JP2018042157A - Imaging apparatus and focal point detection device - Google Patents

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稔 廣瀬
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely detect a phase difference without an error in a case where a defective row excluded in a photographing image is included in an image for detecting the phase difference.SOLUTION: An imaging apparatus includes: an imaging element 100 capable of acquiring a first signal based on a beam having passed through a partial region of a photographic optical system exit pupil from a first photoelectric conversion part, a second signal based on a beam having passed through a partial region different from the partial region of the photographic optical system exit pupil from a second photoelectric conversion part, and a third signal based on a beam having passed through a whole region of the photographic optical system exit pupil; row addition means of adding first and second signals to a row direction and generating first and second addition signals; and phase difference arithmetic means of calculating a phase amount acquired on the basis of the phase difference between the first and second addition signals. The imaging apparatus includes means of removing, when there is a defective row constructed by defective pixels appearing in the first and second signals as defection although no appearance in the third signal, the defective row from a target row of the row addition to perform row addition.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、撮像装置および焦点検出装置に関するものである。   The present invention relates to an imaging device and a focus detection device.

従来、撮像素子中の画素が撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するような構成によって、撮像と同時に位相差方式の焦点検出を行う技術がある。特許文献1から特許文献2においては、1つの画素の中にある、1つのマイクロレンズで集光されるフォトダイオード(以下PD)を分割することによって、各々のPDは撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するように構成されている。それによって、2つのPDの出力を比較することにより、撮像レンズでの焦点検出をしている。また、特許文献3においては、PDの前面にある配線層を画素によって変更することで、撮像レンズの異なる瞳面の光を受光するように構成されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a technique of performing phase difference type focus detection simultaneously with imaging by using a configuration in which pixels in an imaging element receive light from different pupil planes of an imaging lens. In Patent Document 1 to Patent Document 2, by dividing a photodiode (hereinafter referred to as PD) collected by one microlens in one pixel, each PD has a different pupil plane of the imaging lens. It is configured to receive light. Thereby, the focus detection by the imaging lens is performed by comparing the outputs of the two PDs. Moreover, in patent document 3, it is comprised so that the light of the different pupil plane of an imaging lens may be light-received by changing the wiring layer in front of PD with a pixel.

これらの技術では、撮像レンズの異なる瞳面の光を受光した各々のPDの信号から像ずれ量の検出すなわち位相差検出を行い、像ずれ量からピントのずれ量を計算し、焦点の検出を行っている。   In these technologies, image shift amount detection, that is, phase difference detection, is performed from each PD signal that has received light from different pupil surfaces of the imaging lens, and the focus shift amount is calculated from the image shift amount to detect the focus. Is going.

撮像素子で位相差検出を行う撮像装置の場合、像ずれ量の検出領域は1次元ではなく2次元の測距領域を使うことが望ましい。なぜなら、1行だけの測距領域では、撮像素子の画素ピッチ分だけしか行方向に測距領域がなく、測距領域が狭すぎるからである。しかし、2次元の測距領域を使う際には、列方向に欠陥画素が連続する欠陥行が測距領域の行の中に含まれると、位相差検出の結果に誤差を発生し、位相差検出の精度が落ちてしまう。   In the case of an imaging apparatus that detects a phase difference with an imaging element, it is desirable to use a two-dimensional distance measurement area instead of a one-dimensional detection area. This is because the distance measurement area of only one row has a distance measurement area in the row direction only for the pixel pitch of the image sensor, and the distance measurement area is too narrow. However, when using a two-dimensional ranging area, if a defective row in which defective pixels continue in the column direction is included in the row of the ranging area, an error occurs in the phase difference detection result, and the phase difference The accuracy of detection is reduced.

また、1つのマイクロレンズで2つのPDを有する撮像素子の場合、2つのPDを個別に読み出すには、倍の読み出し時間がかかってしまう。特許文献4においては、1つのマイクロレンズで2つのPDを有する撮像素子での位相差検出の構成ではないが、2つの読み出し回路を共有するPDの信号を高速に読み出している。具体的には、リセット信号の読み出しを行い、その後1つめのPDの信号を読み出し、次に1つめのPDの信号に上乗せして2つめのPDの信号を読み出している。   In addition, in the case of an image sensor having two PDs with one microlens, it takes twice as long to read the two PDs individually. In Patent Document 4, although it is not a configuration of phase difference detection in an image sensor having two PDs with one microlens, a PD signal sharing two readout circuits is read at high speed. Specifically, the reset signal is read out, then the first PD signal is read, and then added to the first PD signal to read the second PD signal.

このようにすることで、2つのPDの加算信号から1つめのPDの信号を減算することで、2つめのPDの信号を得ることもでき、リセット信号の読み出し回数を減らすことで、高速化を実現している。この技術は、撮像素子で位相差検出を行う場合においても高速化に寄与できる。   In this way, the second PD signal can be obtained by subtracting the first PD signal from the addition signal of the two PDs, and the speed is increased by reducing the number of times the reset signal is read. Is realized. This technique can contribute to speeding up even when the phase difference is detected by the image sensor.

特開2001−083407号公報JP 2001-083407 A 特開2001−250931号公報JP 2001-250931 A 特許第3592147号公報Japanese Patent No. 3592147 特開2004−134867号公報JP 2004-134867 A

ところで、撮像素子で位相差検出を行う場合は、2つのPDを加算した信号を画像信号として使用し、2つのPDの信号を別々に読み出した画像を比較することで、位相差検出に使用する。この場合、2つのPD信号を加算した信号は正常に出力されるが、個々のPDの信号は欠陥であることがありうる。具体的には、1つめのPDの信号を読み出す際に、欠陥により2つのPDの信号を混合して読み出してしまった場合である。この場合は、1つめのPDの信号の読み出し時に2つ分のPDの信号を読み出し、合成したPDの信号の読み出し時にも2つ分のPDの信号が得られる。   By the way, when performing phase difference detection with an image sensor, a signal obtained by adding two PDs is used as an image signal, and the signals obtained by separately reading two PD signals are used for phase difference detection. . In this case, a signal obtained by adding two PD signals is normally output, but the signal of each PD may be defective. Specifically, when reading the signal of the first PD, the signals of the two PDs are mixed and read due to a defect. In this case, two PD signals are read when the first PD signal is read, and two PD signals are obtained when the synthesized PD signal is read.

