JP2017050723A - Imaging apparatus and control program therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively utilize a defective pixel for phase difference detection and acquisition of an image signal.SOLUTION: An imaging apparatus generates an image signal using an output signal from a plurality of pixels of an imaging element 102, generates a phase difference signal using an output signal from a phase difference detection pixel group, and performs focus control over an imaging optical system using a phase difference detected from the phase difference image signal. The imaging apparatus has storage means 112 stored with information associated with a defective pixel included in the imaging element, and processing means 107 capable of performing defective pixel handling processing on the phase difference image signal and image signal when the phase difference detection pixel group includes the defective pixel. The processing means makes a choice of whether to perform the defective pixel processing on each of the phase difference image signal and image signal using the information associated with the defective pixel.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に関し、特に撮像素子を用いて位相差検出方式による焦点検出を行う撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus such as a digital camera or a video camera, and more particularly to an imaging apparatus that performs focus detection by a phase difference detection method using an imaging element.

上記のような撮像装置に撮影画像を取得するために設けられる撮像素子には、撮像光学系の焦点検出を行うために被写体像の像ずれ量(位相差)を検出する機能を備えた複数の画素(以下、位相差検出画素という)を有するものがある。ただし、位相差検出画素が欠陥画素を含むと、良好な位相差検出が行えずに高精度な焦点検出を行えない場合がある。   An imaging device provided for acquiring a captured image in the imaging apparatus as described above includes a plurality of functions having a function of detecting an image shift amount (phase difference) of a subject image in order to perform focus detection of the imaging optical system. Some have pixels (hereinafter referred to as phase difference detection pixels). However, if the phase difference detection pixel includes a defective pixel, there may be a case where high-precision focus detection cannot be performed because good phase difference detection cannot be performed.

特許文献1には、焦点検出の精度が確保される範囲で欠陥画素を利用することができるように、絞りの設定値に応じて欠陥画素を利用するか否かを選択する撮像装置が開示されている。特許文献2には、欠陥画素である位相差検出画素からの画素信号を、欠陥画素ではない位相差検出画素からの画素信号を用いて補正する撮像装置が開示されている。特許文献3には、焦点検出を行う画素領域(ピント調節領域)に欠陥画素が含まれる場合に、この欠陥画素を含むピント調整領域から所定方向に移動した、欠陥画素を含まないピント調節領域を設定する撮像装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses an imaging apparatus that selects whether or not to use a defective pixel in accordance with a set value of an aperture so that the defective pixel can be used within a range in which focus detection accuracy is ensured. ing. Patent Document 2 discloses an imaging apparatus that corrects a pixel signal from a phase difference detection pixel that is a defective pixel using a pixel signal from a phase difference detection pixel that is not a defective pixel. In Patent Document 3, when a defective pixel is included in a pixel area (focus adjustment area) where focus detection is performed, a focus adjustment area that does not include a defective pixel is moved in a predetermined direction from the focus adjustment area including the defective pixel. An imaging device to be set is disclosed.

特開2013−003282号公報JP2013-003282A 特開2009−163229号公報JP 2009-163229 A 特開2001−177756号公報JP 2001-177756 A

しかしながら、特許文献1にて開示された撮像装置では、絞りの設定値でのみ欠陥画素を利用するか否かを選択するため、撮像素子の光学的な製造ばらつきや撮像光学系の射出瞳距離の変動の焦点検出への影響が考慮されていない。また、特許文献2にて開示された撮像装置では、位相差検出画素が撮像素子上に離散的に配置されているとサンプリングピッチが粗くなるため、特に空間周波数の高い被写体を撮像する際に正確に欠陥画素の画素信号を補正することが難しい。また、特許文献3にて開示された撮像装置では、ピント調節領域の変更によってユーザが望まない被写体にピント調節がされてしまうおそれがある。   However, in the imaging apparatus disclosed in Patent Document 1, since it is selected whether or not to use the defective pixel only with the aperture setting value, the optical manufacturing variation of the imaging element and the exit pupil distance of the imaging optical system The effect of variation on focus detection is not considered. Further, in the imaging device disclosed in Patent Document 2, if the phase difference detection pixels are discretely arranged on the imaging device, the sampling pitch becomes coarse, so that it is accurate particularly when imaging a subject having a high spatial frequency. It is difficult to correct the pixel signal of the defective pixel. Further, in the imaging device disclosed in Patent Document 3, there is a possibility that the focus adjustment is performed on a subject that the user does not want due to the change of the focus adjustment area.

さらに、欠陥画素である位相差検出画素が、撮影画像を取得するための撮像画素を兼ねている場合がある。この場合に、該欠陥画素から位相差検出用の信号を読み出すときと撮影画像用の信号を読み出すときとでは、その信号を補正処理の対象とするか否かを判定する信号レベルが異なることがある。   Furthermore, the phase difference detection pixel that is a defective pixel may also serve as an imaging pixel for acquiring a captured image. In this case, the signal level for determining whether or not to make the signal subject to correction processing differs between when the phase difference detection signal is read out from the defective pixel and when the captured image signal is read out. is there.

本発明は、欠陥画素を位相差検出(焦点検出)や撮影画像の取得に有効利用することができるようにした撮像装置を提供する。   The present invention provides an imaging apparatus in which defective pixels can be effectively used for phase difference detection (focus detection) and captured image acquisition.

本発明の一側面としての撮像装置は、撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子と、該複数の画素からの出力信号を用いて表示または記録用の画像信号を生成するとともに、該複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成する信号生成手段と、位相差像信号から位相差を検出する位相差検出手段と、該位相差を用いて撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を記憶した記憶手段と、位相差検出画素群に欠陥画素が含まれている場合に、位相差像信号および画像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことが可能な処理手段とを有する。そして、処理手段は、欠陥画素に関する情報を用いて、位相差像信号および画像信号のそれぞれに対して、欠陥画素対応処理を行うか否かを別々に選択することを特徴とする。   An imaging apparatus according to an aspect of the present invention includes an imaging device that photoelectrically converts a subject image formed by an imaging optical system using a plurality of pixels, and an image signal for display or recording using output signals from the plurality of pixels. A signal generation unit that generates a phase difference image signal having a phase difference corresponding to a focus state of the imaging optical system using an output signal from the phase difference detection pixel group among the plurality of pixels, and a phase difference A phase difference detection means for detecting a phase difference from the image signal, a focus control means for performing focus control of the image pickup optical system using the phase difference, a storage means for storing information on defective pixels included in the image pickup device, and a position And processing means capable of performing defective pixel correspondence processing on the phase difference image signal and the image signal when the phase difference detection pixel group includes a defective pixel. The processing means is characterized by separately selecting whether or not to perform the defective pixel correspondence processing for each of the phase difference image signal and the image signal, using information regarding the defective pixel.

また、本発明の他の一側面としての制御プログラムは、撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子を有する撮像装置のコンピュータに、該複数の画素からの出力信号を用いて表示または記録用の画像信号を生成する画像生成処理と撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御処理とを行わせるコンピュータプログラムである。フォーカス制御処理は、複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成し、位相差像信号から位相差を検出し、該位相差を用いてフォーカス制御を行う処理である。該プログラムは、コンピュータに、撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を取得させ、位相差検出画素群に欠陥画素が含まれている場合に、位相差像信号および画像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことを可能とし、欠陥画素に関する情報を用いて、位相差像信号および画像信号のそれぞれに対して、欠陥画素対応処理を行うか否かを別々に選択させることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a control program that outputs an output signal from a plurality of pixels to a computer of an imaging apparatus having an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by the imaging optical system using the plurality of pixels. Is a computer program that performs an image generation process for generating an image signal for display or recording by using and a focus control process for performing focus control of an imaging optical system. The focus control process generates a phase difference image signal having a phase difference corresponding to the focus state of the imaging optical system using an output signal from the phase difference detection pixel group among a plurality of pixels, and generates a phase difference from the phase difference image signal. , And focus control is performed using the phase difference. The program causes a computer to acquire information related to a defective pixel included in an image sensor, and when a defective pixel is included in a phase difference detection pixel group, a defective pixel corresponding process is performed on the phase difference image signal and the image signal. It is possible to select whether or not to perform defective pixel correspondence processing for each of the phase difference image signal and the image signal using information regarding the defective pixel.

また、本発明の他の一側面としての撮像装置は、撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子と、該複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成する信号生成手段と、位相差像信号から位相差を検出する位相差検出手段と、該位相差とデフォーカス変換係数とを用いて撮像光学系のデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量に応じて撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を記憶した記憶手段と、位相差検出画素群に欠陥画素が含まれている場合に、位相差像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことが可能な処理手段とを有する。そして、フォーカス制御手段は、撮像光学系の状態および位相差検出画素群の位置に応じてデフォーカス変換係数を設定する。処理手段は、欠陥画素に関する情報を用いてデフォーカス変換係数に対する閾値を設定し、デフォーカス変換係数と閾値とを比較した結果に応じて欠陥画素対応処理を行うか否かを選択することを特徴とする。   An imaging device according to another aspect of the present invention includes an imaging device that photoelectrically converts a subject image formed by an imaging optical system using a plurality of pixels, and an output from a phase difference detection pixel group among the plurality of pixels. A signal generation unit that generates a phase difference image signal having a phase difference corresponding to a focus state of the imaging optical system using the signal; a phase difference detection unit that detects a phase difference from the phase difference image signal; and The defocus amount of the imaging optical system is calculated using the focus conversion coefficient, and focus control means for performing focus control of the imaging optical system in accordance with the defocus amount, and information regarding defective pixels included in the imaging element are stored Storage means and processing means capable of performing defective pixel correspondence processing on a phase difference image signal when a defective pixel is included in the phase difference detection pixel group. The focus control unit sets the defocus conversion coefficient according to the state of the imaging optical system and the position of the phase difference detection pixel group. The processing unit sets a threshold value for the defocus conversion coefficient using information on the defective pixel, and selects whether or not to perform the defective pixel correspondence process according to a result of comparing the defocus conversion coefficient and the threshold value. And

また、本発明の他の一側面としての制御プログラムは、撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子を有する撮像装置のコンピュータに、該複数の画素からの出力信号を用いて撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御処理を行わせるコンピュータプログラムである。フォーカス制御処理は、複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成し、位相差像信号から位相差を検出し、該位相差とデフォーカス変換係数とを用いて撮像光学系のデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量に応じて撮像光学系のフォーカス制御を行う処理である。該プログラムは、コンピュータに、撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を取得させ、位相差検出画素群に欠陥画素が含まれている場合に、位相差像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことを可能とし、撮像光学系の状態および位相差検出画素群の位置に応じてデフォーカス変換係数を設定させ、欠陥画素に関する情報を用いてデフォーカス変換係数に対する閾値を設定させる。そして、デフォーカス変換係数と閾値とを比較した結果に応じて欠陥画素対応処理を行うか否かを選択させることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided a control program that outputs an output signal from a plurality of pixels to a computer of an imaging apparatus having an image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by the imaging optical system using the plurality of pixels. Is a computer program that causes a focus control process to perform focus control of the imaging optical system using. The focus control process generates a phase difference image signal having a phase difference corresponding to the focus state of the imaging optical system using an output signal from the phase difference detection pixel group among a plurality of pixels, and generates a phase difference from the phase difference image signal. Is detected, the defocus amount of the imaging optical system is calculated using the phase difference and the defocus conversion coefficient, and the focus control of the imaging optical system is performed according to the defocus amount. The program causes a computer to acquire information related to a defective pixel included in an image sensor, and performs defective pixel correspondence processing on a phase difference image signal when a defective pixel is included in a phase difference detection pixel group. The defocus conversion coefficient is set according to the state of the imaging optical system and the position of the phase difference detection pixel group, and the threshold value for the defocus conversion coefficient is set using information on the defective pixel. And it is characterized by selecting whether to perform a defective pixel corresponding | compatible process according to the result of having compared the defocus conversion coefficient and the threshold value.

本発明によれば、欠陥画素を位相差検出(フォーカス制御)や画像信号の取得に有効利用することができる。   According to the present invention, defective pixels can be effectively used for phase difference detection (focus control) and image signal acquisition.

