JP6789707B2 - Imaging device and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus and a control method thereof.
近時では、複数の光電変換部をそれぞれ含む複数の単位画素を含む画素アレイと、複数の単位画素に対してそれぞれ設けられた複数のマイクロレンズとを含む撮像素子を有する撮像装置が提案されている。かかる撮像装置においては、撮像光学系の射出瞳の互いに異なる瞳領域をそれぞれ通過した光束に応じた画像信号を得ることができ、これらの画像信号を用いて焦点検出を行うことができる(特許文献1参照)。 Recently, an image pickup device having an image pickup device including a pixel array including a plurality of unit pixels including a plurality of photoelectric conversion units and a plurality of microlenses provided for each of the plurality of unit pixels has been proposed. There is. In such an imaging device, it is possible to obtain image signals corresponding to the luminous fluxes that have passed through different pupil regions of the exit pupils of the imaging optical system, and focus detection can be performed using these image signals (Patent Documents). 1).
しかしながら、従来の技術では、画素アレイの一部に欠陥が存在していると、焦点検出を良好に行い得ない場合があった。 However, in the conventional technique, if a defect is present in a part of the pixel array, the focus detection may not be performed well.
本発明の目的は、画素アレイの一部に欠陥が生じている場合であっても焦点検出を良好に行い得る撮像装置及びその制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus capable of performing focus detection satisfactorily even when a part of the pixel array is defective, and a control method thereof.
実施形態の一観点によれば、第1の光電変換部と第2の光電変換部とをそれぞれ含む複数の単位画素が行列状に配された画素アレイを含む撮像素子であって、前記第1の光電変換部において発生した電荷に応じた第1の信号と、前記第2の光電変換部において少なくとも発生した電荷に応じた第2の信号とを生成する撮像素子と、複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動する駆動手段であって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号に基づいて前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行う駆動手段と、前記第2の態様の駆動によって前記第1の画像信号が生成された場合には、前記第1の画像信号と前記第2の画像信号とのうちの少なくともいずれかに対して正規化処理を行う正規化手段とを有し、前記複数の行のうちの第1の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号は、第1の信号線を介して前記画素アレイから出力され、前記複数の行のうちの前記第1の行とは異なる第2の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号は、前記第1の信号線とは異なる第2の信号線を介して前記画素アレイから出力され、前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号とから前記第1の画像信号を合成し、前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号とから前記第2の画像信号を合成する合成手段を、前記撮像素子が更に有することを特徴とする撮像装置が提供される。 According to one aspect of the embodiment, the image sensor includes a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix. An image sensor that generates a first signal corresponding to the charge generated in the photoelectric conversion unit and a second signal corresponding to at least the charge generated in the second photoelectric conversion unit, and positions in a plurality of rows, respectively. A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the unit pixels, and a plurality of the second signals from the unit pixels located in the plurality of rows are combined. When the driving means for driving the image sensor and the defective row, which is the row containing the defect, is not included in the plurality of rows so that the second image signal is generated. The drive of the first aspect of driving the image sensor so that the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of rows. When the defective row is included in the plurality of rows, the first signal from the unit pixel located in a row other than the defective row among the plurality of rows is used. When the driving means for driving the second aspect of driving the image sensor so that the first image signal is generated and the first image signal are generated by the driving of the second aspect. may have a normalized means for performing normalization processing on at least one of said first image signal and the second image signal, the first row of the plurality of rows The first signal and the second signal obtained by the unit pixel located are output from the pixel array via the first signal line, and the first row among the plurality of rows is The first signal and the second signal obtained by the unit pixels located in different second rows are output from the pixel array via a second signal line different from the first signal line. From the first signal output from the pixel array via the first signal line and the first signal output from the pixel array via the second signal line, the first signal. The second signal output from the pixel array via the first signal line and the second signal output from the pixel array via the second signal line are combined. the synthesizing means for synthesizing the second image signal from the signal, the image pickup device is provided an imaging apparatus characterized by further closed.