すなわち合成したPDの信号から1つめのPDの信号を減算しても、2つめのPDの信号が得られない結果になってしまう。このように、2つのPDの信号を高速に読み出す際には、撮影画像には欠陥行がないのに、位相差検出に使用する画像には欠陥があるということが起こり得る。位相差検出に使用する画像に欠陥があると、位相差検出の精度がおちてしまうのは前述のとおりである。撮影画像の欠陥行は通常は不良品として扱われるが、撮影画像に欠陥行がないのに、位相差検出用の画像に欠陥行がある場合でも不良品として扱ってしまうと歩留りを低下させてしまう。   That is, even if the first PD signal is subtracted from the synthesized PD signal, the second PD signal cannot be obtained. As described above, when the signals of the two PDs are read at high speed, it is possible that the image used for phase difference detection has a defect even though the photographed image has no defective row. As described above, if the image used for the phase difference detection has a defect, the accuracy of the phase difference detection is lowered. Defective rows in captured images are usually treated as defective, but even if there are no defective rows in the captured image, even if there are defective rows in the image for phase difference detection, if they are treated as defective, the yield will be reduced End up.

そこで本発明では、撮影画像にはない欠陥行が位相差検出用の画像にある場合に、誤差を生まず正確に位相差検出することを課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to accurately detect a phase difference without generating an error when a defective row not included in a captured image is present in an image for phase difference detection.

撮影光束を結像させる撮影光学系と、マイクロレンズを有する画素が行列に配置され、前記画素は少なくとも2つ以上の光電変換部を有し、前記光電変換部のうちの第1光電変換部より前記撮影光学系の射出瞳の一部領域を通過した光束に基づく第1の信号と、前記光電変換部のうちの第2光電変換部より前記撮影光学系の射出瞳の前記一部領域とは異なる一部領域を通過した光束に基づく第2の信号と、前記撮影光学系の射出瞳の全領域を通過した光束に基づく第3の信号を取得することが可能な撮像素子と、前記第1の信号、及び、第2の信号をそれぞれ行方向に加算し、第1の加算信号と第2の加算信号を生成する行加算手段と、前記第1の加算信号と第2の加算信号の位相差に基づいて得られる相関量を算出する位相差演算手段とを有する撮像装置において、
前記第3の信号には欠陥として現れないが、前記第1の信号、及び、前記第2の信号には欠陥として現れる欠陥画素で構成される欠陥行がある場合に、前記欠陥行を前記行加算の対象行から除外し、前記行加算を行う手段を有する。
An imaging optical system for forming an imaging light beam and pixels having microlenses are arranged in a matrix, and the pixels have at least two or more photoelectric conversion units, from the first photoelectric conversion unit of the photoelectric conversion units The first signal based on the light beam that has passed through a partial region of the exit pupil of the photographing optical system and the partial region of the exit pupil of the photographing optical system from the second photoelectric conversion unit of the photoelectric conversion unit. An imaging device capable of acquiring a second signal based on a light beam that has passed through a different partial area, and a third signal based on a light beam that has passed through the entire area of the exit pupil of the photographing optical system, , And the second signal are added in the row direction to generate a first addition signal and a second addition signal, and the order of the first addition signal and the second addition signal. A phase difference calculating means for calculating a correlation amount obtained based on the phase difference; In the imaging apparatus,
If there is a defective row composed of defective pixels that do not appear as defects in the third signal but appear as defects in the first signal and the second signal, the defective row is defined as the row. A means for excluding the addition target line and performing the line addition;

本発明によれば、撮影画像にはない欠陥行が位相差検出用の画像にある場合に、誤差を生まず位相差検出ができるため、撮像素子の歩留り向上が可能となる。また、画素加算対象から欠陥行を除外することで、画素加算による低輝度被写体や低コントラスト被写体への測距性能の改善と相関演算処理の負荷の軽減を同時に実現することが可能となる。   According to the present invention, when there is a defective row that is not in the captured image in the phase difference detection image, the phase difference can be detected without generating an error, so that the yield of the image sensor can be improved. Also, by excluding defective rows from the pixel addition target, it is possible to simultaneously improve the ranging performance for low-luminance subjects and low-contrast subjects by pixel addition and reduce the load of correlation calculation processing.

本発明の実施形態の撮像素子の全体構成を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically showing an overall configuration of an image sensor according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の撮像素子の1画素の構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a structure of 1 pixel of the image pick-up element of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の撮像素子の画素アレイを概略的に示す図である。It is a figure showing roughly a pixel array of an image sensor of an embodiment of the present invention. 物体の結像関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the imaging relationship of an object. 本発明の画素の回路を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the circuit of the pixel of this invention. 本発明の実施形態の撮像素子の駆動パターンを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing a drive pattern of the image sensor according to the embodiment of the present invention. 画像信号とA像信号とB像信号の欠陥行と出力の関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the relationship between the defective row and output of an image signal, A image signal, and B image signal. 位相差方式の焦点検出を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates the focus detection of a phase difference system typically. 本発明の第1の実施の形態の位相差検出に関わる撮像素子を含むシステム構成図である。1 is a system configuration diagram including an image sensor related to phase difference detection according to a first embodiment of the present invention. 本発明の撮像装置の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the imaging device of this invention. 本発明の実施形態の撮像素子の測距領域を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the ranging area of the image pick-up element of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の焦点調節を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the focus adjustment of embodiment of this invention.

[実施例1]
以下、本発明の第1の実施形態について図面を用いて説明する。図1は本発明の撮像素子の概略を示す図である。図1において撮像素子100は、画素アレイ101と、画素アレイ101における行を選択する垂直選択回路102、画素アレイ101における列を選択する水平選択回路104を含む。また、画素アレイ101中の画素のうち垂直選択回路102によって選択される画素の信号を読み出す読み出し回路103、各回路の動作モードなどを外部から決定するためのシリアルインターフェイス105を含んで構成されうる。読み出し回路103は、信号を蓄積するメモリ、ゲインアンプ、AD変換器などを列毎に有する。
[Example 1]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of an image sensor of the present invention. In FIG. 1, the image sensor 100 includes a pixel array 101, a vertical selection circuit 102 that selects a row in the pixel array 101, and a horizontal selection circuit 104 that selects a column in the pixel array 101. Further, it may be configured to include a readout circuit 103 that reads a signal of a pixel selected by the vertical selection circuit 102 among the pixels in the pixel array 101, and a serial interface 105 for determining an operation mode of each circuit from the outside. The reading circuit 103 includes a memory for storing signals, a gain amplifier, an AD converter, and the like for each column.