本発明の実施例1である撮像装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus that is Embodiment 1 of the present invention. 実施例1の撮像装置に用いられる撮像素子の1画素の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of one pixel of an imaging element used in the imaging apparatus according to the first embodiment. 上記撮像素子の画素アレイの一部を示す正面図。The front view which shows a part of pixel array of the said image pick-up element. 射出瞳と上記撮像素子が受光する光との関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the relationship between an exit pupil and the light which the said image pick-up element receives. 上記撮像素子の画素の回路を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a pixel circuit of the imaging element. 実施例1における撮像素子の駆動パターンを示すタイミングチャート。3 is a timing chart showing a driving pattern of the image sensor in the first embodiment. 実施例1におけるフォーカス制御処理を示すフローチャート。5 is a flowchart showing focus control processing in Embodiment 1. 実施例1におけるAF画素行が欠陥画素を含む場合の画素信号を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a pixel signal when an AF pixel row in Example 1 includes a defective pixel. 実施例1における欠陥画素対応処理を示すフローチャート。6 is a flowchart illustrating defective pixel handling processing according to the first embodiment. 実施例1における画素のケラレを説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining pixel vignetting in the first embodiment. 実施例1における位相差検出用光束の重心間隔を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining a center-of-gravity interval of a phase difference detection light beam in the first embodiment. 実施例1における画素のケラレを説明する別の図。FIG. 5 is another diagram for explaining pixel vignetting in the first embodiment. 実施例1における位相差検出用光束の重心間隔を説明する別の図。FIG. 5 is another diagram for explaining the center-of-gravity interval of the phase difference detection light beam in the first embodiment. 本発明の実施例2における欠陥画素対応処理を示すフローチャート。9 is a flowchart showing defective pixel handling processing in Embodiment 2 of the present invention. 実施例2における欠陥信号レベルと変換係数閾値との関係を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a defect signal level and a conversion coefficient threshold value in the second embodiment.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1には、本発明の実施例1であるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の構成を示している。撮像装置は、光学鏡筒101と、撮像素子102と、駆動回路103と、信号処理部104と、圧縮伸張部105とを有する。また、撮像装置は、位相差検出部106と、制御部107と、発光部108と、操作部109と、画像表示部110と、画像記録部111と、記憶部112と、温度検出部113とを有する。   FIG. 1 shows the configuration of an imaging apparatus such as a digital still camera or a digital video camera that is Embodiment 1 of the present invention. The imaging apparatus includes an optical barrel 101, an imaging element 102, a drive circuit 103, a signal processing unit 104, and a compression / decompression unit 105. Further, the imaging apparatus includes a phase difference detection unit 106, a control unit 107, a light emitting unit 108, an operation unit 109, an image display unit 110, an image recording unit 111, a storage unit 112, and a temperature detection unit 113. Have

光学鏡筒101は、被写体からの光を撮像素子102上に結像させる撮像光学系(図示せず:以下、撮像レンズという)を収容する。撮像レンズは、焦点調節を行うフォーカスレンズおよびフォーカスレンズの駆動を制御するフォーカス制御回路を含むフォーカス機構部1011と、変倍を行う変倍レンズおよび変倍レンズの駆動を制御するズーム制御回路を含むズーム機構部1012とを有する。また、撮像レンズは、撮像素子102に入射する光量を調整する絞り機構部1013と、撮像素子102の露光量を制御するシャッタ機構部1014も有する。フォーカス機構部1011、ズーム機構部1012、絞り機構部1013およびシャッタ機構部1014は、制御部107からの制御信号に応じて動作する。なお、光学鏡筒101は、撮像装置に一体に設けられていてもよいし、着脱(交換)可能に設けられていてもよい。   The optical barrel 101 houses an imaging optical system (not shown: hereinafter referred to as an imaging lens) that forms an image of light from a subject on the imaging element 102. The imaging lens includes a focus lens that performs focus adjustment and a focus mechanism unit 1011 that includes a focus control circuit that controls driving of the focus lens, and a zoom control circuit that controls driving of the zoom lens and zoom lens that performs zooming. And a zoom mechanism portion 1012. The imaging lens also includes a diaphragm mechanism unit 1013 that adjusts the amount of light incident on the imaging element 102 and a shutter mechanism unit 1014 that controls the exposure amount of the imaging element 102. The focus mechanism unit 1011, the zoom mechanism unit 1012, the aperture mechanism unit 1013, and the shutter mechanism unit 1014 operate according to a control signal from the control unit 107. The optical barrel 101 may be provided integrally with the imaging apparatus or may be provided so as to be attachable / detachable (exchangeable).

撮像素子102は、CMOSセンサ等により構成され、複数の画素を含む画素部と、該画素部からのアナログ出力信号をデジタル出力信号に変換するADコンバータ(図示せず)とを有する。撮像素子102は、制御部107からの制御信号に応じて動作する駆動回路103によって駆動されて露光(電荷蓄積)および信号出力(読み出し)を行い、上記デジタル出力信号としての撮像信号を出力する。   The image sensor 102 is configured by a CMOS sensor or the like, and includes a pixel portion including a plurality of pixels, and an AD converter (not shown) that converts an analog output signal from the pixel portion into a digital output signal. The image sensor 102 is driven by a drive circuit 103 that operates in accordance with a control signal from the control unit 107, performs exposure (charge accumulation) and signal output (readout), and outputs an image signal as the digital output signal.

信号処理部104は、制御部107により制御され、撮像素子102の全画素から得られる撮像信号に対して、ホワイトバランス調整処理や色補正処理を行って表示または記録用の画像信号を生成する画像生成処理を行う。また、信号処理部104は、撮像信号から検出される被写体の明るさに応じて絞り値やシャッタ速度を設定するAE(auto exposure)処理も行う。さらに、信号処理部(信号生成手段)104は、撮像素子102における後述するAF画素行からの撮像信号を用いて、互いに対をなす位相差像信号を生成する。対の位相差像信号は、撮像レンズの焦点状態(デフォーカス量)に対応する位相差を有する。   The signal processing unit 104 is an image that is controlled by the control unit 107 and generates a display or recording image signal by performing white balance adjustment processing and color correction processing on an imaging signal obtained from all pixels of the imaging device 102. Perform the generation process. The signal processing unit 104 also performs AE (auto exposure) processing for setting an aperture value and a shutter speed according to the brightness of the subject detected from the imaging signal. Furthermore, the signal processing unit (signal generation unit) 104 generates phase difference image signals that are paired with each other, using an imaging signal from an AF pixel row described later in the imaging element 102. The pair of phase difference image signals have a phase difference corresponding to the focus state (defocus amount) of the imaging lens.

圧縮伸張部105は、制御部107により制御され、信号処理部104からの画像信号に対してJPEG方式等の静止画データフォーマットにより圧縮符号化処理を行う。また、圧縮伸張部105は、制御部107から供給された静止画像の符号化データを伸張復号化処理する。圧縮伸張部105は、MPEG方式等によって動画像の圧縮符号化/伸張復号化処理を行ってもよい。   The compression / decompression unit 105 is controlled by the control unit 107, and performs compression encoding processing on the image signal from the signal processing unit 104 in a still image data format such as JPEG method. The compression / decompression unit 105 performs decompression / decoding processing on the encoded data of the still image supplied from the control unit 107. The compression / decompression unit 105 may perform compression encoding / decompression decoding processing of a moving image by the MPEG method or the like.

位相差検出部106は、信号処理部104により生成された対の位相差像信号を取得し、該対の位相差像信号に対して相関演算を行うことによりこれら位相差像信号の位相差を検出(算出)する。そして、検出した位相差を制御部107に送る。制御部107は、位相差に基づいて撮像レンズの焦点状態を示すデフォーカス量を算出する。さらに、制御部107は、算出したデフォーカス量から、合焦状態を得るために必要なフォーカスレンズの駆動量(以下、フォーカス駆動量という)を算出し、該フォーカス駆動量を含むフォーカス制御信号をフォーカス機構部1011に送る。フォーカス機構部1011は、制御部107からのフォーカス制御信号に従い、フォーカス駆動量だけフォーカスレンズを移動させる。これにより、撮像面位相差検出方式によるフォーカス制御としてのAF(autofocus)が行われる。   The phase difference detection unit 106 acquires a pair of phase difference image signals generated by the signal processing unit 104, and performs a correlation operation on the pair of phase difference image signals to obtain a phase difference between these phase difference image signals. Detect (calculate). Then, the detected phase difference is sent to the control unit 107. The control unit 107 calculates a defocus amount indicating the focus state of the imaging lens based on the phase difference. Further, the control unit 107 calculates a focus lens drive amount (hereinafter referred to as a focus drive amount) necessary to obtain a focused state from the calculated defocus amount, and outputs a focus control signal including the focus drive amount. This is sent to the focus mechanism unit 1011. The focus mechanism unit 1011 moves the focus lens by the focus drive amount in accordance with the focus control signal from the control unit 107. Thereby, AF (autofocus) as focus control by the imaging surface phase difference detection method is performed.

制御部107は、CPU、ROM、RAM等により構成されるマイクロコンピュータであり、ROMに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより撮像装置の全体を制御する。本実施例の制御部107は、撮像レンズのフォーカス制御を行うフォーカス制御手段および後述する欠陥画素対応処理を行う処理手段として機能する。   The control unit 107 is a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls the entire imaging apparatus by executing a computer program stored in the ROM. The control unit 107 according to the present exemplary embodiment functions as a focus control unit that performs focus control of the imaging lens and a processing unit that performs a defective pixel handling process described later.

発光部108は、信号処理部104でのAE処理において被写体の明るさが暗いと判定された場合に被写体に対して照明光を照射する。   The light emitting unit 108 irradiates the subject with illumination light when it is determined in the AE process in the signal processing unit 104 that the brightness of the subject is dark.

操作部109は、シャッタレリーズボタン等の各種操作キー、レバー、ダイヤル等を含み、ユーザによる入力操作に応じた操作信号を制御部107に出力する。   The operation unit 109 includes various operation keys such as a shutter release button, a lever, a dial, and the like, and outputs an operation signal according to an input operation by the user to the control unit 107.

画像表示部110は、LCD等の表示デバイスやこれに対するインタフェース回路等を含み、制御部107から供給される画像信号を表示用フォーマットに変換する等して画像を表示デバイスに表示させる。   The image display unit 110 includes a display device such as an LCD and an interface circuit for the display device, and displays an image on the display device by converting an image signal supplied from the control unit 107 into a display format.

画像記録部111は、撮像装置に対して着脱が可能な半導体メモリ、光ディスク、HDD、磁気テープ等により構成され、圧縮伸張部105により符号化された画像データファイルを制御部107から受け取って記憶する。また、画像記録部111は、制御部107からの読み出し制御信号に応じて画像データファイルを読み出して、制御部107に出力する。   The image recording unit 111 includes a semiconductor memory, an optical disk, an HDD, a magnetic tape, and the like that can be attached to and detached from the imaging apparatus. The image recording unit 111 receives the image data file encoded by the compression / decompression unit 105 from the control unit 107 and stores it. . Further, the image recording unit 111 reads out an image data file in accordance with a read control signal from the control unit 107 and outputs the image data file to the control unit 107.

記憶部112は、撮像装置における制御情報や撮像装置の個体ごとに製造/調整工程で調整された補正データ等を記憶する。さらに、記憶部112は、撮像素子102内の欠陥画素に関する情報(以下、欠陥画素情報という)を記憶している。欠陥画素情報は、欠陥画素のアドレス(座標)を示す情報と、欠陥画素から出力される信号のレベルを示す情報を含む。   The storage unit 112 stores control information in the imaging apparatus, correction data adjusted in the manufacturing / adjustment process for each individual imaging apparatus, and the like. Furthermore, the storage unit 112 stores information on defective pixels in the image sensor 102 (hereinafter referred to as defective pixel information). The defective pixel information includes information indicating an address (coordinates) of the defective pixel and information indicating a level of a signal output from the defective pixel.

温度検出部113は、撮像装置内における撮像素子102や制御部107等の電子部品の温度を検出し、検出した温度の情報を制御部107に送る。   The temperature detection unit 113 detects the temperature of electronic components such as the image sensor 102 and the control unit 107 in the imaging apparatus, and sends information on the detected temperature to the control unit 107.

図2には、本実施例における撮像素子102の1画素の構成を示している。画素201は、1つのマイクロレンズ202と、光電変換素子としての2つのフォトダイオード(PD)203,204とを有する。さらに、画素201は、PD203とPD204のそれぞれの信号を読み出す転送スイッチ205,206と、PD203またはPD204の信号を一時的に蓄積するフローティングディフュージョン(FD)207とを有する。画素201は、図示された構成要素以外にも後述する複数の構成要素を備えている。   FIG. 2 shows the configuration of one pixel of the image sensor 102 in this embodiment. The pixel 201 includes one microlens 202 and two photodiodes (PD) 203 and 204 as photoelectric conversion elements. Further, the pixel 201 includes transfer switches 205 and 206 that read out signals from the PD 203 and the PD 204, and a floating diffusion (FD) 207 that temporarily accumulates the signals from the PD 203 or the PD 204. The pixel 201 includes a plurality of components described later in addition to the illustrated components.

図3には、撮像素子102における画素配列を示している。撮像素子102には、2次元画像を取得するために、複数の画素を2次元アレイ状に配列している。各画素は図2に示す構成を有する。例えば画素301,302,303,304において、301L,302L,303L,304Lは図2に示したPD203に対応し、301R,302R,303R,304Rは図2に示したPD204に対応する。   FIG. 3 shows a pixel array in the image sensor 102. In the image sensor 102, a plurality of pixels are arranged in a two-dimensional array in order to acquire a two-dimensional image. Each pixel has the configuration shown in FIG. For example, in the pixels 301, 302, 303, and 304, 301L, 302L, 303L, and 304L correspond to the PD 203 shown in FIG. 2, and 301R, 302R, 303R, and 304R correspond to the PD 204 shown in FIG.

