JP2011044820A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】欠陥画素の位置情報と欠陥画素補正処理情報と補正用画素位置情報とが、予め欠陥画素情報記憶メモリ221に格納される。欠陥画素が撮像画素310の場合、欠陥画素補正処理はメディアンフィルタ処理(処理「M」)である。欠陥画素が焦点検出画素の場合、欠陥画素補正処理は平均処理(処理「A」)である。補正用画素位置情報は、欠陥画素補正処理に用いられる画素の位置を「0x・・・」で表す24ビットデータである。ボディ駆動制御装置214は、欠陥画素位置において、欠陥画素補正処理情報と補正用画素位置情報とに基づき、欠陥画素補正処理を施した補正画素データを読み出す。
【選択図】図19
Description
(2)請求項14に記載の撮像装置は、像を形成する光束を射出する光学系と、光束を受光して画素信号を出力する複数の撮像画素と、瞳分割型の複数の焦点検出画素とを二次元配列に従って配置した撮像素子と、複数の撮像画素に含まれる欠陥撮像画素および複数の焦点検出画素に含まれる欠陥焦点検出画素の各々の欠陥画素位置を示す欠陥画素位置情報と、該欠陥画素位置情報に応じて該欠陥画素位置の欠陥撮像画素または欠陥焦点検出画素の画素信号を補正する欠陥画素補正処理の種類を指定するための欠陥画素補正処理情報とを記憶する欠陥画素情報記憶手段と、欠陥画素情報記憶手段に記憶された欠陥画素位置情報および該欠陥画素位置情報に応じて記憶された欠陥画素補正処理情報に基づき欠陥撮像画素または欠陥焦点検出画素の画素信号を補正する欠陥画素補正処理手段と、欠陥画素補正処理手段により補正された欠陥撮像画素の画素信号を含む複数の撮像画素の画素信号に基づいて、画像信号を生成する画像生成手段と、欠陥画素補正処理手段により補正された欠陥焦点検出画素の画素信号を含む複数の焦点検出画素の画素信号に基づいて、光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段とを備えることを特徴とする。
第1の実施の形態の撮像装置として、レンズ交換式のデジタルスチルカメラを例に挙げて説明する。図1は第1の実施の形態のデジタルスチルカメラの構成を示す横断面図である。本実施の形態のデジタルスチルカメラ201は、交換レンズ202とカメラボディ203とから構成され、交換レンズ202がマウント部204を介してカメラボディ203に装着される。カメラボディ203にはマウント部204を介して種々の撮影光学系を有する交換レンズ202が装着可能である。
C(k)=Σ|A1n×A2n+1+k−A2n+k×A1n+1| (1)
ks=kj+D/SLOP (2)
C(ks)= 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×ks (6)
def=Kd×shft (7)
以上説明した実施形態において、欠陥画素補正処理に用いる画素の領域を、欠陥画素を中心とした5×5画素の領域として説明したが、N×N画素(N>5)の領域であっても構わない。ただし、焦点検出画素313、314、315、316の欠陥画素補正処理に用いる焦点検出画素は、欠陥焦点検出画素と同種類の2個の焦点検出画素であって、かつ欠陥焦点検出画素に最近接するものとする。
C(k)=−Σ{(A1n−A1av)×(A2n+k−A2av))/(A1dev×A2dev)} (8)
ks=kj+D/{C(kj+1)+C(kj−1)−2×C(kj))} (9)
図3、図4に示す撮像素子212の部分拡大図では、各画素に1つの光電変換部を有する一対の焦点検出画素313,314および一対の焦点検出画素315,316を備える例を示したが、ひとつの焦点検出画素内に一対の光電変換部を備えるようにしてもよい。図29、図30は図3、図4に対応した撮像素子212の部分拡大図であり、焦点検出画素311および312は一対の光電変換部を備える。
図33は、交換レンズ202の撮影画面上における焦点検出位置(焦点検出エリア)を示す図であり、撮像素子212上の焦点検出画素列が焦点検出の際に撮影画面上で像をサンプリングする領域(焦点検出エリア、焦点検出位置)の一例を示す。この例では、矩形の撮影画面100上の中央および上下左右の5箇所に焦点検出エリア101〜105、ならびに撮影画面100の対角線方向に焦点検出エリア106〜109が配置される。焦点検出エリア106〜109においては、長方形で示す焦点検出エリアの長手方向に、焦点検出画素が斜め右上がり45度方向および斜め左上がり45度方向に直線的に配列される。
図43は、交換レンズ202の撮影画面上における焦点検出位置(焦点検出エリア)を示す図であり、撮像素子212上の焦点検出画素列が焦点検出の際に撮影画面上で像をサンプリングする領域(焦点検出エリア、焦点検出位置)の一例を示す。この例では、矩形の撮影画面100上の中央および上下左右の5箇所に焦点検出エリア111〜115、ならびに撮影画面100の対角方向の4カ所に焦点検出エリア116〜119が配置される。焦点検出エリア111〜115においては、水平方向および垂直方向に配列した焦点検出画素配列が、互いに十字型を形成するように交差している。焦点検出エリア116〜119においては、斜め右上がり方向および斜め左上がり方向に配列した焦点検出画素配列が、X型を形成するように交差している。