なお、撮像素子100は、図示された構成要素以外にも、例えば、垂直選択回路102、水平選択回路104、信号読み出し部103等にタイミングを提供するタイミングジェネレータ或いは制御回路等を備える。

典型的には、垂直選択回路102は、画素アレイ101の複数の行を順に選択し読み出し回路103に読み出す。水平選択回路104は、読み出し回路103に読みだされた複数の画素信号を列毎に順に選択する。 図2は本発明の撮像素子100の1画素の構成の概略を示す図である。201は画素を表す。一つの画素は、マイクロレンズ202を有する。また、一つの画素は、フォトダイオード(以下PD)を、PD203とPD204の二つ有する。PD203とPD204の各々の信号を読み出す転送スイッチ205、206と、PD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207も有する。画素は、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る。
The image sensor 100 includes a timing generator or a control circuit for providing timing to the vertical selection circuit 102, the horizontal selection circuit 104, the signal reading unit 103, and the like, in addition to the illustrated components.

Typically, the vertical selection circuit 102 sequentially selects a plurality of rows of the pixel array 101 and reads them to the reading circuit 103. The horizontal selection circuit 104 sequentially selects a plurality of pixel signals read by the reading circuit 103 for each column. FIG. 2 is a diagram showing an outline of the configuration of one pixel of the image sensor 100 of the present invention. 201 represents a pixel. One pixel has a microlens 202. One pixel has two photodiodes (hereinafter referred to as PDs), PD203 and PD204. Transfer switches 205 and 206 for reading out the signals of the PD 203 and PD 204 and a floating diffusion 207 for temporarily storing the PD signals are also provided. The pixel includes a plurality of constituent elements to be described later in addition to the illustrated constituent elements.

図3は画素アレイ101を表す図である。画素アレイ101は、2次元の画像を提供するために、図2で示すような画素を複数2次元アレイ状に配列して構成される。301、302、303、304は画素である。301L、302L、303L、304Lが図2で示すところのPD203であり、301R、302R、303R、304Rが図2で示すところのPD204である。   FIG. 3 is a diagram illustrating the pixel array 101. The pixel array 101 is configured by arranging a plurality of pixels as shown in FIG. 2 in a two-dimensional array in order to provide a two-dimensional image. Reference numerals 301, 302, 303, and 304 denote pixels. 301L, 302L, 303L, and 304L are the PD 203 shown in FIG. 2, and 301R, 302R, 303R, and 304R are the PD 204 shown in FIG.

図3のような画素構成を有する撮像素子100における受光の様子について、図4を用いて説明する。図4は撮影レンズの射出瞳から出た光束が撮像素子100に入射する概念図である。   The state of light reception in the image sensor 100 having the pixel configuration as shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a conceptual diagram in which the light beam emitted from the exit pupil of the photographing lens enters the image sensor 100.

401は画素アレイの断面を示す。402はマイクロレンズであり、403はカラーフィルターであり、404、405はフォトダイオードである。PD404、PD405が各々図2で示すところの、PD203、PD204である。406は撮影レンズの射出瞳を示す。   Reference numeral 401 denotes a cross section of the pixel array. Reference numeral 402 denotes a microlens, reference numeral 403 denotes a color filter, and reference numerals 404 and 405 denote photodiodes. PD 404 and PD 405 are PD 203 and PD 204, respectively, as shown in FIG. Reference numeral 406 denotes an exit pupil of the photographing lens.

ここでは、マイクロレンズ402を有する画素に対して、射出瞳から出た光束の中心を光軸409とする。射出瞳から出た光は、光軸409を中心として撮像素子100に入射される。407、408は撮影レンズの射出瞳の一部領域を表す。射出瞳の一部領域407を通過する光の最外周の光線を410、411で示し、射出瞳の一部領域408を通過する光の最外周の光線を412、413で示す。この図からわかるように、射出瞳から出る光束のうち、光軸409を境にして、上側の光束はPD405に入射され、下側の光束はPD404に入射される。   Here, for the pixel having the microlens 402, the center of the light beam emitted from the exit pupil is defined as the optical axis 409. The light emitted from the exit pupil enters the image sensor 100 with the optical axis 409 as the center. Reference numerals 407 and 408 denote partial areas of the exit pupil of the photographing lens. The outermost rays of light passing through the partial area 407 of the exit pupil are indicated by 410 and 411, and the outermost rays of light passing through the partial area 408 of the exit pupil are indicated by 412 and 413. As can be seen from this figure, among the light beams emitted from the exit pupil, the upper light beam is incident on the PD 405 and the lower light beam is incident on the PD 404 with the optical axis 409 as a boundary.

つまり、PD404とPD405は各々、撮影レンズの射出瞳の別の領域の光を受光している。本発明は撮像素子で撮影レンズの射出瞳から出る光束の情報を別々に取得可能な構成で2次元に配置された画素において、撮影画像に欠陥行がないにも関わらず、位相差検出用の画像に欠陥行がある構成であれば、説明した構成に限らない。   That is, each of the PD 404 and the PD 405 receives light from another area of the exit pupil of the photographing lens. The present invention is a pixel for detecting a phase difference in a pixel arranged two-dimensionally with a configuration capable of separately acquiring information of a light beam emitted from an exit pupil of a photographing lens by an image sensor, although the photographed image has no defective row. As long as the image has a defective line, the configuration is not limited to that described.

撮像素子は、撮像レンズの異なる射出瞳からの光を受光するA画素とB画素が2次元状に配置されている。図3を用いて説明すると、行305のうち、301L、302L、303L、304Lの画素をA画素と定義し、301R、302R、303R、304Rの画素をB画素と定義する。また、A画素によって形成される像をA像、B画素によって形成されうる像をB像と定義する。

図5は、図2の画素部を構成する画素に関わる回路構成を示す等価回路図である。ここでは、模式的に3列1行分の画素を記載する。
In the imaging device, A pixels and B pixels that receive light from different exit pupils of the imaging lens are two-dimensionally arranged. Referring to FIG. 3, in the row 305, the pixels 301L, 302L, 303L, and 304L are defined as A pixels, and the pixels 301R, 302R, 303R, and 304R are defined as B pixels. An image formed by the A pixel is defined as an A image, and an image that can be formed by the B pixel is defined as a B image.

FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a circuit configuration relating to pixels constituting the pixel portion of FIG. Here, pixels for three columns and one row are schematically described.

図5において、201は画素を示す。203、204は前述のPDである。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、各々のPD203、204で発生した光電荷をフローティングディフュージョン207に転送するスイッチである。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フローティングディフュージョン部(FD)、501はソースフォロアとして機能する増幅MOSアンプ、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。   In FIG. 5, 201 indicates a pixel. Reference numerals 203 and 204 denote the PDs described above. The transfer switches 205 and 206 are driven by transfer pulses φTX1 and φTX2, respectively, and are switches that transfer photocharges generated in the PDs 203 and 204 to the floating diffusion 207, respectively. An FD 207 is a floating diffusion unit (FD) that serves as a buffer for temporarily storing charges, 501 is an amplification MOS amplifier that functions as a source follower, and 502 is a selection switch that selects a pixel by a vertical selection pulse φSEL.