図3に示した画素配列を有する撮像素子102には、図4に示すように、撮像レンズの射出瞳を通過した光束が入射する。図4において、401は各画素の断面を示す。断面401に示すように、各画素は、マイクロレンズ202、PD203およびPD204に加えて、カラーフィルタ403を有する。中央のマイクロレンズ202を有する画素に対して、射出瞳406からの光束の中心を光軸409とする。射出瞳406からの光束は、光軸409を中心として撮像素子102に入射する。407,408は撮像レンズの射出瞳406のうち一部の領域(以下、瞳領域という)を示す。瞳領域407からの光束のうち最外周の光線を410,411で示し、瞳領域408からの光束のうち最外周の光線を412,413で示す。   As shown in FIG. 4, the light beam that has passed through the exit pupil of the imaging lens is incident on the image sensor 102 having the pixel array shown in FIG. In FIG. 4, 401 indicates a cross section of each pixel. As shown in the cross section 401, each pixel includes a color filter 403 in addition to the microlens 202, the PD 203, and the PD 204. The center of the light beam from the exit pupil 406 is defined as the optical axis 409 for the pixel having the central microlens 202. The light flux from the exit pupil 406 enters the image sensor 102 with the optical axis 409 as the center. Reference numerals 407 and 408 denote partial areas (hereinafter referred to as pupil areas) of the exit pupil 406 of the imaging lens. Outermost light rays from the pupil region 407 are indicated by 410 and 411, and outermost light rays from the pupil region 408 are indicated by 412 and 413.

図4に示すように、射出瞳406からの光束のうち、光軸409を境にして上側の光束はPD204に入射し、下側の光束はPD203に入射する。つまり、PD203とPD204はそれぞれ、射出瞳406における互いに異なる瞳領域407,408からの光束を受光する。この構成により、瞳分割が行われる。   As shown in FIG. 4, among the light beams from the exit pupil 406, the upper light beam enters the PD 204 with the optical axis 409 as a boundary, and the lower light beam enters the PD 203. That is, PD 203 and PD 204 receive light beams from different pupil regions 407 and 408 in exit pupil 406, respectively. With this configuration, pupil division is performed.

図3に示す画素行305に含まれる画素301,302,303,304において、一方の瞳領域からの光束により形成される被写体像(A像)を光電変換するPD203に対応するPD301L,302L,303L,304Lから得られる信号をA像信号とする。また、他方の射出瞳からの光束により形成される被写体像(B像)を光電変換するPD204に対応するPD301R,302R,303R,304Rから得られる信号をB像信号とする。A像信号とB像信号は、前述した互いに対をなす位相差像信号に相当する。   In the pixels 301, 302, 303, and 304 included in the pixel row 305 illustrated in FIG. 3, PDs 301L, 302L, and 303L corresponding to the PD 203 that photoelectrically converts the subject image (A image) formed by the light flux from one pupil region. , 304L is an A image signal. A signal obtained from PDs 301R, 302R, 303R, and 304R corresponding to PD 204 that photoelectrically converts a subject image (B image) formed by a light beam from the other exit pupil is referred to as a B image signal. The A image signal and the B image signal correspond to the above-described phase difference image signals that make a pair.

図5には、図2に示した画素の等価回路の構成を示す。ここでは、模式的に3列1行分の画素の等価回路を示している。図5において、図2と同じ構成要素には同じ参照符号を付している。画素201の転送スイッチ205,206はそれぞれ、転送パルスφTX1,φTX2によって駆動され、それぞれ対応するPD203,204で発生した光電荷をFD207に転送する。FD207は電荷を一時的に蓄積するバッファとしての役割を有する。501はソースフォロアとして機能する増幅MOSアンプであり、502は垂直選択パルスφSELによって画素を選択する選択スイッチである。FD207、増幅MOSアンプ501および垂直出力線503に接続された不図示の定電流源からフローティングディフュージョンアンプが構成される。   FIG. 5 shows a configuration of an equivalent circuit of the pixel shown in FIG. Here, an equivalent circuit of pixels for three columns and one row is schematically shown. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. The transfer switches 205 and 206 of the pixel 201 are driven by transfer pulses φTX1 and φTX2, respectively, and transfer the photoelectric charges generated in the corresponding PDs 203 and 204 to the FD 207, respectively. The FD 207 functions as a buffer that temporarily accumulates charges. Reference numeral 501 denotes an amplification MOS amplifier that functions as a source follower, and reference numeral 502 denotes a selection switch that selects a pixel by a vertical selection pulse φSEL. A floating diffusion amplifier is composed of a constant current source (not shown) connected to the FD 207, the amplification MOS amplifier 501 and the vertical output line 503.

選択スイッチ502で選択された画素のFD207の信号電荷は、フローティングディフュージョンアンプにより電圧に変換されて、垂直出力線503に出力され、読み出し回路103に読み出される。504はリセットパルスφRESを受けてVDDによりFD207をリセットするリセットスイッチである。   The signal charge of the FD 207 of the pixel selected by the selection switch 502 is converted into a voltage by the floating diffusion amplifier, output to the vertical output line 503, and read to the reading circuit 103. Reference numeral 504 denotes a reset switch that receives the reset pulse φRES and resets the FD 207 with VDD.

上述したように、PD203,204はそれぞれに対応する転送スイッチ205,206を有するが、画素中の回路においてFD207以降で信号読み出しに用いる回路は共有する。このような構成にすることで、画素の縮小化を図ることができる。また、図示したように転送パルスφTX1,φTX2を提供する配線は各行に配列された画素により共有される。   As described above, the PDs 203 and 204 have transfer switches 205 and 206 corresponding to the PDs 203 and 204, respectively, but the circuits used for signal readout in the circuits in the pixels after the FD 207 are shared. With such a configuration, the pixels can be reduced. Further, as shown in the drawing, the wirings that provide the transfer pulses φTX1 and φTX2 are shared by the pixels arranged in each row.

次に、撮像素子102の駆動方法について、撮像素子102の駆動パターンを示す図6のタイミングチャートを用いて説明する。図6には、1画素行分の信号を読み出し回路103に読み出す駆動における駆動パターンを示している。   Next, a method for driving the image sensor 102 will be described with reference to a timing chart of FIG. FIG. 6 shows a driving pattern in driving for reading out signals for one pixel row to the reading circuit 103.

まず、時間t601の間にリセットパルスφRESと転送パルスφTX1,φTX2とが同時に高電位(以下、Hと記す)に設定される。これにより、リセットスイッチ504と転送スイッチ205,206がオンとなり、PD203,PD204およびFD207の電位が初期電位VDDにリセットされる。その後、転送パルスφTX1,φTX2が低電位(以下、LOと記す)に設定されると、PD203およびPD204において電荷蓄積が始まる。   First, during time t601, the reset pulse φRES and the transfer pulses φTX1 and φTX2 are simultaneously set to a high potential (hereinafter referred to as H). As a result, the reset switch 504 and the transfer switches 205 and 206 are turned on, and the potentials of the PD 203, PD 204, and FD 207 are reset to the initial potential VDD. Thereafter, when transfer pulses φTX1 and φTX2 are set to a low potential (hereinafter referred to as LO), charge accumulation starts in PD 203 and PD 204.

次に、電荷蓄積時間に基づいて決められる所定時間が経過した後、時間t603において選択パルスφSELがHに設定されて選択スイッチ502がオンになることで読み出し行が選択され、1画素行分の信号の読み出し動作が行われる。また同時にリセットパルスφRESがLOに設定されて、FD207のリセットが解除される。   Next, after a lapse of a predetermined time determined based on the charge accumulation time, the selection pulse φSEL is set to H at time t603 and the selection switch 502 is turned on, so that a reading row is selected. A signal read operation is performed. At the same time, the reset pulse φRES is set to LO, and the reset of the FD 207 is released.

時間t603のうち時間t604の間にφTNがHに設定されると、読み出し回路103によりFD207のリセット信号であるN信号が読み出されて記録される。なお、図示はしないが、読み出し回路103は、φTN、φS1およびφS2の制御に基づいて、FD207の電位を垂直出力線503を介して読み出して記録する。   When φTN is set to H during time t604 out of time t603, the readout circuit 103 reads and records the N signal that is a reset signal of the FD 207. Although not shown, the read circuit 103 reads and records the potential of the FD 207 via the vertical output line 503 based on the control of φTN, φS1, and φS2.

次に、時間t603のうち時間t605の間に転送パルスφTX1とφS1とが同時にHに設定されて転送スイッチ205がオンになることで、PD203の光信号とノイズ信号の加算信号である第1PD信号とが読み出し回路103により読み出されて記録される。   Next, the transfer pulses φTX1 and φS1 are simultaneously set to H during the time t605 of the time t603 and the transfer switch 205 is turned on, whereby the first PD signal that is an addition signal of the optical signal of the PD 203 and the noise signal is turned on. Are read and recorded by the reading circuit 103.

次に、リセットスイッチ504をオンしない状態で、時間t603のうち時間t606の間に転送パルスφTX1,φTX2とφS2とが同時にHに設定されることで、転送スイッチ205,206がオンになる。これにより、PD203の光信号とPD204の光信号とノイズ信号とが混合された加算信号である第2PD信号が読み出し回路103よりに読み出されて記録される。時間t605において一度転送パルスφTX1がオンに設定されてPD203の信号がFD207に読み出されているので、時間t606では転送パルスφTX1はオフ状態でもよい。また、厳密には、時間t601の終了から時間t606の終了までが電荷蓄積時間t602となる。なお、転送パルスφTX2をHに設定してPD204をリセットするタイミングを、時間t605と時間t606との時間差分、遅らせてもよい。   Next, with the reset switch 504 not turned on, the transfer pulses φTX1, φTX2, and φS2 are simultaneously set to H during the time t606 of the time t603, so that the transfer switches 205 and 206 are turned on. As a result, the second PD signal, which is an addition signal obtained by mixing the optical signal of the PD 203, the optical signal of the PD 204, and the noise signal, is read out and recorded by the readout circuit 103. At time t605, the transfer pulse φTX1 is once set on and the signal of the PD 203 is read out to the FD 207. Therefore, at time t606, the transfer pulse φTX1 may be off. Strictly speaking, the charge accumulation time t602 is from the end of the time t601 to the end of the time t606. Note that the timing for resetting the PD 204 by setting the transfer pulse φTX2 to H may be delayed by a time difference between the time t605 and the time t606.

以上の動作で読み出し回路103により読み出されたN信号、第1PD信号および第2PD信号に基づいて、第1PD信号からノイズ信号を差分したA像信号と、第2PD信号からノイズ信号を差分した画像信号とが撮像素子102から出力される。この画像信号はPD203とPD204の信号を合成した信号(A+B像信号)であるので、該画像信号からA像信号を減算することでB像信号を生成することができる。   Based on the N signal, the first PD signal, and the second PD signal read out by the readout circuit 103 by the above operation, the A image signal obtained by subtracting the noise signal from the first PD signal and the image obtained by subtracting the noise signal from the second PD signal. The signal is output from the image sensor 102. Since this image signal is a signal (A + B image signal) obtained by synthesizing the signals of PD 203 and PD 204, a B image signal can be generated by subtracting the A image signal from the image signal.

次に、本実施例の撮像装置において行われるフォーカス制御のための処理(フォーカス制御処理)について、図7のフローチャートを用いて説明する。制御部107は、コンピュータプログラムである制御プログラムに従って、このフォーカス制御処理を行う。なお、ここでは、画像表示部110に電子ファインダ画像(ライブビュー画像)としての表示用画像信号または記録用画像信号を生成する画像生成処理を行いながら撮像面位相差検出方式AFを行う場合について説明する。   Next, focus control processing (focus control processing) performed in the imaging apparatus according to the present exemplary embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The control unit 107 performs this focus control process according to a control program that is a computer program. Here, the case where the imaging plane phase difference detection AF is performed while performing image generation processing for generating a display image signal or a recording image signal as an electronic viewfinder image (live view image) on the image display unit 110 will be described. To do.

まず、ステップS701では、制御部107は、操作部109におけるAF開始ボタンがON操作されたか否かを判定し、ON操作された場合にはステップS702へ進む。なお、AF開始ボタンがON操作されたか否かの判定に代えて、電子ファインダ画像の表示や動画像の記録を開始したか否かを判定してもよい。   First, in step S701, the control unit 107 determines whether or not the AF start button in the operation unit 109 has been turned on. If the operation has been turned on, the control unit 107 proceeds to step S702. Instead of determining whether or not the AF start button has been turned ON, it may be determined whether or not display of an electronic viewfinder image or recording of a moving image has started.

ステップS702では、制御部107は、光学鏡筒101における撮像レンズの各種設定情報(レンズ情報)を取得する。   In step S <b> 702, the control unit 107 acquires various setting information (lens information) of the imaging lens in the optical barrel 101.

