JP2009124573A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像用画素と焦点検出用画素とが平面上に配列され、光学系による像を撮像する撮像素子212と、撮像用画素から出力される画像データを、該撮像用画素の近傍にある前記焦点検出用画素の出力データに基づいて補正する補正手段214とを備える。
【選択図】図12
Description
この撮像装置のイメージセンサーで画像データを取得する場合には、焦点検出用画素が配置された画素位置の画像データを、この焦点検出用画素の近傍にある撮像用画素の画像データに基づいて補間して求めている。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、焦点検出用画素は撮像用画素と構造が異なる。
(3) 請求項3の発明は、請求項2に記載の撮像装置において、焦点検出用画素の光電変換部は撮像用画素の光電変換部と面積が異なる。
(4) 請求項4の発明は、請求項2に記載の撮像装置において、焦点検出用画素の光電変換部は撮像用画素の光電変換部と形状が異なる。
(5) 請求項5の発明は、請求項2に記載の撮像装置において、焦点検出用画素の光電変換部は撮像用画素の光電変換部と位置が異なる。
(6) 請求項6の発明は、請求項2に記載の撮像装置において、撮像用画素と焦点検出用画素はともに光電変換部に光を集光させる集光部を備え、焦点検出用画素の集光部は撮像用画素の集光部と構造が異なる。
(7) 請求項7の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、焦点検出用画素は撮像用画素と分光感度特性が異なる。
(8) 請求項8の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、補正手段は焦点検出用画素の光電変換部の面積に応じて補正量を変える。
(9) 請求項9の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、補正手段は光学系の絞り開口F値に応じて補正量を変える。
(10) 請求項10の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、補正手段は光学系による画面上の撮像用画素の位置に応じて補正量を変える。
(11) 請求項11の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、補正手段は、焦点検出用画素の光電変換部と撮像用画素の光電変換部との間の距離に応じて補正量を変える。
(12) 請求項12の発明は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、撮像用画素は分光感度特性が異なる複数種類の撮像用画素からなり、補正手段は、撮像用画素の分光感度特性に応じて補正量を変える。
(13) 請求項13の発明は、請求項1〜12のいずれか一項に記載の撮像装置において、焦点検出用画素の位置における画像データを、補正手段による補正後の撮像用画素の画像データに基づいて補間により求める補間手段を備える。
(14) 請求項14の発明は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の撮像装置において、焦点検出用画素は、光学系を通過する1対の光束が形成する1対の像に対応した1対の像信号を生成する光電変換部を有し、1対の像信号に基づいて1対の像の相対的なズレ量を求めることによって、光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段を備える。
(15) 請求項15の発明は、請求項14に記載の撮像装置において、焦点検出用画素は、1つのマイクロレンズと1対の光電変換部を有する。
(16) 請求項16の発明は、請求項14に記載の撮像装置において、焦点検出用画素は、1つのマイクロレンズと1対の光束の内の一方の光束を受光する光電変換部を有する第1の焦点検出用画素と、1つのマイクロレンズと1対の光束の内の他方の光束を受光する光電変換部を有する第2の焦点検出用画素とからなる。
焦点検出用画素311には光量をかせぐために色フィルターは配置されておらず、その分光特性は光電変換を行うフォトダイオードの分光感度特性と、赤外カットフィルター(不図示)の分光感度特性とを総合した分光感度特性(図7参照)となり、図6に示す緑画素(G)、赤画素(R)および青画素(B)の分光感度特性を加算したような分光感度特性であり、その感度の光波長領域は緑画素(G)、赤画素(R)および青画素(B)の感度の光波長領域を包括している。
C(k)=Σ|A1n・A2n+1+k−A2n+k・A1n+1| ・・・(1)
(1)式において、Σ演算はnについて累積され、nのとる範囲はずらし量kに応じてA1n、A1n+1、A2n+k、A2n+1+kのデータが存在する範囲に限定される。ずらし量kは整数であり、データ列のデータ間隔を単位とした相対的シフト量である。