FD207、増幅MOSアンプ501、及び図示しない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、選択スイッチ502で選択された画素のFD207の信号電荷が電圧に変換されて、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。 上述したように、PD203及びPD204はそれぞれに対応する転送スイッチ205、206を持つが、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1行の中で共有される。

次に、上記構成を有する固体撮像素子の駆動方法について説明する。図6は駆動パターンを示すタイミングチャートである。1行の信号を読み出し回路に読み出す駆動について示す。先ず、t601の間に、φRESとφTX1、φTX2を同時に高電位(以下「H」)にすることで、リセットスイッチ504と転送スイッチ203、204がオンとなり、PD203、PD204、FD207の電位がVDDにより初期電位にリセットされる。その後、φTX1、φTX2が低電位(以下「L」)になると、PD203、204において電荷蓄積が始まる。
A floating diffusion amplifier is configured by the FD 207, the amplification MOS amplifier 501, and a constant current source (not shown). The signal charge of the FD 207 of the pixel selected by the selection switch 502 is converted into a voltage and output to the vertical output line 503 for reading. Read out to the circuit 103. Reference numeral 504 denotes a reset switch that receives the reset pulse φRES and resets the FD 207 with VDD. As described above, the PD 203 and the PD 204 have transfer switches 205 and 206 corresponding to the PD 203 and the PD 204, respectively, but the circuits used for signal readout after the FD 207 are shared among circuits in the pixel. With such a configuration, the pixels can be reduced. Further, as shown in the figure, the wirings that provide the transfer pulses φTX1 and φTX2 are shared in one row.

Next, a method for driving the solid-state imaging device having the above configuration will be described. FIG. 6 is a timing chart showing drive patterns. The driving for reading out one row of signals to the reading circuit will be described. First, during t601, φRES, φTX1, and φTX2 are simultaneously set to a high potential (hereinafter, “H”), so that the reset switch 504 and the transfer switches 203 and 204 are turned on, and the potentials of PD203, PD204, and FD207 are set to VDD. Reset to initial potential. Thereafter, when φTX1 and φTX2 become low potential (hereinafter “L”), charge accumulation starts in the PDs 203 and 204.

次に、電荷蓄積時間に基づいて決められる所定時間経過後、t603においてφSELをHにして選択スイッチ502をオンすることで読み出し行を選択し、1行分の信号の読み出し動作が行われる。また同時にφRESをLにして、FD207をリセット解除する。   Next, after the elapse of a predetermined time determined based on the charge accumulation time, φSEL is set to H at t603 and the selection switch 502 is turned on to select a reading row, and a signal reading operation for one row is performed. At the same time, φRES is set to L, and the FD 207 is released from reset.

t604の間にφTNをHにして、読み出し回路103に、FD207のリセット信号であるN信号を読み出し記録する。なお図示しないが、読み出し回路103では、φTN、φS1、φS2の制御に基づいて、FD207の電位を垂直出力線を介し読み出し、各々信号を記録しておく。   φTN is set to H during t604, and the N signal which is a reset signal of the FD 207 is read and recorded in the reading circuit 103. Although not shown, the readout circuit 103 reads the potential of the FD 207 through the vertical output line based on the control of φTN, φS1, and φS2, and records each signal.

次に、t605の間にφTX1とφS1を同時にHにして転送スイッチ205をオンすることで、PD203の光信号とN信号の加算信号である第1PD信号を読み出し回路103に記録する。次に、リセットスイッチ504をオンしない状態で、t606の間にφTX1、φTX2とφS2を同時にHにして転送スイッチ205、206をオンすることで、PD203の光信号とPD204の光信号とN信号の加算信号である第2PD信号を読み出し回路103に記録する。時刻t604で一度φTX1をオンしてPD203の信号をFD207に読み出しているので、時刻t606ではφTX1はオフ状態でもよい。また、厳密には、t601の終了からt606の終了までが蓄積時間t602となる。   Next, during t605, φTX1 and φS1 are simultaneously set to H to turn on the transfer switch 205, thereby recording the first PD signal, which is an addition signal of the optical signal of the PD 203 and the N signal, in the readout circuit 103. Next, in a state where the reset switch 504 is not turned on, φTX1, φTX2, and φS2 are simultaneously set to H during t606 to turn on the transfer switches 205 and 206, thereby turning on the PD203 optical signal, the PD204 optical signal, and the N signal. The second PD signal that is the addition signal is recorded in the readout circuit 103. Since φTX1 is turned on once at time t604 and the signal of the PD 203 is read out to the FD 207, φTX1 may be off at time t606. Strictly speaking, the accumulation time t602 is from the end of t601 to the end of t606.

上記の動作で読み出し回路103に読み出されたN信号、第1PD信号、第2PD信号は、第1PD信号からN信号を差分したA像信号と、第2PD信号からN信号を差分した画像信号が水平走査回路で選択され撮像素子の外部に出力される。画像信号はPD203とPD204の信号を合成した信号であるので、画像信号からA像信号を減算することでB像信号が生成される。上記説明した動作でA像信号、B像信号、画像信号が得られるが、製造上の不良でφTX1の配線とφTX2の配線がショートした場合を考える。このとき、時刻t605で本来LにあるべきφTX2がHになってしまう。   The N signal, the first PD signal, and the second PD signal read to the readout circuit 103 by the above operation are the A image signal obtained by subtracting the N signal from the first PD signal and the image signal obtained by subtracting the N signal from the second PD signal. Selected by the horizontal scanning circuit and output to the outside of the image sensor. Since the image signal is a signal obtained by combining the signals of PD 203 and PD 204, the B image signal is generated by subtracting the A image signal from the image signal. Although the A image signal, the B image signal, and the image signal are obtained by the above-described operation, a case where the wiring of φTX1 and the wiring of φTX2 are short-circuited due to a manufacturing defect is considered. At this time, φTX2 that should originally be at L becomes H at time t605.

そうすると、第1PD信号を読み出す動作において、第2PD信号を読み出してしまう。第2PD信号はもともとφTX1とφTX2が同時にHになるので影響は出ない。結果として、φTX1の配線とφTX2の配線がショートした行は、画像信号は通常通り得られるが、A像信号は、画像信号と同じ信号を読み出してしまい、さらに画像信号からA像信号を減算して求めるB像信号は信号がなくなってしまう。つまり、その行の画像信号は問題ないがA像とB像は欠陥行という現象が発生する。図7は画像信号とA像信号B像信号の信号レベルを模式的に示す図である。   Then, in the operation of reading the first PD signal, the second PD signal is read. The second PD signal is not affected because φTX1 and φTX2 become H at the same time. As a result, in the row where the φTX1 wiring and φTX2 wiring are shorted, the image signal is obtained as usual, but the A image signal reads the same signal as the image signal, and further subtracts the A image signal from the image signal. As a result, the B image signal to be obtained disappears. That is, there is no problem with the image signal in that row, but the phenomenon that the A and B images are defective rows occurs. FIG. 7 is a diagram schematically showing signal levels of the image signal and the A image signal B image signal.

