价像素输出的信号来生成用于相位差检测类型的焦点检测的图像信号的单元；以及
使用像素信息当中的在所述ID区域中包含表示所述成像像素中的缺陷像素或者评价像素的信息的像素信息、通过插补来生成所述成像像素中的缺陷像素或者评价像素的位置的信号的单元。
11.根据权利要求10所述的图像拍摄装置，其中，所述ID区域、所述操作数区域和所述位置信息区域各自具有固定的位数。
12.根据权利要求10所述的图像拍摄装置，其中，依照预定规则来布置评价像素。
13.根据权利要求10所述的图像拍摄装置，
其中，使用包含在多条像素信息的所述位置信息区域中的、用于指定所述像素位置的信息，来表达超过所述位置信息区域的位数能够表达的相对距离的相对距离，其中，所述多条像素信息包括如下像素信息：在所述ID区域中包含不表示评价像素或成像像素的信息的像素信息。
14.根据权利要求10所述的图像拍摄装置，其中，所述表示像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息包括表示缺陷像素的类型的信息。
15.根据权利要求10所述的图像拍摄装置，其中，所述取决于像素是所述成像像素中的缺陷像素还是评价像素的信息，针对所述成像像素中的缺陷像素包括表示缺陷水平的信息，并且针对评价像素包括评价像素的类型。
16.根据权利要求10所述的图像拍摄装置，该图像拍摄装置具有用于存储所述图像传感器的制造时的像素信息的区域，以及用于存储关于另外的缺陷像素的像素信息的区域。
17.根据权利要求10所述的图像拍摄装置，
其中，所述图像传感器具有在要被读出的像素的数量上有差异的多个读取模式，并且，
所述像素信息管理装置针对所述成像像素的各缺陷像素以及各评价像素具有多条像素信息，所述多条像素信息各自包含用于指定所述像素位置的信息，并且与从所述位置信息区域中要读出的像素的数量相对应。
18.根据权利要求17所述的图像拍摄装置，
其中，在所述图像传感器的部分区域中布置了评价像素、并且所述图像传感器具有稀疏化/读取模式的情况下，所述像素信息管理装置具有表示在所述图像传感器的所述部分区域以外的区域中、所述成像像素中的缺陷像素以与所述评价像素相同的布局密度存在的像素信息，作为与所述稀疏化/读取模式相对应的像素信息。
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