JP6052057B2 - 信号処理装置および信号処理方法、固体撮像装置、並びに、電子機器 - Google Patents
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Description
1.信号処理回路を含む固体撮像装置の概略構成例
2.信号処理回路の詳細構成例
3.信号処理回路の位相差検出処理フロー
4.遮光画素のその他の配置例
5.固体撮像装置の基板構成例
6.電子機器への適用例
図1は、本技術が適用された固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
次に、図2を参照して、焦点検出用の画素である遮光画素について説明する。
図3を参照して、遮光画素を用いた従来の位相差検出方法について説明する。
図4は、固体撮像装置1の画素アレイ部11の遮光画素の配置を示している。
次に、信号処理回路14が行う位相差検出方法の詳細について説明する。
図5は、信号処理回路14の位相差検出処理部分の機能構成例を示すブロック図である。
(v_shield - v_norm_f) : (v_norm_s - v_shield) = (x - x_norm_f) : (x_norm_s - x)
次に、図11のフローチャートを参照して、信号処理回路14による位相差検出処理について説明する。この処理は、例えば、メモリ部31内に、撮像部17で撮像された画像の画素値が一定量以上蓄積されたときに開始される。
上述した実施の形態では、画素アレイ部11における遮光画素の配置が、図4を参照して説明したように、遮光方向には疎になり、遮光方向ではない方向には、他の遮光画素が近接配置されている例について説明した。
次に、図22を参照して、図1の固体撮像装置1の基板構成について説明する。
次に、上述した位相差検出処理を行う信号処理回路のその他の実施の形態について説明する。
<信号処理回路が独立した形態>
図23は、上述した位相差検出処理を行う信号処理回路が信号処理装置として独立した形態となった構成例を示している。
本技術を適用した固体撮像装置および信号処理装置は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えたオーディオプレーヤといった各種の電子機器に適用することができる。また、固体撮像装置および信号処理装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理回路とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
(1)
受光領域の一部が遮光されている遮光画素1画素と、その遮光画素の遮光方向の周辺画素列の画素値を取得し、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値を、前記周辺画素列の画素値と比較することにより、前記遮光画素の位相差を検出する位相差検出部を備える
信号処理装置。
(2)
前記遮光画素が位相差の検出を行うのに適した画素であるかを判定する信頼度判定部をさらに備え、
前記位相差検出部は、前記信頼度判定部により、位相差の検出を行うのに適した画素であると判定された前記遮光画素に対して位相差を検出する
前記(1)に記載の信号処理装置。
(3)
前記信頼度判定部は、
取得された前記周辺画素列の画素値のダイナミックレンジを算出し、算出されたダイナミックレンジを判定するダイナミックレンジ判定部と、
取得された前記周辺画素列の画素値の単調増加および単調減少を判定する単調増減判定部と
を有し、
前記信頼度判定部は、前記ダイナミックレンジ判定部および前記単調増減判定部により、算出されたダイナミックレンジが所定の閾値よりも大であり、かつ、前記周辺画素列の画素値が単調増加または単調減少の傾向を有していると判定された場合に、前記遮光画素が位相差の検出を行うのに適した画素であると判定する
前記(2)に記載の信号処理装置。
(4)
前記信頼度判定部は、
算出された前記遮光画素の位相差を、近傍の他の遮光画素の位相差と比較することにより、前記位相差検出部により検出された位相差が信頼できる値であるかを判定する検出位相差判定部を有する
前記(2)または(3)に記載の信号処理装置。
(5)
前記検出位相差判定部は、画素内の遮光領域の配置が、位相差を算出した前記遮光画素と前記他の遮光画素で同じ場合、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の符号が同じで、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の差分絶対値が所定の閾値より小である場合に、前記位相差検出部により検出された位相差が信頼できる値であると判定する
前記(4)に記載の信号処理装置。
(6)
前記検出位相差判定部は、画素内の遮光領域の配置が、位相差を算出した前記遮光画素と前記他の遮光画素で異なる場合、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の符号が異なり、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の差分絶対値が所定の閾値より小である場合に、前記位相差検出部により検出された位相差が信頼できる値であると判定する
前記(4)に記載の信号処理装置。
(7)