ここでは4行4列の配置のうち、3行目のみが欠陥行を示し、正常な場合は画像信号は2、A像信号、B像信号ともに1の信号を有するものとする。画像信号からA像信号を減算したものがB像信号であるので、正常行は画像信号2、A像信号1なのでB像信号は1となる。欠陥行については、画像信号は2で正常であるが、A像信号は画像信号と同じ信号の2となり、B像信号は0となってしまう。 次に、撮像素子で撮影レンズの射出瞳の別の領域の像が得られる特性を生かした、位相差の検知である測距演算について説明を行う。   Here, of the arrangement of 4 rows and 4 columns, only the 3rd row indicates a defective row, and when it is normal, the image signal is 2, and both the A image signal and the B image signal have a signal of 1. Since the B image signal is obtained by subtracting the A image signal from the image signal, since the normal row is the image signal 2 and the A image signal 1, the B image signal is 1. For the defective row, the image signal is 2 and normal, but the A image signal is 2 which is the same signal as the image signal, and the B image signal is 0. Next, a description will be given of distance measurement calculation that is detection of a phase difference that makes use of the characteristic that an image of another region of the exit pupil of the photographing lens can be obtained by the image sensor.

既知ではあるが、図8を用いて測距方法について説明を行う。図8の上部は、撮像素子の測距領域のA像とB像の各々1行に配置された画素配置を示し、下部に各ピント位置での像を示す。図8(a)は合焦状態、同(b)は前ピン状態、同(c)は後ピン状態を示す。A像、B像の1行分のデータであるAラインデータ、Bラインデータは、図8から分かるように、合焦状態、前ピン状態及び後ピン状態の何れであるかによりに2像の間隔が異なる。   Although known, the distance measuring method will be described with reference to FIG. The upper part of FIG. 8 shows pixel arrangements arranged in one row for each of the A and B images of the distance measuring area of the image sensor, and the lower part shows images at each focus position. 8A shows a focused state, FIG. 8B shows a front pin state, and FIG. 8C shows a rear pin state. As can be seen from FIG. 8, the A line data and the B line data, which are data for one row of the A image and the B image, can be obtained depending on whether the in-focus state, the front pin state, or the rear pin state. The intervals are different.

像間隔が合焦状態の間隔になるように、撮像レンズのフォーカス用レンズを移動させて、ピントを合わせる。つまりフォーカス用レンズの移動量は、2像のずれ量から計算して求めることができる。ところが、欠陥行では、A像側に間違った信号があり、かつB像側に信号がないため、2像の間隔を算出できない。

次に欠陥行を考慮した測距方法について説明する。図9は位相差検出に関わる撮像素子を含むシステム構成図である。撮像素子からは前述のとおり画像信号とA像信号が出力される。撮像素子からの画像信号とA像信号は、同時に出力してもよいし、時系列に出力してもよい。測距演算回路は、B像生成部で撮像素子からの画像信号からA像信号を減算することでB像を生成する。測距演算回路では、前述の欠陥行のアドレスを記録する欠陥行記録メモリを有する。測距演算部ではA像信号とB像信号から後述する測距演算を行うが、測距演算部は欠陥行記録メモリに記録されている欠陥行については、測距演算を行わない。
The focusing lens of the imaging lens is moved so that the image interval becomes the in-focus interval, and the focus is adjusted. That is, the amount of movement of the focusing lens can be calculated from the amount of deviation between the two images. However, in the defective row, there is an incorrect signal on the A image side and no signal on the B image side, so the interval between the two images cannot be calculated.

Next, a distance measuring method considering a defective row will be described. FIG. 9 is a system configuration diagram including an image sensor related to phase difference detection. As described above, the image signal and the A image signal are output from the image sensor. The image signal and the A image signal from the image sensor may be output simultaneously or in time series. The ranging calculation circuit generates a B image by subtracting the A image signal from the image signal from the image sensor at the B image generation unit. The distance measuring circuit has a defective line recording memory for recording the address of the above-described defective line. The ranging calculation unit performs a ranging calculation, which will be described later, from the A image signal and the B image signal. However, the ranging calculation unit does not perform the ranging calculation for the defective row recorded in the defective row recording memory.

詳細については後述する。欠陥行記録メモリに記録される欠陥行の情報については、撮像素子や撮像装置の出荷時に試験を行い、欠陥行の情報を得ることができる。具体的には、前述のとおり、画像信号とA像信号が同じ信号である行、もしくはB像信号に信号がない行を欠陥行の抽出することが可能である。出荷時の試験で欠陥行とされた行の情報を欠陥行記録メモリに記録しておく。また、出荷時の試験だけでなく、撮像装置の起動時などにも同様に欠陥行の抽出が可能である。 次に図10に基づいて、上記で説明した実施の撮像素子を撮像装置であるデジタルカメラに適用した場合の一実施例について詳述する。   Details will be described later. With respect to the information on the defective row recorded in the defective row recording memory, it is possible to obtain information on the defective row by performing a test at the time of shipment of the imaging device or the imaging apparatus. Specifically, as described above, a defective row can be extracted from a row in which the image signal and the A image signal are the same signal, or a row in which the B image signal does not have a signal. Information on a row that is determined to be a defective row in a test at the time of shipment is recorded in a defective row recording memory. Further, not only a test at the time of shipment but also a defective row can be extracted at the time of starting the imaging apparatus. Next, based on FIG. 10, an embodiment when the above-described imaging device is applied to a digital camera as an imaging device will be described in detail.

図10において、1001は被写体の光学像を撮像素子1005に結像させるレンズ部で、レンズ駆動装置1002によってズーム制御、フォーカス制御、絞り制御などがおこなわれる。1003はメカニカルシャッターでシャッター制御手段1004によって制御される。1005はレンズ部1001で結像された被写体を画像信号として取り込むための撮像素子、1006は固体撮像素子1005より出力される画像信号に各種の補正を行ったり、データを圧縮したりする撮像信号処理回路である。   In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a lens unit that forms an optical image of a subject on the image sensor 1005, and zoom control, focus control, aperture control, and the like are performed by a lens driving device 1002. Reference numeral 1003 denotes a mechanical shutter which is controlled by the shutter control means 1004. Reference numeral 1005 denotes an image sensor for taking in the subject imaged by the lens unit 1001 as an image signal. Reference numeral 1006 denotes image signal processing for performing various corrections on the image signal output from the solid-state image sensor 1005 and compressing data. Circuit.