次に、ステップS703では、制御部107は、位相差検出部106に、撮像素子102のAF画素行からの撮像信号に基づいて信号処理部104により逐次生成される位相差像信号(A像信号およびB像信号)を取得させる。本実施例では、位相差検出部106に、上述したようにA+B像信号からのA像信号の減算によってB像信号を生成させる。   Next, in step S703, the control unit 107 causes the phase difference detection unit 106 to sequentially generate a phase difference image signal (A image signal) generated by the signal processing unit 104 based on the imaging signal from the AF pixel row of the imaging element 102. And B image signal). In this embodiment, the phase difference detection unit 106 generates the B image signal by subtracting the A image signal from the A + B image signal as described above.

次に、ステップS704では、制御部107は、位相差像信号および画像信号に対する欠陥画素対応処理の選択処理を行う。欠陥画素対応処理およびその選択処理については後に詳しく説明する。   Next, in step S <b> 704, the control unit 107 performs selection processing of defective pixel correspondence processing for the phase difference image signal and the image signal. The defective pixel handling process and its selection process will be described in detail later.

次に、ステップS705では、制御部107は、位相差検出部106に、A像信号およびB像信号に対する相関演算を行わせて、これらA像およびB像信号の位相差を検出させる。さらに、制御部107は、位相差に基づいて撮像レンズのデフォーカス量を算出する。   Next, in step S705, the control unit 107 causes the phase difference detection unit 106 to perform a correlation operation on the A image signal and the B image signal to detect the phase difference between these A image and B image signals. Further, the control unit 107 calculates the defocus amount of the imaging lens based on the phase difference.

次に、ステップS706では、制御部107は、ステップS704で算出したデフォーカス量に基づいてフォーカス駆動量を算出する。   Next, in step S706, the control unit 107 calculates a focus drive amount based on the defocus amount calculated in step S704.

続いてステップS707では、制御部107は、フォーカス駆動量を含むフォーカス制御信号をフォーカス機構部1011に送り、フォーカスレンズを駆動させる。これにより、AFを完了する。   Subsequently, in step S707, the control unit 107 sends a focus control signal including the focus drive amount to the focus mechanism unit 1011 to drive the focus lens. Thereby, AF is completed.

なお、この後は、ステップS701からの処理を繰り返し行ったり、被写体の状況の変化を検出して再度、該処理を行ったりしてもよい。   After this, the process from step S701 may be repeated, or the process may be performed again by detecting a change in the state of the subject.

次に、図8および図9を用いて、ステップS704で行う欠陥画素対応処理の選択処理について説明する。本実施例では、撮像素子102の全画素のうちAFにより撮像レンズのピントを合わせる目標である被写体の光学像(被写体像)の少なくとも一部を光電変換して位相差像信号を生成するための撮像信号を出力する2以上の画素の集合を位相差検出画素群とする。位相差検出画素群は、ユーザの選択操作に応じて又は制御部107が所定のアルゴリズムによって撮像画面内にて選択される焦点検出領域に対応する2以上の画素である。そして、以下の説明では、位相差検出画素群を水平方向に1列に並んだ2以上の画素からなる画素行とし、この画素行をAF画素行という。   Next, the defective pixel handling process selection process performed in step S704 will be described with reference to FIGS. In this embodiment, among all the pixels of the image sensor 102, a phase difference image signal is generated by photoelectrically converting at least a part of an optical image (subject image) of a subject that is a target for focusing an imaging lens by AF. A set of two or more pixels that output an imaging signal is defined as a phase difference detection pixel group. The phase difference detection pixel group is two or more pixels corresponding to a focus detection region selected in the imaging screen by the control unit 107 according to a user's selection operation or by a predetermined algorithm. In the following description, the phase difference detection pixel group is defined as a pixel row including two or more pixels arranged in one column in the horizontal direction, and this pixel row is referred to as an AF pixel row.

選択処理では、制御部107は、AF画素行に欠陥画素が含まれるか否かを判定する。そして、AF画素行に欠陥画素が含まれている場合に、その欠陥画素の信号レベルに応じて、位相差像信号と画像信号に対する欠陥画素対応処理を行うか否かを選択する。欠陥画素対応処理は、詳しくは後述するが、位相差像信号または画像信号に対する補正処理やAF画素行の変更処理を含む。   In the selection process, the control unit 107 determines whether or not a defective pixel is included in the AF pixel row. Then, when a defective pixel is included in the AF pixel row, whether or not to perform defective pixel correspondence processing on the phase difference image signal and the image signal is selected according to the signal level of the defective pixel. As will be described in detail later, the defective pixel handling process includes a correction process for the phase difference image signal or the image signal and an AF pixel row changing process.

図8には欠陥画素が位相差検出に与える影響を示し、図9のフローチャートには選択処理の流れを示している。   FIG. 8 shows the influence of defective pixels on phase difference detection, and the flowchart of FIG. 9 shows the flow of selection processing.

AF画素行において、図8(a)に示すような信号波形のA像信号(点線)およびB像信号(実線)が得られたとする。図8(a)の横軸はAF画素行における画素番号(画素No)を示し、縦軸はA像およびB像信号の値(ADカウント数)を示している。   Assume that an A image signal (dotted line) and a B image signal (solid line) having signal waveforms as shown in FIG. 8A are obtained in the AF pixel row. In FIG. 8A, the horizontal axis indicates the pixel number (pixel No.) in the AF pixel row, and the vertical axis indicates the values of the A image and B image signals (AD count number).

A像信号とB像信号は本来は同波形を有する信号である。しかし、例えばAF画素行に含まれる1画素のうちA像信号を生成するためのPDに欠陥があると、B像信号とは異なる波形のA像信号が得られる。このような画素を欠陥画素という。欠陥画素がなければ、A像信号とB像信号は一致するので、A像信号とB像信号の位相差は0となり、結果としてデフォーカス量も0である。しかし、欠陥画素があると、その欠陥画素の位置と信号レベルとに応じてA像信号とB像信号の位相差が0に対して変化し、この変化した位相差分がデフォーカス量の誤差となる。   The A image signal and the B image signal are signals having the same waveform. However, for example, if there is a defect in the PD for generating the A image signal in one pixel included in the AF pixel row, an A image signal having a waveform different from that of the B image signal is obtained. Such a pixel is called a defective pixel. If there is no defective pixel, the A image signal and the B image signal coincide with each other, so that the phase difference between the A image signal and the B image signal is 0, and as a result, the defocus amount is also 0. However, if there is a defective pixel, the phase difference between the A image signal and the B image signal changes with respect to 0 in accordance with the position and signal level of the defective pixel, and this changed phase difference is the error in the defocus amount. Become.

本実施例の撮像装置の製造工程では、図3に示す画素配列を有する撮像素子102に対して欠陥画素の有無を撮像装置への組み付け前にチェックする。仮にそのチェックで欠陥画素が発見された場合には、その欠陥画素の位置と信号レベルとを含む欠陥画素情報を記憶部112に記憶する。このときの信号レベルは、撮像素子102に全く光が入射しないダーク状態での信号レベルである。ダーク状態での信号レベルは本来は0であるが、欠陥画素では常に0からオフセットした信号レベルの信号が出力される。以下の説明において、欠陥画素から出力される信号を欠陥画素信号という。   In the manufacturing process of the image pickup apparatus according to the present embodiment, the image pickup element 102 having the pixel arrangement shown in FIG. If a defective pixel is found by the check, defective pixel information including the position of the defective pixel and the signal level is stored in the storage unit 112. The signal level at this time is a signal level in a dark state where no light is incident on the image sensor 102. The signal level in the dark state is originally 0, but a signal having a signal level offset from 0 is always output in the defective pixel. In the following description, a signal output from a defective pixel is referred to as a defective pixel signal.

本実施例においては、各画素のPD203とPD204のそれぞれから別々に得る対の位相差像信号に対する欠陥画素情報と、PD203とPD204のそれぞれからの信号を合成して得る画像信号に対する欠陥画素情報とを分けて記憶部112に記憶する。なお、位相差像信号に対する欠陥画素情報として、PD203の欠陥画素情報とPD204の欠陥画素情報とを分けて記憶部112に記憶してもよい。また、画像信号に対する欠陥画素の信号レベルとして、PD203とPD204からの信号を足し合わせた信号レベルを記憶してもよい。   In this embodiment, defective pixel information for a pair of phase difference image signals obtained separately from each of PD 203 and PD 204 of each pixel, and defective pixel information for an image signal obtained by synthesizing signals from each of PD 203 and PD 204, Are stored in the storage unit 112 separately. Note that the defective pixel information of the PD 203 and the defective pixel information of the PD 204 may be separately stored in the storage unit 112 as defective pixel information for the phase difference image signal. Further, a signal level obtained by adding signals from the PD 203 and the PD 204 may be stored as the signal level of the defective pixel with respect to the image signal.

以下の説明において、欠陥画素の信号レベルを欠陥信号レベルという。本実施例では、欠陥信号レベルを位相差像信号のコントラスト(位相差像信号の最大値と最小値の差)で除した値、つまりコントラストに対する比率で表現する。これは、位相差を求めるための相関演算は一般に位相差像信号のコントラストに大きく依存するため、欠陥画素の影響を考えるには、欠陥信号レベルをコントラストに対する比率に換算した方が都合が良いからである。位相差像信号のコントラストは、ここではA像信号に対して欠陥画素が存在し、B像信号に対しては欠陥画素が存在しない場合を想定しているため、B像信号を用いてコントラストを計算する。   In the following description, the signal level of the defective pixel is referred to as a defective signal level. In this embodiment, the defect signal level is expressed by a value obtained by dividing the defect signal level by the contrast of the phase difference image signal (difference between the maximum value and the minimum value of the phase difference image signal), that is, the ratio to the contrast. This is because the correlation calculation for obtaining the phase difference generally depends largely on the contrast of the phase difference image signal, so it is more convenient to convert the defect signal level into a ratio to the contrast in order to consider the influence of the defective pixel. It is. Here, the contrast of the phase difference image signal is assumed to be such that a defective pixel exists for the A image signal and no defective pixel exists for the B image signal. calculate.

図8(a)に示す画素Noがi=0〜64の全65画素から得られるB像信号の値をB(i)とすると、コントラストPBは、位相差像信号の最大値Max{B(i)}と最小値Min{(Bi)}を用いて、
PB=Max{B(i)}−Min{(Bi)}
で計算される。なお、A像信号に対して欠陥画素が存在せず、B像信号に対して欠陥画素が存在する場合は、A像信号の値A(i)を用いてコントラストPBを算出すればよい。
Assuming that the value of the B image signal obtained from all 65 pixels having pixel numbers i = 0 to 64 shown in FIG. 8A is B (i), the contrast PB is the maximum value Max {B ( i)} and the minimum value Min {(Bi)},
PB = Max {B (i)}-Min {(Bi)}
Calculated by If no defective pixel exists for the A image signal and there is a defective pixel for the B image signal, the contrast PB may be calculated using the value A (i) of the A image signal.

予め記憶部112に欠陥画素情報の一部として記憶された欠陥信号レベルをnとするとき、正規化された欠陥信号レベルS_lvlは、
S_lvl=n/PB
で求められる。
When the defect signal level stored in advance as part of the defective pixel information in the storage unit 112 is n, the normalized defect signal level S_lvl is
S_lvl = n / PB
Is required.

A像信号に対して1画素だけ存在する欠陥画素の欠陥信号レベルS_lvl=+40[%]であるとする。図8(b)には、この欠陥画素が上記全65画素のうち各画素Noの位置に存在する場合に最終的に得られるデフォーカス量が真のデフォーカス量(=0)に対してどれだけずれるか(誤差を有するか)を示している。   It is assumed that the defect signal level S_lvl = + 40 [%] of a defective pixel that exists for only one pixel with respect to the A image signal. FIG. 8B shows which defocus amount finally obtained when this defective pixel is present at the position of each pixel No. among the above 65 pixels with respect to the true defocus amount (= 0). It is shown that it shifts only (has an error).

図8(b)から分かるように、欠陥信号レベルが一定(+40%)であっても、欠陥画素がどの画素Noの位置に存在するかによって、デフォーカス量の誤差が異なる。例えば、図8(b)に示した例では、S_lvl=+40[%]の場合のデフォーカス量の最大誤差は、欠陥画素が画素No=30および37の位置に存在する場合の±50[μm]である。このデフォーカス量の最大誤差が分かっていれば、実際に行われるAFの誤差(以下、実AF誤差という)が撮像装置に求められるAF精度の範囲(以下、要求AF精度範囲という)内に収まる欠陥信号レベルが決まる。   As can be seen from FIG. 8B, even when the defect signal level is constant (+ 40%), the error in the defocus amount varies depending on the position of the pixel No where the defective pixel exists. For example, in the example shown in FIG. 8B, the maximum error of the defocus amount when S_lvl = + 40 [%] is ± 50 [μm when defective pixels exist at the positions of pixel No = 30 and 37. ]. If the maximum defocus amount error is known, the AF error actually performed (hereinafter referred to as the actual AF error) falls within the AF accuracy range (hereinafter referred to as the required AF accuracy range) required of the imaging apparatus. The defect signal level is determined.