前記位相差検出部は、取得した前記遮光画素の画素値を、遮光率に応じてゲイン倍補正することにより、前記感度低下の補正を行う
前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の信号処理装置。
(8)
前記位相差検出部は、取得した前記遮光画素の画素値を、前記補正テーブルに基づいて決定された遮光率に応じてゲイン倍補正することにより、前記感度低下の補正を行う
前記(7)に記載の信号処理装置。
(9)
前記位相差検出部は、取得した前記遮光画素の画素値を、周辺の他の遮光画素から算出した遮光率に応じてゲイン倍補正することにより、前記感度低下の補正を行う
前記(7)に記載の信号処理装置。
(10)
前記位相差検出部は、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値に対応する前記周辺画素列の画素値波形上の位置を求めることで、前記遮光画素の位相差を算出する
前記(1)乃至(9)のいずれかに記載の信号処理装置。
(11)
前記位相差検出部は、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値との差分が小さい前記周辺画素列の2つの画素値を用いて、前記遮光画素の位相差を算出する
前記(10)に記載の信号処理装置。
(12)
前記位相差検出部は、前記補正後の画素値と、前記周辺画素列の2つの画素値それぞれとの画素差分の比に基づいて、前記遮光画素の位相差を算出する
前記(11)に記載の信号処理装置。
(13)
前記位相差検出部は、前記周辺画素列の画素が遮光画素である場合には、その遮光画素の画素値として、その周辺の通常画素の画素値で補間した値を用いる
前記(10)乃至(12)のいずれかに記載の信号処理装置。
(14)
複数の前記遮光画素が配置されている撮像領域を、所定数の領域に分割する領域分割部と、
検出された前記位相差に基づいて、分割された前記領域ごとの位相差を決定する領域位相差決定部と
をさらに備える
前記(1)乃至(13)のいずれかに記載の信号処理装置。
(15)
前記領域分割部は、画像のテクスチャ情報を用いて、前記撮像領域を、所定数の領域に分割する
前記(14)に記載の信号処理装置。
(16)
前記領域分割部は、同一の奥行きと認識される領域単位に、前記撮像領域を、所定数の領域に分割する
前記(14)または(15)に記載の信号処理装置。
(17)
前記領域位相差決定部は、検出された前記位相差に対して統計処理を用いて、分割された前記領域ごとの位相差を決定する
前記(14)乃至(16)のいずれかに記載の信号処理装置。
(18)
遮光画素を有する撮像部からの信号を処理する信号処理装置が、
受光領域の一部が遮光されている遮光画素1画素と、その遮光画素の遮光方向の周辺画素列の画素値を取得し、
前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値を、前記周辺画素列の画素値と比較することにより、前記遮光画素の位相差を検出する
信号処理方法。
(19)
受光領域の一部を遮光した遮光領域がある遮光画素と、前記遮光領域がない通常画素とを備える画素アレイ部を備え、
前記画素アレイ部内に配置されている複数の前記遮光画素それぞれの前記遮光領域の位置は同一である
固体撮像装置。
(20)
受光領域の一部を遮光した遮光領域がある遮光画素と、前記遮光領域がない通常画素とを備える画素アレイ部を備え、
前記画素アレイ部内に配置されている複数の前記遮光画素それぞれの前記遮光領域の位置は同一である
固体撮像装置
を備える電子機器。
Claims (19)
- 受光領域の一部が遮光されている遮光画素1画素と、その遮光画素の遮光方向の周辺画素列の画素値を取得し、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値を、前記周辺画素列の画素値と比較することにより、前記遮光画素の位相差を検出する位相差検出部と、
取得された前記周辺画素列の画素値のダイナミックレンジと、取得された前記周辺画素列の画素値の増減傾向とに基づいて、前記遮光画素が位相差の検出を行うのに適した画素であるかを判定する信頼度判定部と
を備え、
前記位相差検出部は、前記信頼度判定部により、位相差の検出を行うのに適した画素であると判定された前記遮光画素の位相差を検出する
信号処理装置。 - 前記信頼度判定部は、前記ダイナミックレンジが所定の閾値よりも大であり、かつ、前記周辺画素列の画素値が単調増加または単調減少の傾向を有していると判定された場合に、前記遮光画素が位相差の検出を行うのに適した画素であると判定する
請求項1に記載の信号処理装置。 - 前記信頼度判定部は、
算出された前記遮光画素の位相差を、近傍の他の遮光画素の位相差と比較することにより、前記位相差検出部により検出された位相差が信頼できる値であるかを判定する検出位相差判定部を有する
請求項1または2に記載の信号処理装置。 - 前記検出位相差判定部は、画素内の遮光領域の配置が、位相差を算出した前記遮光画素と前記他の遮光画素で同じ場合、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の符号が同じで、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の差分絶対値が所定の閾値より小である場合に、前記位相差検出部により検出された位相差が信頼できる値であると判定する