また、上述した測距演算回路も含む。1007は固体撮像素子1005、撮像信号処理回路1006に、各種タイミング信号を出力する駆動手段であるタイミング発生回路、1009は各種演算と撮像装置全体を制御する制御回路、1008は画像データを一時的に記憶する為のメモリ、1010は記録媒体に記録または読み出しを行うためのインターフェース、1011は画像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体、1012は各種情報や撮影画像を表示する表示部である。   Further, the distance calculation circuit described above is also included. Reference numeral 1007 denotes a solid-state imaging device 1005, a timing generation circuit that is a driving unit that outputs various timing signals to the imaging signal processing circuit 1006, 1009 a control circuit that controls various operations and the entire imaging apparatus, and 1008 temporarily stores image data. Memory for storing, 1010 is an interface for recording or reading on a recording medium, 1011 is a detachable recording medium such as a semiconductor memory for recording or reading image data, and 1012 is various information and photographed images. It is a display part to display.

次に、前述の構成における撮影時のデジタルカメラの動作について説明する。メイン電源がオンされると、コントロール系の電源がオンし、更に撮像信号処理回路1006などの撮像系回路の電源がオンされる。   Next, the operation of the digital camera at the time of shooting in the above configuration will be described. When the main power supply is turned on, the power supply for the control system is turned on, and the power supply for the image pickup system circuit such as the image pickup signal processing circuit 1006 is turned on.

それから、図示しないレリーズボタンが押されると、撮像素子からのデータを元に上述した測距演算を行い、測距結果に基づいて被写体までの距離の演算を行う。その際に図示しないメモリから欠陥行情報を得て、欠陥行を測距演算から省く。または前行のデータで置換する。その後、レンズ駆動装置1002によりレンズ部を駆動して合焦か否かを判断し、合焦していないと判断した時は、再びレンズ部を駆動し測距を行う。   Then, when a release button (not shown) is pressed, the distance calculation described above is performed based on the data from the image sensor, and the distance to the subject is calculated based on the distance measurement result. At that time, defective line information is obtained from a memory (not shown), and the defective line is omitted from the distance measurement calculation. Or replace with the data of the previous line. Thereafter, the lens unit is driven by the lens driving device 1002 to determine whether or not the lens unit is in focus. When it is determined that the lens unit is not in focus, the lens unit is driven again to perform distance measurement.

そして、合焦が確認された後に撮影動作が開始する。撮影動作が終了すると、固体撮像素子1005から出力された画像信号は撮影信号処理回路1006で画像処理をされ、制御回路1009によりメモリに書き込まれる。撮影信号処理回路では、並べ替え処理、加算処理やその選択処理が行われる。メモリ1008に蓄積されたデータは、制御回路1009の制御により記録媒体制御I/F部1010を通り半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体1011に記録される。   Then, after the in-focus state is confirmed, the photographing operation starts. When the photographing operation is completed, the image signal output from the solid-state imaging device 1005 is subjected to image processing by the photographing signal processing circuit 1006 and written to the memory by the control circuit 1009. In the photographing signal processing circuit, rearrangement processing, addition processing, and selection processing thereof are performed. Data stored in the memory 1008 is recorded on a removable recording medium 1011 such as a semiconductor memory through the recording medium control I / F unit 1010 under the control of the control circuit 1009.

また、図示しない外部I/F部を通り直接コンピュータ等に入力して画像の加工を行ってもよい。   Further, the image may be processed by directly inputting to a computer or the like through an external I / F unit (not shown).

次に図11、図12を用いて、本発明の測距演算であるA像とB像の2像の間隔を算出する方法について説明する。図11(a)は、撮影範囲1100に設定された測距領域1101の例を示す図である。撮像素子100が有する画素の出力を用いた焦点検出を行う場合、測距領域1101に対応する画素アレイ101の画素の出力を用いる。従って、測距領域1101は、画素アレイ101に設定されているとも言え、以下では、説明、及び、理解を容易にするため、測距領域1101を画素アレイ101の画素領域として説明する。   Next, a method for calculating the distance between the two images of the A image and the B image, which is a distance measurement calculation according to the present invention, will be described with reference to FIGS. FIG. 11A is a diagram illustrating an example of a distance measurement area 1101 set in the shooting range 1100. When focus detection is performed using the pixel output of the image sensor 100, the pixel output of the pixel array 101 corresponding to the distance measurement area 1101 is used. Therefore, it can be said that the distance measurement area 1101 is set in the pixel array 101. In the following, the distance measurement area 1101 will be described as the pixel area of the pixel array 101 for ease of explanation and understanding.

図11(a)で、測距領域1101は、Y方向がr行からs行の範囲であることを示している。また、図11(b)では、画素アレイ101の各画素のカラーフィルタ403の配置を示している。R(1,1)には、赤色のカラーフィルタ、Gr(2,1)、及び、Gb(2,1)には緑色のカラーフィルタ、B(2,2)には青色のカラーフィルタがそれぞれ配置され、ベイヤ配列を構成している。   In FIG. 11A, the distance measurement area 1101 indicates that the Y direction is a range from r rows to s rows. FIG. 11B shows the arrangement of the color filters 403 for each pixel of the pixel array 101. R (1,1) has a red color filter, Gr (2,1) and Gb (2,1) have a green color filter, and B (2,2) has a blue color filter. Arranged to form a Bayer array.

図12は撮像素子から得られた像データから、ピントのずれ量を求め、焦点状態を調節するフローを示すフローチャートである。測距演算がスタートすると、S1201で最初の行Y=rを選択する。   FIG. 12 is a flowchart showing a flow of adjusting the focus state by obtaining the focus shift amount from the image data obtained from the image sensor. When ranging calculation starts, the first row Y = r is selected in S1201.

次にS1202で、加算用メモリをクリアする初期化動作が実行される。加算用メモリは、測距領域1101に含まれるA像、及び、B像の画素信号出力をr行からs行までY方向に加算するために使用する。複数の画素信号を加算することでランダムノイズを低減し、特に低輝度被写体や低コントラスト被写体の測距性能の改善を行うことが可能となる。また、後述する相関演算では、比較的システム負荷の高い処理を行うため、予め相関演算に入力する画素数を画素加算により減らすことで、処理負荷を低減させることが可能となる。   In step S1202, an initialization operation for clearing the addition memory is executed. The addition memory is used to add pixel signal outputs of the A image and the B image included in the ranging area 1101 in the Y direction from r rows to s rows. By adding a plurality of pixel signals, random noise can be reduced, and in particular, ranging performance of a low-luminance subject or a low-contrast subject can be improved. Further, since the correlation calculation described later performs processing with a relatively high system load, the processing load can be reduced by reducing the number of pixels input to the correlation calculation in advance by pixel addition.