x=kj+D/SLOP ・・・(2)、
C(x)= C(kj)−|D| ・・・(3)、
D={C(kj-1)−C(kj+1)}/2 ・・・(4)、
SLOP=MAX{C(kj+1)−C(kj),C(kj-1)−C(kj)} ・・・(5)
shft=PY・x ・・・(6)
(6)式において、PYは検出ピッチ(焦点検出用画素の配列ピッチ)である。次に、(6)式で算出された像ズレ量shftに所定の変換係数kを乗じてデフォーカス量defへ変換する。
def=k・shft ・・・(7)
R’(h,v)=R(h,v)+αr1・A1(h−1,v−1)+αr2・A2(h−1,v−1)+αr3・A1(h,v−1)+αr4・A2(h,v−1)+αr5・A1(h+1,v−1)+αr6・A2(h+1,v−1)−β1・B(h−1,v−1)−β2・G(h,v−1)−β3・B(h+1,v−1),
G’(h+1,v)=G(h+1,v)+αg1・A1(h,v−1)+αg2・A2(h,v−1)+αg3・A1(h+1,v−1)+αg4・A2(h+1,v−1)+αg5・A1(h+2,v−1)+αg6・A2(h+2,v−1)−γ1・G(h,v−1)−γ2・B(h+1,v−1)−γ3・G(h+2,v−1) ・・・(8)
B(h−1,v−1)=ηb・(A1(h−1,v−1)+A2(h−1,v−1)),
B(h+1,v−1)=ηb・(A1(h+1,v−1)+A2(h+1,v−1)),
G(h,v−1)=ηg・(A1(h,v−1)+A2(h,v−1)),
G(h+2,v−1)=ηg・(A1(h+2,v−1)+A2(h+2,v−1)),
・・・(9)
(9)式において、ηb、ηgは焦点検出用画素の焦点検出用信号データをB撮像用画素およびG撮像用画素の画像データに近似的に変換するための変換係数であって、予め理論的または実験的に定めてボディ駆動制御装置214(図1参照)に記憶しておく。
R(h,v)=R’(h,v)−(αr1−β1・ηb)・A1(h−1,v−1)−(αr2−β1・ηb)・A2(h−1,v−1)−(αr3−β2・ηg)・A1(h,v−1)−(αr4−β2・ηg)・A2(h,v−1)−(αr5−β3・ηb)・A1(h+1,v−1)−(αr6−β3・ηb)・A2(h+1,v−1),
G(h+1,v)=G’(h+1,v)−(αg1−γ1・ηg)・A1(h,v−1)−(αg2−γ1・ηg)・A2(h,v−1)−(αg3−γ2・ηb)・A1(h+1,v−1)−(αg4−γ2・ηb)・A2(h+1,v−1)−(αg5−γ3・ηg)・A1(h+2,v−1)−(αg6−γ3・ηg)・A2(h+2,v−1) ・・・(10)
R(h,v)=R’(h,v)−δr1・A1(h−1,v−1)−δr2・A2(h−1,v−1)−δr3・A1(h,v−1)−δr4・A2(h,v−1)−δr5・A1(h+1,v−1)−δr6・A2(h+1,v−1),
G(h+1,v)=G’(h+1,v)−δg1・A1(h,v−1)−δg2・A2(h,v−1)−δg3・A1(h+1,v−1)−δg4・A2(h+1,v−1)−δg5・A1(h+2,v−1)−δg6・A2(h+2,v−1) ・・・(11)
(11)において、係数δri、δgi(i=1〜6)を予め計算してボディ駆動制御装置214に記憶しておいてもよい。
G(h,v−1)=(G(h−1,v−2)+G(h+1,v−2)+G(h−1,v)+G(h+1,v))/4 ・・・(12)
B(h+1,v−1)=(B(h+1,v−3)+G(h+1,v+1)/2 ・・・(13)
(12)式、(13)式をすべての焦点検出用画素の位置に対して施すことによって、画素補間処理がなされる。
焦点検出用画素の光電変換部の面積が図14に示したものと異なる焦点検出用画素を用いることもできる。例えば、図2に示す画面中央の焦点検出領域101では、撮影光学系の絞りによって測距瞳がケラレにくいので、図14に示す焦点検出用画素のように、比較的大きな面積の光電変換部を備えた焦点検出用画素を配列する。一方、画面周辺の焦点検出領域102、103では測距瞳がケラレ易いので、図14に示す焦点検出用画素の光電変換部より面積が小さな光電変換部を備えた焦点検出用画素を配列することができる。
R(h,v)=R’(h,v)−(εr1−β1・ζb)・A1(h−1,v−1)−(εr2−β1・ζb)・A2(h−1,v−1)−(εr3−β2・ζg)・A1(h,v−1)−(εr4−β2・ζg)・A2(h,v−1)−(εr5−β3・ζb)・A1(h+1,v−1)−(εr6−β3・ζb)・A2(h+1,v−1),
G(h+1,v)=G’(h+1,v)−(εg1−γ1・ζg)・A1(h,v−1)−(εg2−γ1・ζg)・A2(h,v−1)−(εg3−γ2・ζb)・A1(h+1,v−1)−(εg4−γ2・ζb)・A2(h+1,v−1)−(εg5−γ3・ζg)・A1(h+2,v−1)−(εg6−γ3・ζg)・A2(h+2,v−1) ・・・(14)