図9において、選択処理を開始した制御部107は、ステップS7041において、撮像素子102のうちAF画素行に欠陥画素が存在するか否かを記憶部112に記憶されている位相差像信号に対する欠陥画素情報を用いて判定する。AF画素行に欠陥画素が存在しない場合は、制御部107は、そのまま位相差像信号および画像信号の使用を許可して本処理を終了する。一方、AF画素行に欠陥画素が存在する場合はステップS7042に進む。   In FIG. 9, the control unit 107 that has started the selection process determines whether or not there is a defective pixel in the AF pixel row of the image sensor 102 in step S <b> 7041 with respect to the phase difference image signal stored in the storage unit 112. Determination is performed using pixel information. If there is no defective pixel in the AF pixel row, the control unit 107 allows the use of the phase difference image signal and the image signal as it is, and ends this processing. On the other hand, if a defective pixel exists in the AF pixel row, the process proceeds to step S7042.

ステップS7042では、制御部107は、欠陥画素の欠陥信号レベルS_lvlが位相差用閾値(所定値)より高いか否か、すなわち欠陥画素を用いた場合の実AF誤差が要求AF精度範囲から逸脱するか否かを判定する。欠陥信号レベルが位相差用閾値より高い場合は、その欠陥信号レベルが、その欠陥画素からの欠陥画素信号を含む位相差像信号の補正が必要となる信号レベル(以下、位相差欠陥補正レベルという)であるとしてステップS7043に進む。一方、欠陥信号レベルS_lvlが閾値と同じかより低く、欠陥信号レベルが位相差欠陥補正レベルではない(実AF誤差が要求AF精度範囲に収まる)場合は、ステップS7044に進む。   In step S7042, the control unit 107 determines whether or not the defect signal level S_lvl of the defective pixel is higher than the phase difference threshold (predetermined value), that is, the actual AF error when the defective pixel is used deviates from the required AF accuracy range. It is determined whether or not. When the defect signal level is higher than the phase difference threshold, the defect signal level is a signal level that requires correction of a phase difference image signal including a defective pixel signal from the defective pixel (hereinafter referred to as a phase difference defect correction level). ), The process proceeds to step S7043. On the other hand, if the defect signal level S_lvl is equal to or lower than the threshold value and the defect signal level is not the phase difference defect correction level (the actual AF error falls within the required AF accuracy range), the process proceeds to step S7044.

ステップS7043では、制御部107は、記憶部112に記憶されている画像信号に対する欠陥画素情報を用いて、画像信号に対する補間補正処理を行うか否かを判定(選択)する。   In step S7043, the control unit 107 determines (selects) whether or not to perform interpolation correction processing on the image signal using defective pixel information on the image signal stored in the storage unit 112.

ここで、画像信号に対する欠陥画素情報には、欠陥画素の位置と信号レベルの情報に加えて、温度、撮像素子102の感度および露出時間に応じた画像信号用閾値を示すテーブルが含まれる。画像信号用閾値は、これよりも高い欠陥信号レベルを、それを有する欠陥画素信号を含む画像信号の補正が必要となる信号レベル(以下、画像欠陥補正レベル)と判定するために用いられる。制御部107は、温度検出部113から得られる撮像素子102の動作温度、ユーザ操作等により感度指定された場合の撮像素子102の感度およびAE処理により設定されたシャッタ速度(露光時間)に応じた画像欠陥補正レベルを上記テーブルから読み出す。そして、欠陥画素の欠陥信号レベルが画像欠陥補正レベルである場合はステップS7045に進み、該欠陥信号レベルが画像欠陥補正レベルではない場合はステップS7046に進む。   Here, the defective pixel information for the image signal includes a table indicating the threshold value for the image signal in accordance with the temperature, the sensitivity of the image sensor 102 and the exposure time, in addition to the information on the position of the defective pixel and the signal level. The image signal threshold is used to determine a defect signal level higher than this as a signal level (hereinafter referred to as an image defect correction level) that requires correction of an image signal including a defective pixel signal having the defect signal level. The control unit 107 corresponds to the operating temperature of the image sensor 102 obtained from the temperature detection unit 113, the sensitivity of the image sensor 102 when the sensitivity is designated by a user operation, and the shutter speed (exposure time) set by the AE process. The image defect correction level is read from the table. If the defect signal level of the defective pixel is the image defect correction level, the process proceeds to step S7045. If the defect signal level is not the image defect correction level, the process proceeds to step S7046.

ステップS7045では、制御部107は、位相差像信号と画像信号の双方に対して補間補正処理を行うか、またはAF画素行を欠陥画素を含まない画素行に変更する処理を行う一方で画像信号に対して補間補正処理を行うかする。AF画素行の変更処理を行った場合は、制御部107は、信号処理部104に変更後のAF画素行からの撮像信号を用いて新たな位相差像信号を生成させる。   In step S7045, the control unit 107 performs an interpolation correction process on both the phase difference image signal and the image signal, or performs a process of changing the AF pixel row to a pixel row that does not include a defective pixel, while the image signal Do interpolation correction processing be performed for? When the AF pixel row changing process is performed, the control unit 107 causes the signal processing unit 104 to generate a new phase difference image signal using the imaging signal from the AF pixel row after the change.

補間補正処理は、欠陥画素の周辺に存在する正常な画素の信号値を用いて欠陥画素の補正後の信号値を計算することで行う。また、AF画素行の変更処理は、欠陥画素の近傍の画素行(例えば、欠陥画素に隣接する画素行)であって欠陥画素を含まない画素行に変更することで行う。この後、制御部107は、本処理を終了する。   The interpolation correction process is performed by calculating a signal value after correcting the defective pixel using a signal value of a normal pixel existing around the defective pixel. Further, the AF pixel row changing process is performed by changing the pixel row to a pixel row in the vicinity of the defective pixel (for example, a pixel row adjacent to the defective pixel) that does not include the defective pixel. Thereafter, the control unit 107 ends this process.

ステップS7046では、制御部107は、位相差像信号に対して補間補正処理を行い、画像信号に対する補正処理は行わずに画像信号を出力する処理を行う。そして、本処理を終了する。   In step S7046, the control unit 107 performs an interpolation correction process on the phase difference image signal, and performs a process of outputting the image signal without performing the correction process on the image signal. Then, this process ends.

また、ステップS7044では、制御部107は、ステップS7043と同様に、画像信号を補正する(欠陥画素の欠陥信号レベルが画像欠陥補正レベルである)か否かを判定する。そして、欠陥画素の欠陥信号レベルが画像欠陥補正レベルである場合はステップS7047に進む。一方、欠陥信号レベルが画像欠陥補正レベルではない場合は、画像信号に対する補正処理を行わずに画像信号を出力する処理を行い、本処理を終了する。   In step S7044, as in step S7043, the control unit 107 determines whether to correct the image signal (the defect signal level of the defective pixel is the image defect correction level). If the defect signal level of the defective pixel is the image defect correction level, the process proceeds to step S7047. On the other hand, when the defect signal level is not the image defect correction level, the process of outputting the image signal is performed without performing the correction process on the image signal, and this process is terminated.

ステップS7047では、制御部107は、ステップS7045で説明した画像信号に対する補間補正処理のみを行い、位相差像信号に対する補正処理を行わずに該位相差像信号を位相差検出部106に出力して位相差を検出させる処理を行う。そして、本処理を終了する。   In step S7047, the control unit 107 performs only the interpolation correction process on the image signal described in step S7045, and outputs the phase difference image signal to the phase difference detection unit 106 without performing the correction process on the phase difference image signal. A process for detecting the phase difference is performed. Then, this process ends.

このように本実施例では、欠陥画素信号を含む位相差像信号と画像信号のそれぞれに対して、別々の欠陥信号レベルの閾値(位相差用および画像信号用閾値)を用いて、位相差像信号と画像信号に対して別々に欠陥画素対応処理を行うか否かを判定(選択)する。このため、位相差像信号と画像信号とで欠陥画素対応処理の対象とすべき欠陥信号レベル(位相差欠陥補正レベルと画像欠陥補正レベル)が異なっている場合に、位相差像信号と画像信号のそれぞれに対して適切な欠陥画素対応処理を行うことができる。   As described above, in this embodiment, a phase difference image is obtained by using threshold values (phase difference and image signal threshold values) of different defect signals for each of the phase difference image signal and the image signal including the defective pixel signal. It is determined (selected) whether or not to perform defective pixel correspondence processing separately on the signal and the image signal. Therefore, when the defect signal level (phase difference defect correction level and image defect correction level) to be subjected to defective pixel correspondence processing is different between the phase difference image signal and the image signal, the phase difference image signal and the image signal An appropriate defective pixel handling process can be performed for each of the above.

次に、本発明の実施例2である撮像装置について説明する。本実施例では、AF画素列(位相差検出画素群)に欠陥画素が存在する場合に、焦点検出(つまりはAF)の精度が許容される範囲で欠陥画素を有効利用する。   Next, an image pickup apparatus that is Embodiment 2 of the present invention will be described. In this embodiment, when a defective pixel exists in the AF pixel row (phase difference detection pixel group), the defective pixel is effectively used within a range where the accuracy of focus detection (that is, AF) is allowed.

本実施例の撮像装置の構成は実施例1(図1)に示した撮像装置と同じであり、本実施例において実施例1との共通する構成要素には実施例1と同符号を付して説明に代える。また、本実施例におけるフォーカス制御処理の基本的な流れは、実施例1(図7)に示したものと同じである。ただし、図7のステップS704で行われる欠陥画素対応処理の選択処理が実施例1とは異なる。また本実施例における欠陥画素対応処理は、位相差像信号に対する補正処理またはAF画素行の変更処理である。   The configuration of the image pickup apparatus of the present embodiment is the same as that of the image pickup apparatus shown in the first embodiment (FIG. 1). In this embodiment, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment. Instead of explanation. Further, the basic flow of the focus control process in this embodiment is the same as that shown in the first embodiment (FIG. 7). However, the selection process of the defective pixel handling process performed in step S704 in FIG. Further, the defective pixel handling process in this embodiment is a correction process for the phase difference image signal or an AF pixel row changing process.

本実施例において、制御部(フォーカス制御手段および処理手段)107は、位相差検出部106から得られる位相差に対してデフォーカス変換係数を乗じることで撮像レンズのデフォーカス量を算出する。本実施例では、このデフォーカス変換係数に応じて焦点検出の精度が許容できる範囲で欠陥画素を有効利用することが可能な撮像装置について説明する。   In this embodiment, the control unit (focus control unit and processing unit) 107 calculates the defocus amount of the imaging lens by multiplying the phase difference obtained from the phase difference detection unit 106 by the defocus conversion coefficient. In the present embodiment, an imaging apparatus capable of effectively using defective pixels within a range in which focus detection accuracy can be allowed according to the defocus conversion coefficient will be described.

図10および図11には、デフォーカス変換係数の求め方を示している。撮像素子102には、光学鏡筒101内においてフォーカスレンズや変倍レンズ等のレンズを保持するレンズ保持枠1040,1041および絞り機構部1013内の光学絞り等の構成部材によって制限された光束が入射する。   10 and 11 show how to obtain the defocus conversion coefficient. The image sensor 102 receives light beams limited by lens holding frames 1040 and 1041 that hold lenses such as a focus lens and a variable power lens in the optical barrel 101 and components such as an optical diaphragm in the diaphragm mechanism unit 1013. To do.

図10には、撮像素子の中央付近の画素(以下、中央画素という)に対して射出瞳面1001の位置にある光学絞りによって光束が制限されている(ケラレが生じている)様子を示している。図10において、1003は撮像レンズの予定結像面に位置する撮像素子を示し、1004は予定結像面からずれた位置(デフォーカス量1029に対応する位置)にある撮像素子を示している。1005は撮像レンズの光軸であり、1006は撮像素子1003上での光軸位置を示している。また、1007,1008は光学絞りによって制限された光束(以下、制限光束という)のうち最外周の光線を示し、1009,1020は光学絞りによって制限されていない光束(以下、非制限光束という)のうち最外周の光線を示している。また、制限光束(1007,1008)のうち位相差検出用光束を1021,1022で示し、これら位相差検出用光束1021,1022の重心をそれぞれ1025,1026で示す。さらに、非制限光束(1009,1020)のうち位相検出用光束を1023,1024で示し、これら位相検出用光束1023,1024の重心をそれぞれ1027,1028で示す。   FIG. 10 shows a state in which the light beam is limited (the vignetting is generated) by the optical aperture located at the exit pupil plane 1001 with respect to the pixel near the center of the image sensor (hereinafter referred to as the center pixel). Yes. In FIG. 10, reference numeral 1003 denotes an image pickup element positioned on the planned image formation plane of the image pickup lens, and reference numeral 1004 denotes an image pickup element at a position shifted from the planned image formation plane (position corresponding to the defocus amount 1029). Reference numeral 1005 denotes an optical axis of the imaging lens, and reference numeral 1006 denotes an optical axis position on the imaging element 1003. Reference numerals 1007 and 1008 denote the outermost rays among the light beams limited by the optical diaphragm (hereinafter referred to as “restricted light beams”), and reference numerals 1009 and 1020 denote light beams that are not limited by the optical diaphragm (hereinafter referred to as “unrestricted light beams”). The outermost rays are shown. Further, among the limited light beams (1007, 1008), the phase difference detection light beams are denoted by 1021, 1022, and the centers of gravity of the phase difference detection light beams 1021, 1022 are denoted by 1025, 1026, respectively. Further, among the unrestricted light beams (1009, 1020), the phase detection light beams are indicated by 1023 and 1024, and the centers of gravity of the phase detection light beams 1023 and 1024 are indicated by 1027 and 1028, respectively.