請求項3に記載の信号処理装置。 - 前記検出位相差判定部は、画素内の遮光領域の配置が、位相差を算出した前記遮光画素と前記他の遮光画素で異なる場合、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の符号が異なり、算出された前記遮光画素の位相差と、前記他の遮光画素の位相差の差分絶対値が所定の閾値より小である場合に、前記位相差検出部により検出された位相差が信頼できる値であると判定する
請求項3に記載の信号処理装置。 - 前記位相差検出部は、取得した前記遮光画素の画素値を、遮光率に応じてゲイン倍補正することにより、前記感度低下の補正を行う
請求項1乃至5のいずれかに記載の信号処理装置。 - 前記位相差検出部は、取得した前記遮光画素の画素値を、補正テーブルを参照して決定された遮光率に応じてゲイン倍補正することにより、前記感度低下の補正を行う
請求項6に記載の信号処理装置。 - 前記位相差検出部は、取得した前記遮光画素の画素値を、周辺の他の遮光画素から算出した遮光率に応じてゲイン倍補正することにより、前記感度低下の補正を行う
請求項6に記載の信号処理装置。 - 前記位相差検出部は、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値に対応する前記周辺画素列の画素値波形上の位置を求めることで、前記遮光画素の位相差を算出する
請求項1乃至8のいずれかに記載の信号処理装置。 - 前記位相差検出部は、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値との差分が小さい前記周辺画素列の2つの画素値を用いて、前記遮光画素の位相差を算出する
請求項9に記載の信号処理装置。 - 前記位相差検出部は、前記補正後の画素値と、前記周辺画素列の2つの画素値それぞれとの画素差分の比に基づいて、前記遮光画素の位相差を算出する
請求項10に記載の信号処理装置。 - 前記位相差検出部は、前記周辺画素列の画素が遮光画素である場合には、その遮光画素の画素値として、その周辺の通常画素の画素値で補間した値を用いる
請求項9乃至11のいずれかに記載の信号処理装置。 - 複数の前記遮光画素が配置されている撮像領域を、所定数の領域に分割する領域分割部と、
検出された前記位相差に基づいて、分割された前記領域ごとの位相差を決定する領域位相差決定部と
をさらに備える
請求項1乃至12のいずれかに記載の信号処理装置。 - 前記領域分割部は、画像のテクスチャ情報を用いて、前記撮像領域を、所定数の領域に分割する
請求項13に記載の信号処理装置。 - 前記領域分割部は、同一の奥行きと認識される領域単位に、前記撮像領域を、所定数の領域に分割する
請求項13または14に記載の信号処理装置。 - 前記領域位相差決定部は、検出された前記位相差に対して統計処理を用いて、分割された前記領域ごとの位相差を決定する
請求項13乃至15のいずれかに記載の信号処理装置。 - 遮光画素を有する撮像部からの信号を処理する信号処理装置が、
受光領域の一部が遮光されている遮光画素1画素と、その遮光画素の遮光方向の周辺画素列の画素値を取得し、
取得された前記周辺画素列の画素値のダイナミックレンジと、取得された前記周辺画素列の画素値の増減傾向とに基づいて、前記遮光画素が位相差の検出を行うのに適した画素であるかを判定し、
前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値を、前記周辺画素列の画素値と比較することにより、位相差の検出を行うのに適した画素であると判定された前記遮光画素の位相差を検出する
信号処理方法。 - 受光領域の一部を遮光した遮光領域がある遮光画素と、前記遮光領域がない通常画素とを有し、複数の前記遮光画素それぞれの前記遮光領域の位置が同一である画素アレイ部と、
前記遮光画素1画素と、その遮光画素の遮光方向の周辺画素列の画素値を取得し、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値を、前記周辺画素列の画素値と比較することにより、前記遮光画素の位相差を検出する位相差検出部と、
取得された前記周辺画素列の画素値のダイナミックレンジと、取得された前記周辺画素列の画素値の増減傾向とに基づいて、前記遮光画素が位相差の検出を行うのに適した画素であるかを判定する信頼度判定部と
を備え、
前記位相差検出部は、前記信頼度判定部により、位相差の検出を行うのに適した画素であると判定された前記遮光画素の位相差を検出する
固体撮像装置。 - 受光領域の一部を遮光した遮光領域がある遮光画素と、前記遮光領域がない通常画素とを有し、複数の前記遮光画素それぞれの前記遮光領域の位置が同一である画素アレイ部と、
前記遮光画素1画素と、その遮光画素の遮光方向の周辺画素列の画素値を取得し、前記遮光画素の画素値に対して感度低下の補正を行った補正後の画素値を、前記周辺画素列の画素値と比較することにより、前記遮光画素の位相差を検出する位相差検出部と、
取得された前記周辺画素列の画素値のダイナミックレンジと、取得された前記周辺画素列の画素値の増減傾向とに基づいて、前記遮光画素が位相差の検出を行うのに適した画素であるかを判定する信頼度判定部と
を備え、
前記位相差検出部は、前記信頼度判定部により、位相差の検出を行うのに適した画素であると判定された前記遮光画素の位相差を検出する
固体撮像装置
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