R(h,v)=R’(h,v)−(αr1−β1・θb)・A1(h−1,v−1)−(αr4−β2・θg)・A2(h,v−1)−(αr5−β3・θb)・A1(h+1,v−1),
G(h+1,v)=G’(h+1,v)−(αg2−γ1・θg)・A2(h,v−1)−(αg3−γ2・θb)・A1(h+1,v−1)−(αg6−γ3・θg)・A2(h+2,v−1) ・・・(15)
Claims (16)
- 撮像用画素と焦点検出用画素とが平面上に配列され、光学系による像を撮像する撮像素子と、
前記撮像用画素から出力される画像データを、該撮像用画素の近傍にある前記焦点検出用画素の出力データに基づいて補正する補正手段とを備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、前記撮像用画素と構造が異なることを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素の光電変換部は、前記撮像用画素の光電変換部と面積が異なることを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素の光電変換部は、前記撮像用画素の光電変換部と形状が異なることを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素の光電変換部は、前記撮像用画素の光電変換部と位置が異なることを特徴とする撮像装置。 - 請求項2に記載の撮像装置において、
前記撮像用画素と前記焦点検出用画素は、ともに前記光電変換部に光を集光させる集光部を備え、
前記焦点検出用画素の集光部は、前記撮像用画素の集光部と構造が異なることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、前記撮像用画素と分光感度特性が異なることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記補正手段は、前記焦点検出用画素の光電変換部の面積に応じて補正量を変えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記補正手段は、前記光学系の絞り開口F値に応じて補正量を変えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記補正手段は、前記光学系による画面上の前記撮像用画素の位置に応じて補正量を変えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記補正手段は、前記焦点検出用画素の光電変換部と前記撮像用画素の光電変換部との間の距離に応じて補正量を変えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記撮像用画素は分光感度特性が異なる複数種類の撮像用画素からなり、
前記補正手段は、前記撮像用画素の分光感度特性に応じて補正量を変えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜12のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素の位置における画像データを、前記補正手段による補正後の前記撮像用画素の画像データに基づいて補間により求める補間手段を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項1〜12のいずれか1項に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、前記光学系を通過する1対の光束が形成する1対の像に対応した1対の像信号を生成する光電変換部を有し、
前記1対の像信号に基づいて前記1対の像の相対的なズレ量を求めることによって、前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段を備えることを特徴とする撮像装置。 - 請求項14に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、1つのマイクロレンズと1対の光電変換部を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項14に記載の撮像装置において、
前記焦点検出用画素は、1つのマイクロレンズと前記1対の光束の内の一方の光束を受光する光電変換部を有する第1の焦点検出用画素と、1つのマイクロレンズと前記1対の光束の内の他方の光束を受光する光電変換部を有する第2の焦点検出用画素とからなることを特徴とする撮像装置。
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