S1203では、欠陥行記録メモリに記録されている欠陥行アドレスの情報に基づいて、現在選択されているY行、及び、Y+1行が欠陥行であるか否かの判定を行う。欠陥行ではないと判定した場合は、S1204に進み、現在選択されているY行、及び、Y+1行のA像、及び、B像の画素信号出力と加算用メモリ内のA像、及び、B像の画素信号をそれぞれ画素毎に加算し、加算用メモリに記憶する。その後、S1205へ進む。欠陥行と判定した場合は、画素加算処理は実行せずS1205に進む。   In S1203, based on the information of the defective row address recorded in the defective row recording memory, it is determined whether or not the currently selected Y row and Y + 1 row are defective rows. If it is determined that it is not a defective row, the process advances to step S1204 to output the pixel signals of the currently selected Y row and Y + 1 row A and B images and the A image in the addition memory, and B The pixel signals of the image are added for each pixel and stored in the addition memory. Then, it progresses to S1205. If it is determined as a defective row, the pixel addition process is not executed and the process proceeds to S1205.

つまり、欠陥行を画素加算対象から除外している。S1205では、YにY+2を代入し選択行を2行進める。尚、本実施例では、上述した通り、画素に配置しているカラーフィルタをベイヤ配列として構成しているため、Y行とY+1行をペアとして2行単位で、欠陥行判定(S1203)、画素加算処理(S1204)、及び、行送り(S1205)を行うことで、加算メモリ内の画素信号のカラーバランスが崩れることによる測距精度への影響を回避している。   That is, the defective row is excluded from the pixel addition target. In S1205, Y + 2 is substituted for Y and the selected row is advanced by two. In the present embodiment, as described above, since the color filters arranged in the pixels are configured as a Bayer array, the defective row determination (S1203), the pixel in units of two rows with the Y row and the Y + 1 row as a pair. By performing the addition process (S1204) and the line feed (S1205), the influence on the distance measurement accuracy due to the color balance of the pixel signals in the addition memory being lost is avoided.

S1206では、Y>Sの比較を行い、現在選択中のY行が測距領域1101の下端のS行まで到達しているかの判定が行われる。Y行がS行に到達していない場合は、S1203に進み、S行に到達するまでY方向の画素加算処理が実行される。S1107では、加算メモリ内のA像、及びB像信号の相関が最大となるシフト量を算出する相関演算処理を行う。相関演算に用いる相関量COR(k)は、例えば下記の式(1)で算出することができる。   In S1206, Y> S is compared, and it is determined whether the currently selected Y row has reached the S row at the lower end of the distance measuring area 1101. If the Y row has not reached the S row, the process proceeds to S1203, and pixel addition processing in the Y direction is executed until the S row is reached. In step S1107, correlation calculation processing is performed to calculate a shift amount that maximizes the correlation between the A image and B image signals in the addition memory. The correlation amount COR (k) used for the correlation calculation can be calculated by the following equation (1), for example.

式(1)で用いる変数kは、相関演算時のシフト量で、−kmax以上kmax以下の整数である。また、変数lは、相関量を算出する被写体領域の開始点、変数wは、相関量を算出する被写体領域のデータ長を示している。A像、及び、B像の射出瞳面上の重心位置は、水平(X軸)方向に対称的に偏倚した光電変化部により像信号を生成するため、光束の進行角度の差による像ずれが生じる。   The variable k used in the equation (1) is a shift amount at the time of correlation calculation, and is an integer from −kmax to kmax. The variable l indicates the starting point of the subject area for calculating the correlation amount, and the variable w indicates the data length of the subject area for calculating the correlation amount. The center of gravity position of the A image and the B image on the exit pupil plane generates an image signal by a photoelectric change unit that is symmetrically biased in the horizontal (X-axis) direction. Arise.

故に、式(1)では、A像、及びB像の被写体領域を変数kにより所定のシフト量で与えることで、A像とB像の被写体領域の相関量を算出している。   Therefore, in Expression (1), the subject areas of the A image and the B image are given a predetermined shift amount by the variable k to calculate the correlation amount between the subject areas of the A image and the B image.

各シフト量kについての相関量COR(k)を求めた後、A像とB像の相関が最も高くなるシフト量k、すなわち、相関量CORが最小となるシフト量kの値を求める。なお、相関量COR(k)の算出時におけるシフト量kは整数とするが、相関量COR(k)が最小となるシフト量kを求める場合には、デフォーカス量の精度を向上させるため、適宜補間処理を行いサブピクセル単位の値(実数値)を求める。本実施形態では、相関量CORの差分値の符号が変化するシフト量dkを、相関量COR(k)が最小となるシフト量kとして算出する。   After obtaining the correlation amount COR (k) for each shift amount k, the shift amount k at which the correlation between the A image and the B image is the highest, that is, the value of the shift amount k that minimizes the correlation amount COR is obtained. Note that the shift amount k at the time of calculating the correlation amount COR (k) is an integer, but when obtaining the shift amount k that minimizes the correlation amount COR (k), in order to improve the accuracy of the defocus amount, Interpolation processing is performed as appropriate to obtain a value (real value) in units of subpixels. In the present embodiment, the shift amount dk in which the sign of the difference value of the correlation amount COR changes is calculated as the shift amount k that minimizes the correlation amount COR (k).

まず、相関量の差分値DCORを以下の式(2)に従って算出する。
DCOR(k)=COR(K)−COR(K−1) ・・・(2)
そして、相関量の差分値DCORを用いて、差分量の符号が変化するシフト量dkを求める。差分量の符号が変化する直前のkの値をk1、符号が変化したkの値をk2(k2=k1+1)とすると、シフト量dkを、以下の式(3)に従って算出する。
First, the correlation value difference value DCOR is calculated according to the following equation (2).
DCOR (k) = COR (K) −COR (K−1) (2)
Then, a shift amount dk at which the sign of the difference amount changes is obtained using the difference value DCOR of the correlation amount. If the value of k immediately before the sign of the difference amount changes is k1, and the value of k where the sign changes is k2 (k2 = k1 + 1), the shift amount dk is calculated according to the following equation (3).

dk=k1+|DCOR(k1)|/|DCOR(k1)−DCOR(k2)|・・・(3)
以上のようにして、A像とB像の相関量が最大となるシフト量dkをサブピクセル単位で算出し、S1207の処理を終える。なお、2つの1次元像信号の位相差を算出する方法は、ここで説明したものに限らず、公知の任意の方法を用いることができる。
dk = k1 + | DCOR (k1) | / | DCOR (k1) −DCOR (k2) | (3)
As described above, the shift amount dk that maximizes the correlation amount between the A image and the B image is calculated in units of subpixels, and the process of S1207 is completed. The method for calculating the phase difference between the two one-dimensional image signals is not limited to that described here, and any known method can be used.