図11には、中央画素における射出瞳面1001でのケラレによる入射光束の重心位置の変化を示している。図11において、1033,1034はそれぞれ、中央画素に入射する制限光束(1007,1008)および非制限光束(1009,1020)が通過する瞳領域を示す。また、1035は図2に示したPD203に対するA像を形成する光束の入射角特性を示し、1036は図2に示したPD204に対するB像を形成する光束の入射角特性を示す。PD203,204には、円形の瞳領域1033,1034を通過した上記光束の一部である位相差検出用光束が、入射角特性1035,1036の内側に等高線で示した感度分布をPD203,204に与えるように入射する。このため、位相差検出用光束に対するPD203,204の感度分布の重心をそれぞれ求めることで、位相差検出用光束が制限光束である場合と非制限光束である場合とでの上記重心の間隔を求めることができる。PD203,204の感度分布および撮像レンズの口径の情報を測定または計算により求めて記憶しておくことで、これらの情報を用いて、位相差からデフォーカス量を算出するためのデフォーカス変換係数を求めることができる。   FIG. 11 shows a change in the gravity center position of the incident light beam due to vignetting on the exit pupil plane 1001 in the central pixel. In FIG. 11, reference numerals 1033 and 1034 respectively denote pupil regions through which the restricted light beam (1007, 1008) and the unrestricted light beam (1009, 1020) incident on the central pixel pass. Reference numeral 1035 denotes an incident angle characteristic of a light beam forming an A image with respect to the PD 203 shown in FIG. 2, and reference numeral 1036 denotes an incident angle characteristic of a light beam forming a B image to the PD 204 shown in FIG. In the PDs 203 and 204, the phase difference detection light beam, which is a part of the light beam that has passed through the circular pupil regions 1033 and 1034, has a sensitivity distribution indicated by contour lines inside the incident angle characteristics 1035 and 1036. Incident to give. Therefore, the center of gravity of the sensitivity distribution of the PDs 203 and 204 with respect to the phase difference detection light beam is obtained, thereby obtaining the distance between the center of gravity when the phase difference detection light beam is a restricted light beam and when it is an unrestricted light beam. be able to. By obtaining and storing information on the sensitivity distribution of the PDs 203 and 204 and the aperture of the imaging lens by measurement or calculation, a defocus conversion coefficient for calculating the defocus amount from the phase difference is obtained using the information. Can be sought.

図10においてデフォーカス量1029をDEFとし、撮像素子1003から射出瞳面1001までの距離1030をLとする。また、制限光束(1007,1008)のうちPD203,204に入射する位相差検出用光束による感度分布の重心1026,1025の間隔をG1とし、該位相差検出用光束により形成されるA像とB像の像ずれ量(位相差)をPRED1(1031)とする。さらに、非制限光束(1009,1020)のうちPD203,204に入射する位相差検出用光束による感度分布の重心1028,1027の間隔をG2とし、該入射光束により形成されるA像とB像の像ずれ量(位相差)をPRED2(1032)とする。そして、位相差PRED1,PRED2をデフォーカス量に変換するためのデフォーカス変換係数をそれぞれK1,K2とするとき、以下の式によってデフォーカス量が求まる。   In FIG. 10, the defocus amount 1029 is DEF, and the distance 1030 from the image sensor 1003 to the exit pupil plane 1001 is L. In addition, the distance between the gravity centers 1026 and 1025 of the sensitivity distribution by the phase difference detection light beams incident on the PDs 203 and 204 in the limited light beams (1007 and 1008) is G1, and the A image and B formed by the phase difference detection light beams The image shift amount (phase difference) of the image is PRED1 (1031). Further, the distance between the gravity centers 1028 and 1027 of the sensitivity distribution due to the phase difference detection light beam incident on the PDs 203 and 204 of the unrestricted light beam (1009 and 1020) is G2, and the A image and the B image formed by the incident light beam are G2. The amount of image shift (phase difference) is PRED2 (1032). When the defocus conversion coefficients for converting the phase differences PRED1 and PRED2 into the defocus amounts are K1 and K2, respectively, the defocus amounts are obtained by the following equations.

DEF=K1×PRED1
DEF=K2×PRED2
デフォーカス変換係数K1,K2はそれぞれ、以下の式によって求まる。
DEF = K1 × PRED1
DEF = K2 × PRED2
The defocus conversion coefficients K1 and K2 are obtained by the following equations, respectively.

K1=L/G1(光束が制限されているとき)
K2=L/G2(光束が制限されていないとき)
上記式において、G1<G2であることからK1>K2となる。これは、一般に位相差検出用光束が制限されているほど、デフォーカス変換係数Kの値が大きくなることを意味する。
K1 = L / G1 (when the luminous flux is limited)
K2 = L / G2 (when the luminous flux is not restricted)
In the above formula, since G1 <G2, K1> K2. This generally means that the value of the defocus conversion coefficient K increases as the phase difference detection light beam is limited.

位相差を検出する画素が光軸位置近傍にない場合は、射出瞳面1001以外の位置にある光学絞りによって位相差検出用光束のケラレが生じる。また、光学絞りよりF値が明るい場合でも撮像レンズにおける光学絞り以外のレンズ保持枠に対応した射出瞳によって光束のケラレが発生する。   When the pixel for detecting the phase difference is not in the vicinity of the optical axis position, vignetting of the phase difference detecting light beam is caused by the optical diaphragm located at a position other than the exit pupil plane 1001. Further, even when the F value is brighter than the optical diaphragm, vignetting of the light flux occurs due to the exit pupil corresponding to the lens holding frame other than the optical diaphragm in the imaging lens.

図12には、撮像素子の中央(光軸位置)から離れた像高に位置する画素(以下、周辺画素という)に対して、レンズ保持枠によって制限された光束が入射する様子を示している。図12において、1103は撮像レンズの予定結像面に位置する撮像素子を示し、1104は予定結像面からずれた位置(デフォーカス量1129に対応する位置)にある撮像素子を示している。1105は撮像レンズの光軸であり、1106は撮像素子1103上での光軸位置を示す。1107は撮像素子1003に最も近い位置にあるレンズ保持枠1140により制限された制限光束のうち最外周の光線を示し、1108は被写体に最も近い位置にあるレンズ保持枠1141により制限された制限光束の最外周の光線を示している。また、制限光束(1107)のうち位相差検出用光束を1121で示し、この位相差検出用光束1121の重心を1125で示す。制限光束(1108)のうち位相差検出用光束を1122で示し、この位相差検出用光束1122の重心を1126で示す。   FIG. 12 shows a state where a light beam limited by the lens holding frame is incident on a pixel (hereinafter referred to as a peripheral pixel) located at an image height away from the center (optical axis position) of the image sensor. . In FIG. 12, reference numeral 1103 denotes an image pickup element located on the planned image formation plane of the image pickup lens, and 1104 denotes an image pickup element located at a position shifted from the planned image formation plane (position corresponding to the defocus amount 1129). Reference numeral 1105 denotes an optical axis of the imaging lens, and 1106 denotes an optical axis position on the imaging element 1103. Reference numeral 1107 denotes a light beam at the outermost periphery of the restricted light beam limited by the lens holding frame 1140 located closest to the image sensor 1003. Reference numeral 1108 denotes a restricted light beam restricted by the lens holding frame 1141 located closest to the subject. The outermost rays are shown. In addition, the phase difference detection light beam 1121 of the limited light beam (1107) is indicated by 1121, and the center of gravity of the phase difference detection light beam 1121 is indicated by 1125. A phase difference detection light beam 1122 of the restricted light beam (1108) is indicated by 1122, and the center of gravity of the phase difference detection light beam 1122 is indicated by 1126.

図13には、周辺画素における射出瞳面1101でのケラレによる入射光束の重心位置の変化を示している。図13において、1133は周辺画素に入射する制限光束(1107,1108)が通過する瞳領域を示す。1135は図2に示したPD203に対するA像を形成する光束の入射角特性を示し、1136は図2に示したPD204に対するB像を形成する光束の入射角特性を示す。PD203、PD204には、瞳領域1133の内側を透過した光束の一部である位相差検出用光束が、入射角特性1135,1136の内側に等高線で示した感度分布をPD203,204に与えるように入射する。このため、位相差検出用光束に対するPD203,204の感度分布の重心をそれぞれ求めることで、位相差検出用光束がレンズ保持枠によって制限されている場合の上記重心の間隔を求めることができる。PD203,204の感度分布および撮像レンズの口径の情報を測定または計算により求めて記憶しておくことで、これらの情報を用いて、位相差からデフォーカス量を算出するためのデフォーカス変換係数を求めることができる。   FIG. 13 shows a change in the gravity center position of the incident light beam due to vignetting in the exit pupil plane 1101 in the peripheral pixels. In FIG. 13, reference numeral 1133 denotes a pupil region through which the limited luminous flux (1107, 1108) incident on the peripheral pixels passes. Reference numeral 1135 denotes the incident angle characteristic of the light beam forming the A image with respect to the PD 203 shown in FIG. 2, and 1136 denotes the incident angle characteristic of the light beam forming the B image to the PD 204 shown in FIG. In PD 203 and PD 204, the phase difference detection light beam, which is a part of the light beam transmitted through the inside of the pupil region 1133, gives the PD 203 and 204 a sensitivity distribution indicated by contour lines inside the incident angle characteristics 1135 and 1136. Incident. Therefore, by obtaining the centroids of the sensitivity distributions of the PDs 203 and 204 with respect to the phase difference detection light beam, the distance between the centroids when the phase difference detection light beam is limited by the lens holding frame can be obtained. By obtaining and storing information on the sensitivity distribution of the PDs 203 and 204 and the aperture of the imaging lens by measurement or calculation, a defocus conversion coefficient for calculating the defocus amount from the phase difference is obtained using the information. Can be sought.

図12においてデフォーカス量1129をDEFとし、撮像素子1103から射出瞳面1101までの距離1130をLとする。また、制限光束(1107,1108)のうちPD203,204に入射する位相差検出用光束による感度分布の重心1126,1125の間隔をG3とし、該位相差検出用光束により形成されるA像とB像の像ずれ量(位相差)をPRED3(1131)とする。そして、位相差PRED3をデフォーカス量に変換するためのデフォーカス変換係数をそれぞれK3とするとき、以下の式によってデフォーカス量が求まる。   In FIG. 12, the defocus amount 1129 is DEF, and the distance 1130 from the image sensor 1103 to the exit pupil plane 1101 is L. Further, among the limited light beams (1107, 1108), the distance between the gravity centers 1126, 1125 of the sensitivity distribution by the phase difference detection light beams incident on the PDs 203, 204 is G3, and the A image and B formed by the phase difference detection light beams The image shift amount (phase difference) of the image is PRED3 (1131). When the defocus conversion coefficient for converting the phase difference PRED3 into the defocus amount is K3, the defocus amount is obtained by the following equation.

DEF=K3×PRED3
また、デフォーカス変換係数K3は、以下の式により求められる。
DEF = K3 × PRED3
Further, the defocus conversion coefficient K3 is obtained by the following equation.

K3=L/G3
本実施例では、撮像素子上において位相差検出に用いられる画素の位置(像高)に応じてレンズ保持枠により位相差検出用光束が制限される場合について説明している。しかし、その他にも、撮像レンズの像面からズーム機構部1012やフォーカス機構部1011に含まれるレンズが形成する光学像(射出瞳)までの距離である射出瞳距離の変化によっても位相差検出用光束が制限される位置が変化する。また、撮像レンズの口径の違い、さらには撮像素子102の製造ばらつきによる画素の感度分布の個体差によっても、位相差検出用光束が制限される位置が変化する。
K3 = L / G3
In the present embodiment, a case is described in which the phase difference detection light beam is limited by the lens holding frame in accordance with the position (image height) of the pixel used for phase difference detection on the image sensor. However, in addition, the phase difference detection is also performed by a change in the exit pupil distance, which is the distance from the image plane of the imaging lens to the optical image (exit pupil) formed by the lenses included in the zoom mechanism unit 1012 and the focus mechanism unit 1011. The position where the luminous flux is limited changes. In addition, the position where the phase difference detection light beam is limited also changes due to the difference in aperture of the imaging lens and the individual difference in the sensitivity distribution of the pixels due to manufacturing variations of the imaging device 102.