図3、図4に示す撮像素子212の部分拡大図では、各画素に1つの光電変換部を有する一対の焦点検出画素315,316および一対の焦点検出画素313,314を、1行または1列に交互に配列する例を示した。しかし、一対の焦点検出画素315,316および一対の焦点検出画素313,314を、2行または2列に連続して配列するようにしてもよい。図48は、撮像素子212の部分拡大図であり、焦点検出画素315が1行に連続して配置されるとともに、焦点検出画素316が隣接した1行に連続して配置される。このように焦点検出画素315、316を配列することにより、焦点検出画素315および焦点検出画素316がそれぞれ像を検出するサンプリング間隔が短くなり、焦点検出精度が向上する。
上述した実施形態における撮像素子212では、焦点検出画素が白色フィルタを備えた例を示したが、撮像画素と同じ色フィルタ(例えば緑フィルタ)を備えるようにした場合にも本発明を適用することができる。
11、13、14、15、16、23、24、25、26 光電変換部、
29 半導体回路基板、
30 遮光マスク、30a、30b、30c、30d 開口部、
31、32 平坦化層、34 白色フィルタ、38 色フィルタ、
71、73、74 光束、
90 射出瞳、91 交換レンズの光軸、93、94 測距瞳、95 領域、
100 撮影画面、
101、102、103、104、105、106、107、108、109、111、112、113、114、115、116、117、118、119 焦点検出エリア、
201 デジタルスチルカメラ、202 交換レンズ、203 カメラボディ、
204 マウント部、206 レンズ駆動制御装置、
208 ズーミング用レンズ、209 レンズ、210 フォーカシング用レンズ、
211 絞り、212 撮像素子、213 電気接点、
214 ボディ駆動制御装置、
215 液晶表示素子駆動回路、216 液晶表示素子、217 接眼レンズ、
219 メモリカード、220 バッファメモリ、221 欠陥画素情報記憶メモリ、
310 撮像画素、
311、312、313、314、315、316、323、324、325、326 焦点検出画素、
320 ラインメモリ、330 出力回路、501 垂直出力線、
510 リセットMOSトランジスタ、512 行選択MOSトランジスタ
Claims (15)
- 像を形成する光束を射出する光学系と、
前記光束を受光して画素信号を出力する複数の撮像画素と、瞳分割型の複数の焦点検出画素とを二次元配列に従って配置した撮像素子と、
前記複数の撮像画素に含まれる欠陥撮像画素の画素信号を、該欠陥撮像画素の周囲の前記複数の撮像画素の画素信号に基づき第1の欠陥画素補正処理により補正するとともに、前記複数の焦点検出画素に含まれる欠陥焦点検出画素の画素信号を、該欠陥焦点検出画素の周囲の前記複数の焦点検出画素の画素信号に基づき第2の欠陥画素補正処理により補正する欠陥画素補正処理手段と、
前記欠陥画素補正処理手段により補正された前記欠陥撮像画素の画素信号を含む前記複数の撮像画素の画素信号に基づいて、画像信号を生成する画像生成手段と、
前記欠陥画素補正処理手段により補正された前記欠陥焦点検出画素の画素信号を含む前記複数の焦点検出画素の画素信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出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、
前記欠陥画素補正処理手段は、前記欠陥撮像画素の画素信号を、該欠陥撮像画素の周囲に2次元的に配置された前記複数の撮像画素の画素信号に基づき前記第1の欠陥画素補正処理により補正するとともに、前記欠陥焦点検出画素の画素信号を、該欠陥焦点検出画素を通る直線上に配置された前記複数の焦点検出画素の画素信号に基づき前記第2の欠陥画素補正処理により補正す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、
前記第1の欠陥画素補正処理は、前記欠陥撮像画素の周囲の撮像画素の画素信号に対するメディアンフィルタ処理であ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、
前記第2の欠陥画素補正処理は、前記欠陥焦点検出画素を挟む前記複数の焦点検出画素の画素信号に対する平均処理であ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、
前記第1の欠陥画素補正処理に用いる前記欠陥撮像画素の周囲の前記複数の撮像画素の範囲は、前記第2の欠陥画素補正処理に用いる前記欠陥焦点検出画素の周囲の前記複数の焦点検出画素の範囲より広い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、
前記欠陥撮像画素および前記欠陥焦点検出画素の各々に関する欠陥画素情報を記憶する欠陥画素情報記憶手段をさらに備え、
前記欠陥画素補正処理手段は、前記欠陥画素情報に基づいて前記第1の欠陥画素補正処理および前記第2の欠陥画素補正処理の各々を行うことを特徴とする撮像装置。 - 請求項6に記載の撮像装置において、