次にS1208では、シフト量dkに例えば不図示の不揮発性メモリに予め記憶された敏感度を乗じることで、シフト量dkをデフォーカス量DEFに換算する。デフォーカス量DEFの算出を終えると、デフォーカス量算出処理を終了する。S1209では、S1208で得られたデフォーカス量DEFに基づき、撮影レンズ1001のレンズ駆動量を算出する。   In step S1208, the shift amount dk is converted into the defocus amount DEF by multiplying the shift amount dk by, for example, sensitivity stored in advance in a non-illustrated nonvolatile memory. When the calculation of the defocus amount DEF ends, the defocus amount calculation process ends. In step S1209, the lens driving amount of the photographing lens 1001 is calculated based on the defocus amount DEF obtained in step S1208.

そして、S1210で、レンズ駆動量および駆動方向の情報を撮影レンズ1001のフォーカス制御部1002に送信する。フォーカス制御部1002は、受信したレンズ駆動量と駆動方向の情報に基づいて、フォーカスフォーカスレンズを駆動する。これにより、撮影レンズ1001の焦点調節が行われる。   In step S <b> 1210, information on the lens driving amount and the driving direction is transmitted to the focus control unit 1002 of the photographing lens 1001. The focus control unit 1002 drives the focus focus lens based on the received lens driving amount and driving direction information. Thereby, the focus of the photographic lens 1001 is adjusted.

以上述べたように、2次元で測距演算を行う場合において、画像信号にはない欠陥行がA像信号、または、B像信号にある場合にも、欠陥行を除外することで、測距精度への影響を抑制することが可能となる。従って、A像信号、B像信号だけに欠陥行がある撮像素子を使うことが可能となり、歩留りを向上することが可能となる。   As described above, in the case of performing a distance measurement calculation in two dimensions, even if a defective row not included in the image signal is present in the A image signal or the B image signal, the distance measurement is performed by excluding the defective row. The influence on accuracy can be suppressed. Therefore, it is possible to use an image sensor having a defective row only in the A image signal and the B image signal, and the yield can be improved.

また、画素加算対象から欠陥行を除外することで、画素加算による低輝度被写体や低コントラスト被写体への測距性能の改善と相関演算処理の負荷の軽減を同時に実現することが可能となる。   Also, by excluding defective rows from the pixel addition target, it is possible to simultaneously improve the ranging performance for low-luminance subjects and low-contrast subjects by pixel addition and reduce the load of correlation calculation processing.

1001 撮影レンズ、1002 レンズ駆動装置、1003 メカニカルシャッター、
1004 シャッター制御手段、1005 撮像素子、1006 撮像信号処理回路、
1007 タイミング発生部、1008 メモリ、1009 全体制御演算部(CPU)、
1010 記録媒体制御、I/F部、1011 記録媒体、1012 外部I/F部
1001 photographing lens, 1002 lens driving device, 1003 mechanical shutter,
1004 Shutter control means, 1005 imaging device, 1006 imaging signal processing circuit,
1007 Timing generation unit, 1008 memory, 1009 overall control calculation unit (CPU),
1010 Recording medium control, I / F unit, 1011 Recording medium, 1012 External I / F unit

Claims (3)

撮影光束を結像させる撮影光学系(1001)と、
マイクロレンズを有する画素が行列に配置され、前記画素は少なくとも2つ以上の光電変換部を有し、前記光電変換部のうちの第1光電変換部(203)より前記撮影光学系の射出瞳の一部領域を通過した光束に基づく第1の信号と、前記光電変換部のうちの第2光電変換部(204)より前記撮影光学系の射出瞳の前記一部領域とは異なる一部領域を通過した光束に基づく第2の信号と、前記撮影光学系の射出瞳の全領域を通過した光束に基づく第3の信号を取得することが可能な撮像素子(1005)と、
前記第1の信号、及び、第2の信号をそれぞれ行方向に加算し、第1の加算信号と第2の加算信号を生成する行加算手段(1006)と、
前記第1の加算信号と第2の加算信号の位相差に基づいて得られる相関量を算出する位相差演算手段(S1207)とを有する撮像装置において、
前記第3の信号には欠陥として現れないが、前記第1の信号、及び、前記第2の信号には欠陥として現れる欠陥画素で構成される欠陥行がある場合に、前記欠陥行を前記行加算の対象行から除外し、前記行加算を行うことを特徴とする撮像装置。
A photographic optical system (1001) for forming an image of a photographic light beam;
Pixels having microlenses are arranged in a matrix, the pixels have at least two or more photoelectric conversion units, and the first photoelectric conversion unit (203) of the photoelectric conversion units has an exit pupil of the photographing optical system. A first signal based on the light beam that has passed through the partial area and a partial area different from the partial area of the exit pupil of the imaging optical system from the second photoelectric conversion unit (204) of the photoelectric conversion unit. An image sensor (1005) capable of acquiring a second signal based on the light beam that has passed through and a third signal based on the light beam that has passed through the entire area of the exit pupil of the imaging optical system;
A row addition means (1006) for adding the first signal and the second signal in the row direction to generate a first addition signal and a second addition signal;
In the imaging apparatus having phase difference calculation means (S1207) for calculating a correlation amount obtained based on the phase difference between the first addition signal and the second addition signal,
If there is a defective row composed of defective pixels that do not appear as defects in the third signal but appear as defects in the first signal and the second signal, the defective row is defined as the row. An imaging apparatus characterized by excluding from addition target rows and performing the row addition.
請求項1に記載の撮像装置において、
前記画素には異なる分光特性を有するカラーフィルタがm行×n列単位で周期的に配置されている撮像素子であり、前記欠陥行がある場合は、前記欠陥行を含むm行を前記行加算の対象から除外し、前記行加算を行うことを特徴とする撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
The pixel is an image sensor in which color filters having different spectral characteristics are periodically arranged in units of m rows × n columns, and when there is the defective row, m rows including the defective row are added to the row. An imaging apparatus characterized in that the row addition is performed by excluding the target from the above.
請求項1または請求項2に記載の撮像装置において、
さらに、前記位相差演算手段の出力に基づき、前記撮影光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段(S1210)を有することを特徴とする撮像装置。
In the imaging device according to claim 1 or 2,
The imaging apparatus further comprises a focus adjusting unit (S1210) for adjusting a focus state of the photographing optical system based on an output of the phase difference calculating unit.
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