図10〜図13を用いて説明したように、光学絞りの絞り値や光束が制限される位置等の光束制限条件の変化によって、位相差をデフォーカス量に変換するためのデフォーカス変換係数が変化する。すなわち、位相差PREDに対するデフォーカス量の敏感度は、光束が制限されることにより変化する。位相差検出(焦点検出)時の撮像レンズの絞り値が大きいほど、また撮像素子上での光軸位置からの像高が高くなるほど、デフォーカス変換係数の値は大きくなり、位相差PREDに対するデフォーカス量の敏感度が高くなる。さらに、撮像素子102における光学的な製造ばらつきに起因する画素への入射光線角度の変化により撮像面内として感度分布が個体ごとに変わる。そのため、捉える光束が個体ごとに変化することによっても、位相差PREDに対するデフォーカス量の敏感度が高くなる。   As described with reference to FIGS. 10 to 13, the defocus conversion coefficient for converting the phase difference into the defocus amount is obtained by changing the light beam limiting conditions such as the aperture value of the optical diaphragm and the position where the light beam is limited. Change. That is, the sensitivity of the defocus amount with respect to the phase difference PRED changes when the light beam is limited. The larger the aperture value of the imaging lens at the time of phase difference detection (focus detection), and the higher the image height from the optical axis position on the image sensor, the greater the defocus conversion coefficient value, and the defocus conversion coefficient value becomes larger. The sensitivity of the focus amount increases. Furthermore, the sensitivity distribution varies from individual to individual within the imaging plane due to a change in the angle of incident light rays to the pixels due to optical manufacturing variations in the imaging element 102. Therefore, the sensitivity of the defocus amount with respect to the phase difference PRED is also increased by changing the captured light flux for each individual.

次に、本実施例において図7でのステップS704で行う選択処理の流れについて、図14のフローチャートを用いて説明する。   Next, the flow of the selection process performed in step S704 in FIG. 7 in the present embodiment will be described with reference to the flowchart in FIG.

選択処理を開始した制御部107は、ステップS1201において、撮像素子102のうちAF画素行に欠陥画素が存在するか否かを記憶部112に記憶されている位相差像信号に対する欠陥画素情報を用いて判定する。AF画素行に欠陥画素が存在しない場合は、制御部107は、そのまま位相差像信号および画像信号の使用を許可して本処理を終了する。一方、AF画素行に欠陥画素が存在する場合はステップS1202に進む。   In step S1201, the control unit 107 that has started the selection process uses the defective pixel information for the phase difference image signal stored in the storage unit 112 to determine whether or not there is a defective pixel in the AF pixel row of the image sensor 102. Judgment. If there is no defective pixel in the AF pixel row, the control unit 107 allows the use of the phase difference image signal and the image signal as it is, and ends this processing. On the other hand, if a defective pixel exists in the AF pixel row, the process proceeds to step S1202.

ステップS1202では、撮像条件である撮像レンズの状態、すなわち絞り値や射出瞳距離を確認する。   In step S1202, the state of the imaging lens that is the imaging condition, that is, the aperture value and the exit pupil distance are confirmed.

次に、ステップS1203では、制御部107は、撮像素子102(撮像面)上でのAF画素行の位置(像高)を確認する。   Next, in step S1203, the control unit 107 checks the position (image height) of the AF pixel row on the image sensor 102 (imaging surface).

そして、ステップS1204では、制御部107は、ステップS1202で取得した撮像条件およびステップS1203で取得したAF画素行の像高に基づいて、デフォーカス変換係数Kを選択する。   In step S1204, the control unit 107 selects the defocus conversion coefficient K based on the imaging condition acquired in step S1202 and the image height of the AF pixel row acquired in step S1203.

ここで、制御部107は、その内部のメモリ(または外部のメモリ)に、絞り値、射出瞳距離およびAF画素行の像高に応じたデフォーカス変換係数をテーブルデータとして記憶(保持)している。このテーブルデータである係数テーブルは、例えば以下のように作成される。まず、撮像装置の製造/調整工程において、その個体ごとに、絞り値および射出瞳距離を変えながら撮像素子102における各像高の画素の感度分布を検出(測定)する。次に、予め用意された複数の感度分布に対応するデフォーカス変換係数から、検出された感度分布に対応するデフォーカス変換係数を選択して、絞り値、射出瞳距離およびAF画素行の像高に応じたデフォーカス変換係数を得る。そして、これらデフォーカス変換係数をテーブル化することで上記係数テーブルが作成される。   Here, the control unit 107 stores (holds) the defocus conversion coefficient corresponding to the aperture value, exit pupil distance, and image height of the AF pixel row as table data in its internal memory (or external memory). Yes. The coefficient table which is the table data is created as follows, for example. First, in the manufacturing / adjustment process of the imaging apparatus, the sensitivity distribution of pixels at each image height in the imaging element 102 is detected (measured) while changing the aperture value and the exit pupil distance for each individual. Next, a defocus conversion coefficient corresponding to the detected sensitivity distribution is selected from defocus conversion coefficients corresponding to a plurality of prepared sensitivity distributions, and the aperture value, exit pupil distance, and image height of the AF pixel row are selected. A defocus conversion coefficient corresponding to is obtained. The coefficient table is created by tabulating these defocus conversion coefficients.

前述したように光束のケラレによって射出瞳面における位相差検出用光束の重心の位置がずれるため、制御部107は、ステップS1202,S1203で得た撮像条件およびAF画素行の像高を確認する。そして、撮像条件およびAF画素行の像高に応じたデフォーカス変換係数Kを、メモリに記憶されている係数テーブルから選択する。   As described above, since the position of the center of gravity of the phase difference detecting light beam on the exit pupil plane is shifted due to the vignetting of the light beam, the control unit 107 confirms the imaging conditions obtained in steps S1202 and S1203 and the image height of the AF pixel row. Then, a defocus conversion coefficient K corresponding to the imaging condition and the image height of the AF pixel row is selected from the coefficient table stored in the memory.

ステップS1205では、制御部107は、ステップS1204で選択したデフォーカス変換係数Kと変換係数閾値Kthとを比較し、デフォーカス変換係数Kが変換係数閾値Kthより大きいか否かを判定する。これにより、欠陥画素の影響による位相差のばらつき量(つまりは実AF誤差)が要求AF精度範囲に収まるか否かを確認する。変換係数閾値Kthの決定方法については後述する。デフォーカス変換係数Kが変換係数閾値Kthより大きい場合は、実AF誤差が要求AF精度範囲に収まらないとしてステップS1206に進む。一方、デフォーカス変換係数Kが変換係数閾値Kthと同じかそれよりも小さい場合は、実AF誤差が要求AF精度範囲に収まるとして、欠陥画素対応処理を行うことなく本処理を終了する。   In step S1205, the control unit 107 compares the defocus conversion coefficient K selected in step S1204 with the conversion coefficient threshold value Kth, and determines whether the defocus conversion coefficient K is greater than the conversion coefficient threshold value Kth. Thus, it is confirmed whether or not the amount of phase difference variation (that is, the actual AF error) due to the influence of the defective pixel falls within the required AF accuracy range. A method for determining the conversion coefficient threshold value Kth will be described later. If the defocus conversion coefficient K is larger than the conversion coefficient threshold value Kth, the process advances to step S1206 because the actual AF error does not fall within the required AF accuracy range. On the other hand, when the defocus conversion coefficient K is equal to or smaller than the conversion coefficient threshold value Kth, it is determined that the actual AF error is within the required AF accuracy range, and this process is terminated without performing the defective pixel handling process.

ステップS1206では、制御部107は、位相差像信号に対する補間補正処理を行うか、またはAF画素行を欠陥画素を含まない画素行に変更する処理を行って信号処理部104に新たに位相差像信号を生成させるかする。補間補正処理は、欠陥画素の周辺に存在する正常な画素の信号値を用いて欠陥画素の補正後の信号値を計算することで行う。また、AF画素行の変更は、欠陥画素の近傍の画素行(例えば、欠陥画素に隣接する画素行)であって欠陥画素を含まない画素行に変更することで行う。この後、制御部107は、本処理を終了する。   In step S1206, the control unit 107 performs an interpolation correction process on the phase difference image signal, or performs a process of changing the AF pixel row to a pixel row that does not include a defective pixel, and newly adds a phase difference image to the signal processing unit 104. Do you want to generate a signal? The interpolation correction process is performed by calculating a signal value after correcting the defective pixel using a signal value of a normal pixel existing around the defective pixel. The AF pixel row is changed by changing the pixel row to a pixel row in the vicinity of the defective pixel (for example, a pixel row adjacent to the defective pixel) that does not include the defective pixel. Thereafter, the control unit 107 ends this process.

図15を用いて、実施例1で説明した欠陥信号レベルS_lvlとデフォーカス変換係数Kとの関係から変換係数閾値Kthを決定する方法について説明する。位相差から算出されるデフォーカス量の誤差は、欠陥画素による位相差への影響の大きさとデフォーカス変換係数Kとを乗じたものとなる。このため、要求AF精度範囲内に収まるデフォーカス量の誤差(つまりは実AF誤差)に対応する欠陥信号レベルS_lvlに応じて変換係数閾値Kthが決まる。   A method for determining the conversion coefficient threshold value Kth from the relationship between the defect signal level S_lvl and the defocus conversion coefficient K described in the first embodiment will be described with reference to FIG. The error in the defocus amount calculated from the phase difference is obtained by multiplying the magnitude of the influence on the phase difference by the defective pixel and the defocus conversion coefficient K. Therefore, the conversion coefficient threshold value Kth is determined according to the defect signal level S_lvl corresponding to the defocus amount error (that is, the actual AF error) falling within the required AF accuracy range.

図15の縦軸はAF画素行に含まれる欠陥画素の信号レベルである欠陥信号レベルS_lvlを示し、横軸にデフォーカス変換係数Kを示している。図中の白い菱形の点を結んだ直線は、各欠陥信号レベルS_lvlにおいて要求AF精度範囲内に収まるデフォーカス量の最大誤差を算出させるデフォーカス変換係数K、つまりは変換係数閾値Kthを示している。例えば、欠陥画素レベルS_lvlが40%である場合は、要求AF精度範囲内に収まるデフォーカス量の最大誤差を算出させるデフォーカス変換係数はK7となるため、制御部107は、変換係数閾値KthとしてK7を設定する。   The vertical axis in FIG. 15 indicates the defect signal level S_lvl that is the signal level of the defective pixel included in the AF pixel row, and the horizontal axis indicates the defocus conversion coefficient K. The straight line connecting the white diamond points in the figure indicates the defocus conversion coefficient K for calculating the maximum error of the defocus amount that falls within the required AF accuracy range at each defect signal level S_lvl, that is, the conversion coefficient threshold value Kth. Yes. For example, when the defective pixel level S_lvl is 40%, the defocus conversion coefficient for calculating the maximum error of the defocus amount that falls within the required AF accuracy range is K7, and therefore the control unit 107 sets the conversion coefficient threshold value Kth as the conversion coefficient threshold value Kth. Set K7.

制御部107は、全ての欠陥信号レベルに対応する変換係数閾値Kthをメモリに記憶してもよい。また、図15中に白い菱形の点で示した離散的な複数の欠陥信号レベル(以下、特定欠陥信号レベルという)に対応する複数の変換係数閾値Kthのみをメモリに記憶してもよい。この場合において、特定欠陥信号レベルに対応する変換係数閾値Kthを設定するときには、メモリに記憶された複数の変換係数閾値Kthの中から該特定欠陥信号レベルに対応する変換係数閾値Kthを読み出す。また、特定欠陥信号レベル以外の欠陥信号レベル(以下、非特定欠陥信号レベルという)に対する変換係数閾値Kthを設定する場合には、その非特定欠陥信号レベルに近い2つの特定欠陥信号レベルに対応する2つの変換係数閾値Kthを用いた線形補間演算する。これにより、非特定欠陥信号レベルに対応する変換係数閾値Kthを求める。   The control unit 107 may store conversion coefficient threshold values Kth corresponding to all defect signal levels in a memory. Further, only a plurality of conversion coefficient threshold values Kth corresponding to a plurality of discrete defect signal levels (hereinafter referred to as specific defect signal levels) indicated by white diamond points in FIG. 15 may be stored in the memory. In this case, when setting the conversion coefficient threshold value Kth corresponding to the specific defect signal level, the conversion coefficient threshold value Kth corresponding to the specific defect signal level is read from the plurality of conversion coefficient threshold values Kth stored in the memory. Further, when setting the conversion coefficient threshold value Kth for a defect signal level other than the specific defect signal level (hereinafter referred to as a non-specific defect signal level), it corresponds to two specific defect signal levels close to the non-specific defect signal level. Linear interpolation calculation using two conversion coefficient threshold values Kth is performed. Thereby, the conversion coefficient threshold value Kth corresponding to the non-specific defect signal level is obtained.