前記欠陥画素情報は、欠陥撮像画素および欠陥焦点検出画素の各々の欠陥画素位置を示す欠陥画素位置情報と、該欠陥画素位置情報に応じて記憶される欠陥画素補正処理の種類を指定するための欠陥画素補正処理情報とを含み、
前記欠陥画素補正処理は、前記第1の欠陥画素補正処理または前記第2の欠陥画素補正処理であることを特徴とする撮像装置。 - 請求項7に記載の撮像装置において、
前記欠陥画素情報は、前記欠陥画素位置情報に応じて記憶される補正用画素位置情報をさらに含み、
前記補正用画素位置情報は、前記欠陥画素補正処理に用いる前記複数の撮像画素または前記複数の焦点検出画素の、前記欠陥画素位置を基準とした相対的な画素位置を表す情報であ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、
前記撮像素子は、前記複数の撮像画素が第1の判定水準に適合し、かつ前記複数の焦点検出画素が前記第1の判定水準より高い第2の判定水準に適合す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、
前記画像信号に基づく画像表示処理を行う表示手段と、
前記画像信号の記憶格納処理を行う画像記録手段と、
前記画像表示処理のみを行うライブビュー動作モードと前記記憶格納処理のみを行う撮影動作モードとを切り替える制御を行う切替制御手段とをさらに備え、
前記第1の欠陥画素補正処理は、前記ライブビュー動作モードにおいては、前記欠陥撮像画素の画素信号を、該欠陥撮像画素の周囲の前記複数の撮像画素のうちの1つの撮像画素の画素信号と同一の画素信号に置き換える処理であって、前記撮影動作モードにおいては、前記欠陥撮像画素の画素信号を、該欠陥撮像画素の周囲の前記複数の撮像画素の画素信号に対するメディアンフィルタ処理であ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、
前記複数の焦点検出画素は、複数の第1焦点検出画素と複数の第2焦点検出画素とを含み、
前記複数の焦点検出画素の各々は、マイクロレンズと光電変換部とを有し、
前記複数の第1焦点検出画素の各々の前記光電変換部は、前記光学系の絞り開口を通過する一対の焦点検出用光束のうちの一方を受光し、
前記複数の第2焦点検出画素の各々の前記光電変換部は、前記一対の焦点検出用光束のうちの他方を受光し、
前記複数の第1焦点検出画素の各々と前記複数の第2焦点検出画素の各々とは、一方向に交互に配置されて焦点検出画素列を構成す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、
前記複数の撮像画素は、相異なる分光感度特性を有し、かつ所定の配置規則に従って配置される複数種類の撮像画素を含み、
前記複数の焦点検出画素の各々の位置において、前記複数の焦点検出画素の各々の周囲の前記複数種類の撮像画素の画素信号に基づき算出される補間画素信号を補間する補間手段をさらに備え、
前記画像生成手段は、前記欠陥画素補正処理手段により補正された前記欠陥撮像画素の画素信号を含む前記複数種類の撮像画素の画素信号と前記補間画素信号とに基づいて、前記画像信号を生成することを特徴とする撮像装置。 - 請求項12に記載の撮像装置において、
前記欠陥画素補正処理手段は、前記欠陥撮像画素の画素信号を、該欠陥撮像画素の周囲の前記複数種類の撮像画素の画素信号と、該欠陥撮像画素の周囲の前記複数の焦点検出画素の各々の位置において前記補間手段により補間された補間画素信号とに基づき前記第1の欠陥画素補正処理により補正することを特徴とする撮像装置。 - 像を形成する光束を射出する光学系と、
前記光束を受光して画素信号を出力する複数の撮像画素と、瞳分割型の複数の焦点検出画素とを二次元配列に従って配置した撮像素子と、
前記複数の撮像画素に含まれる欠陥撮像画素および前記複数の焦点検出画素に含まれる欠陥焦点検出画素の各々の欠陥画素位置を示す欠陥画素位置情報と、該欠陥画素位置情報に応じて該欠陥画素位置の前記欠陥撮像画素または前記欠陥焦点検出画素の画素信号を補正する欠陥画素補正処理の種類を指定するための欠陥画素補正処理情報とを記憶する欠陥画素情報記憶手段と、
前記欠陥画素情報記憶手段に記憶された欠陥画素位置情報および該欠陥画素位置情報に応じて記憶された欠陥画素補正処理情報に基づき前記欠陥撮像画素または前記欠陥焦点検出画素の画素信号を補正する欠陥画素補正処理手段と、
前記欠陥画素補正処理手段により補正された前記欠陥撮像画素の画素信号を含む前記複数の撮像画素の画素信号に基づいて、画像信号を生成する画像生成手段と、
前記欠陥画素補正処理手段により補正された前記欠陥焦点検出画素の画素信号を含む前記複数の焦点検出画素の画素信号に基づいて、前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と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、
前記欠陥画素情報記憶手段は、前記欠陥画素位置情報に応じて補正用画素位置情報をさらに記憶し、
前記補正用画素位置情報は、前記欠陥画素補正処理に用いる前記複数の撮像画素または前記複数の焦点検出画素の、前記欠陥画素位置を基準とした相対的な画素位置を表す情報であることを特徴とする撮像装置。
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