このように、本実施例では、撮像素子102の光学的な製造ばらつき、撮像条件(絞り値、射出瞳距離)およびAF画素行の像高に応じて異なるデフォーカス変換係数を設定する。そして、該デフォーカス変換係数と変換係数閾値Kthとを比較した結果に応じて欠陥画素対応処理を行うか否かを判定(選択)する。具体的には、デフォーカス変換係数が欠陥画素の信号レベルに応じて設定された変換係数閾値Kthより大きい場合、すなわち撮像装置に要求されるAF精度が保証できない場合に限って欠陥画素対応処理を行う。これにより、デフォーカス変換係数が変換係数閾値Kthより小さくて欠陥画素の影響による位相差の誤差に対するデフォーカス量の誤差の敏感度が低い状況においては欠陥画素を有効利用して焦点検出(つまりはAF)を行うことができる。一方、デフォーカス変換係数が変換係数閾値Kthより大きくて欠陥画素の影響による位相差の誤差に対するデフォーカス量の誤差の敏感度が高い状況においては、欠陥画素の影響を抑えて又は排除して良好な精度で焦点検出を行うことができる。   As described above, in this embodiment, different defocus conversion coefficients are set according to the optical manufacturing variation of the image sensor 102, the imaging conditions (aperture value, exit pupil distance), and the image height of the AF pixel row. Then, it is determined (selected) whether or not to perform the defective pixel handling process according to the result of comparing the defocus conversion coefficient and the conversion coefficient threshold value Kth. Specifically, the defective pixel correspondence processing is performed only when the defocus conversion coefficient is larger than the conversion coefficient threshold value Kth set according to the signal level of the defective pixel, that is, when the AF accuracy required for the imaging apparatus cannot be guaranteed. Do. Thus, in a situation where the defocus conversion coefficient is smaller than the conversion coefficient threshold Kth and the sensitivity of the defocus amount error to the phase difference error due to the influence of the defective pixel is low, the defective pixel is effectively used to detect the focus (that is, AF) can be performed. On the other hand, in a situation where the defocus conversion coefficient is larger than the conversion coefficient threshold value Kth and the sensitivity of the defocus amount error to the phase difference error due to the influence of the defective pixel is high, the influence of the defective pixel is suppressed or eliminated. Focus detection can be performed with high accuracy.

なお、上記各実施例では、位相差像信号に対する欠陥画素対応処理として補間補正処理やAF画素行の変更処理を行う場合について説明した。しかし、これらの処理以外の欠陥画素対応処理として、欠陥画素を含むAF画素行のうち欠陥画素を除いた正常画素のみで位相差信号を生成する補正処理を行ってもよい。例えば、正常画素同士の加算処理または平均処理によって補正された位相差像信号を生成するようにしてもよい。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
In each of the above-described embodiments, the case where the interpolation correction process or the AF pixel row change process is performed as the defective pixel handling process for the phase difference image signal has been described. However, as a defective pixel handling process other than these processes, a correction process may be performed in which a phase difference signal is generated only from normal pixels excluding defective pixels in an AF pixel row including defective pixels. For example, a phase difference image signal corrected by an addition process or an average process between normal pixels may be generated.
(Other examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

102 撮像素子
104 信号処理部
106 位相差検出部
107 制御部
112 記憶部
102 Image sensor 104 Signal processing unit 106 Phase difference detection unit 107 Control unit 112 Storage unit

Claims (13)

撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子と、
前記複数の画素からの出力信号を用いて表示または記録用の画像信号を生成するとともに、前記複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて前記撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成する信号生成手段と、
前記位相差像信号から前記位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差を用いて前記撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、
前記撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を記憶した記憶手段と、
前記位相差検出画素群に前記欠陥画素が含まれている場合に、前記位相差像信号および前記画像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことが可能な処理手段とを有し、
前記処理手段は、前記欠陥画素に関する情報を用いて、前記位相差像信号および前記画像信号のそれぞれに対して、前記欠陥画素対応処理を行うか否かを別々に選択することを特徴とする撮像装置。
An image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by the imaging optical system using a plurality of pixels;
A display or recording image signal is generated using output signals from the plurality of pixels, and an output signal from a phase difference detection pixel group among the plurality of pixels is used in accordance with a focus state of the imaging optical system. Signal generating means for generating a phase difference image signal having a phase difference;
Phase difference detection means for detecting the phase difference from the phase difference image signal;
Focus control means for performing focus control of the imaging optical system using the phase difference;
Storage means for storing information about defective pixels included in the image sensor;
Processing means capable of performing defective pixel correspondence processing on the phase difference image signal and the image signal when the defective pixel is included in the phase difference detection pixel group;
The processing means separately selects whether or not to perform the defective pixel correspondence processing on each of the phase difference image signal and the image signal using information on the defective pixel. apparatus.
前記欠陥画素に関する情報は、該欠陥画素の位置の情報と該欠陥画素の信号レベルの情報とを含むことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the information on the defective pixel includes information on a position of the defective pixel and information on a signal level of the defective pixel. 前記処理手段は、前記位相差検出画素群に前記欠陥画素が含まれている場合に、前記欠陥画素の信号レベルが所定値より大きいか否かの判定によって前記欠陥画素対応処理を行うか否かを選択し、
前記位相差像信号に対する前記判定と前記画像信号に対する前記判定において別々の前記所定値を用いることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
Whether the processing means performs the defective pixel handling process by determining whether a signal level of the defective pixel is higher than a predetermined value when the defective pixel is included in the phase difference detection pixel group. Select
The imaging apparatus according to claim 2, wherein the predetermined value is used separately in the determination for the phase difference image signal and the determination for the image signal.
前記欠陥画素対応処理は、前記位相差像信号または前記画像信号を補正する処理および前記位相差検出画素群を変更する処理のうち一方であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the defective pixel handling process is one of a process of correcting the phase difference image signal or the image signal and a process of changing the phase difference detection pixel group. 撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子を有する撮像装置のコンピュータに、前記複数の画素からの出力信号を用いて表示または記録用の画像信号を生成する画像生成処理と前記撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御処理とを行わせるコンピュータプログラムであり、
前記フォーカス制御処理は、前記複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて前記撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成し、前記位相差像信号から前記位相差を検出し、前記位相差を用いて前記フォーカス制御を行う処理であり、
前記プログラムは、前記コンピュータに、
前記撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を取得させ、
前記位相差検出画素群に前記欠陥画素が含まれている場合に、前記位相差像信号および前記画像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことを可能とし、
前記欠陥画素に関する情報を用いて、前記位相差像信号および前記画像信号のそれぞれに対して、前記欠陥画素対応処理を行うか否かを別々に選択させることを特徴とする撮像装置の制御プログラム。
Image generation for generating an image signal for display or recording on a computer of an image pickup apparatus having an image pickup device that photoelectrically converts a subject image formed by an image pickup optical system using a plurality of pixels, using output signals from the plurality of pixels A computer program for performing processing and focus control processing for performing focus control of the imaging optical system,
The focus control process generates a phase difference image signal having a phase difference corresponding to a focus state of the imaging optical system using an output signal from a phase difference detection pixel group among the plurality of pixels, and the phase difference image A process of detecting the phase difference from a signal and performing the focus control using the phase difference;
The program is stored in the computer.
Obtaining information on defective pixels contained in the image sensor;
When the defective pixel is included in the phase difference detection pixel group, it is possible to perform defective pixel correspondence processing on the phase difference image signal and the image signal,
A control program for an imaging apparatus, wherein information regarding the defective pixel is used to separately select whether or not to perform the defective pixel correspondence processing on each of the phase difference image signal and the image signal.
撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子と、
前記複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて前記撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成する信号生成手段と、
前記位相差像信号から前記位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差とデフォーカス変換係数とを用いて前記撮像光学系のデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量に応じて前記撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、
前記撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を記憶した記憶手段と、
前記位相差検出画素群に前記欠陥画素が含まれている場合に、前記位相差像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことが可能な処理手段とを有し、
前記フォーカス制御手段は、前記撮像光学系の状態および前記位相差検出画素群の位置に応じて前記デフォーカス変換係数を設定し、
前記処理手段は、
前記欠陥画素に関する情報を用いて前記デフォーカス変換係数に対する閾値を設定し、
前記デフォーカス変換係数と前記閾値とを比較した結果に応じて前記欠陥画素対応処理を行うか否かを選択することを特徴とする撮像装置。
An image sensor that photoelectrically converts a subject image formed by the imaging optical system using a plurality of pixels;
Signal generating means for generating a phase difference image signal having a phase difference corresponding to a focus state of the imaging optical system using an output signal from a phase difference detection pixel group among the plurality of pixels;
Phase difference detection means for detecting the phase difference from the phase difference image signal;
A focus control unit that calculates a defocus amount of the imaging optical system using the phase difference and a defocus conversion coefficient, and performs focus control of the imaging optical system according to the defocus amount;
Storage means for storing information about defective pixels included in the image sensor;
Processing means capable of performing defective pixel correspondence processing on the phase difference image signal when the defective pixel is included in the phase difference detection pixel group;
The focus control unit sets the defocus conversion coefficient according to the state of the imaging optical system and the position of the phase difference detection pixel group,
The processing means includes
Setting a threshold for the defocus conversion coefficient using information about the defective pixel;
An imaging apparatus, wherein whether or not to perform the defective pixel handling process is selected according to a result of comparing the defocus conversion coefficient and the threshold value.
前記処理手段は、前記デフォーカス変換係数が前記閾値より小さい場合は前記欠陥画素対応処理を行わず、前記デフォーカス変換係数が前記閾値より大きい場合は前記欠陥画素対応処理を行うことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。   The processing means does not perform the defective pixel handling process when the defocus conversion coefficient is smaller than the threshold value, and performs the defective pixel handling process when the defocus conversion coefficient is larger than the threshold value. The imaging device according to claim 6. 前記撮像光学系の状態は、前記撮像光学系の絞り値および射出瞳距離を含むことを特徴とする請求項6または7に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 6, wherein the state of the imaging optical system includes an aperture value and an exit pupil distance of the imaging optical system. 前記フォーカス制御手段は、前記撮像光学系の状態、前記位相差検出画素群の位置および前記位相差検出画素群の感度分布に応じて前記デフォーカス変換係数を設定することを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の撮像装置。   7. The focus control unit sets the defocus conversion coefficient according to a state of the imaging optical system, a position of the phase difference detection pixel group, and a sensitivity distribution of the phase difference detection pixel group. The imaging device according to any one of 1 to 8. 前記欠陥画素に関する情報は、該欠陥画素の位置の情報と該欠陥画素の信号レベルの情報とを含むことを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の撮像装置。   10. The image pickup apparatus according to claim 6, wherein the information regarding the defective pixel includes information regarding a position of the defective pixel and information regarding a signal level of the defective pixel. 11. 前記処理手段は、前記欠陥画素の信号レベルに応じて前記閾値を設定することを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 10, wherein the processing unit sets the threshold according to a signal level of the defective pixel. 前記欠陥画素対応処理は、前記位相差像信号または画像信号を補正する処理および前記位相差検出画素群を変更する処理のうち一方であることを特徴とする請求項6から11のいずれか一項に記載の撮像装置。   The defect pixel handling process is one of a process for correcting the phase difference image signal or image signal and a process for changing the phase difference detection pixel group. The imaging device described in 1. 撮像光学系により形成された被写体像を複数の画素により光電変換する撮像素子を有する撮像装置のコンピュータに、前記複数の画素からの出力信号を用いて前記撮像光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御処理を行わせるコンピュータプログラムであり、
前記フォーカス制御処理は、前記複数の画素のうち位相差検出画素群からの出力信号を用いて前記撮像光学系の焦点状態に応じた位相差を有する位相差像信号を生成し、前記位相差像信号から前記位相差を検出し、前記位相差とデフォーカス変換係数とを用いて前記撮像光学系のデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量に応じて前記撮像光学系のフォーカス制御を行う処理であり、
前記プログラムは、前記コンピュータに、
前記撮像素子に含まれる欠陥画素に関する情報を取得させ、
前記位相差検出画素群に前記欠陥画素が含まれている場合に、前記位相差像信号に対して欠陥画素対応処理を行うことを可能とし、
前記撮像光学系の状態および前記位相差検出画素群の位置に応じて前記デフォーカス変換係数を設定させ、
前記欠陥画素に関する情報を用いて前記デフォーカス変換係数に対する閾値を設定させ、
前記デフォーカス変換係数と前記閾値とを比較した結果に応じて前記欠陥画素対応処理を行うか否かを選択させることを特徴とする撮像装置の制御プログラム。
Focus control processing for performing focus control of the imaging optical system using an output signal from the plurality of pixels in a computer of an imaging apparatus having an imaging element that photoelectrically converts a subject image formed by the imaging optical system by a plurality of pixels Is a computer program that
The focus control process generates a phase difference image signal having a phase difference corresponding to a focus state of the imaging optical system using an output signal from a phase difference detection pixel group among the plurality of pixels, and the phase difference image Processing for detecting the phase difference from a signal, calculating a defocus amount of the imaging optical system using the phase difference and a defocus conversion coefficient, and performing focus control of the imaging optical system according to the defocus amount And
The program is stored in the computer.
Obtaining information on defective pixels contained in the image sensor;
When the defective pixel is included in the phase difference detection pixel group, it is possible to perform a defective pixel corresponding process on the phase difference image signal,
The defocus conversion coefficient is set according to the state of the imaging optical system and the position of the phase difference detection pixel group,
Using information about the defective pixel to set a threshold for the defocus conversion coefficient;
A control program for an imaging apparatus, which makes a selection as to whether or not to perform the defective pixel handling process in accordance with a result of comparing the defocus conversion coefficient and the threshold value.
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