実施形態の他の観点によれば、第1の光電変換部と第2の光電変換部とをそれぞれ含む複数の単位画素が行列状に配された画素アレイを含む撮像素子であって、前記第1の光電変換部において発生した電荷に応じた第1の信号と、前記第2の光電変換部において少なくとも発生した電荷に応じた第2の信号とを生成する撮像素子と、複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を信号線において合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を前記信号線において合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動する駆動手段であって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を前記信号線において合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号によって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行う駆動手段とを有することを特徴とする撮像装置が提供される。 According to another aspect of the embodiment, the image sensor includes a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix. An image sensor that generates a first signal corresponding to the electric charge generated in the photoelectric conversion unit 1 and a second signal corresponding to at least the electric charge generated in the second photoelectric conversion unit, and a plurality of rows, respectively. A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the located unit pixels in a signal line, and a plurality of the second signals from the unit pixels located in the plurality of rows are generated. A defective line, which is a driving means for driving the image pickup device and is a line containing a defect, is included in the plurality of lines so that a second image signal is generated by synthesizing the signals on the signal line. When not included, the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of rows in the signal line. When the defect row is included in the plurality of rows by driving the first aspect of driving the image sensor, the said row located in a row other than the defect row among the plurality of rows. Provided is an image pickup apparatus comprising: a driving means for driving a second aspect of driving the image pickup element so that the first image signal is generated by the first signal from a unit pixel. Will be done.
本発明によれば、画素アレイの一部に欠陥が生じている場合であっても焦点検出を良好に行い得る撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image pickup apparatus capable of performing focus detection satisfactorily even when a part of the pixel array is defective.
本発明の実施の形態について図面を用いて以下に詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified without departing from the gist thereof.
[第1実施形態]
第1実施形態による撮像装置及びその制御方法について図1乃至図9を用いて説明する。図1は、第1実施形態による撮像装置100の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
The image pickup apparatus according to the first embodiment and the control method thereof will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the
撮影レンズ(レンズユニット)111は、被写体の光学像、即ち、被写体像を、撮像素子(撮像手段、撮像部)101に結像するためのものである。撮像素子101の図示しない受光部(撮像面、受光領域)には、後述するように、複数の単位画素403(図5参照)が行列状に形成された画素アレイ302(図3参照)が設けられている。各々の単位画素403上にはマイクロレンズ404(図4(b)参照)が設けられている。撮影レンズ111とマイクロレンズ404とによって構成される撮像光学系が、撮像素子101の受光部に被写体像を結像させる。撮像素子101は、撮像光学系によって形成される被写体像を光電変換により電気信号に変換し、画像信号を出力する。レンズ駆動手段112は、制御手段110からの制御信号に基づいて、ズーム制御、フォーカス制御、絞り制御等を撮影レンズ111に対して行う。
The photographing lens (lens unit) 111 is for forming an optical image of a subject, that is, a subject image, on an image pickup device (imaging means, imaging unit) 101. As will be described later, a pixel array 302 (see FIG. 3) in which a plurality of unit pixels 403 (see FIG. 5) are formed in a matrix is provided in a light receiving portion (imaging surface, light receiving region) of the image sensor 101 (not shown). Has been done. A microlens 404 (see FIG. 4B) is provided on each
駆動手段(タイミングジェネレータ)102は、撮像素子101を駆動するための駆動信号を撮像素子101に対して出力する。欠陥情報記憶手段(記憶手段)103には、撮像素子101に生じている欠陥についての情報、即ち、欠陥情報が記録されている。より具体的には、欠陥が生じている行である欠陥行を示す情報が欠陥情報記憶手段103に記憶されている。ここでは、後述するA像信号については、欠陥行に位置している単位画素403から正常に取得し得ないが、後述するA+B像信号については、欠陥行に位置している単位画素403から取得可能である場合を例に説明する。なお、欠陥行については、後に詳述することとする。欠陥情報記憶手段103としては、例えば、ROM(Read Only Memory)等が用いられる。欠陥情報記憶手段103は、かかる欠陥情報を駆動手段102に提供する。
The drive means (timing generator) 102 outputs a drive signal for driving the
分離手段(画像信号分離手段)104は、撮像素子101から出力される画像信号を、記録に用いられる画像信号である記録用画像信号と、測距に用いられる画像信号である測距用画像信号とに分離する。正規化手段105は、分離手段104から出力される測距用画像信号に対して、必要に応じて正規化を行う。欠陥情報記憶手段106には、欠陥情報記憶手段103と同様に、撮像素子101に生じている欠陥についての情報、即ち、欠陥情報が記録されている。欠陥情報記憶手段106としては、例えば、ROM等が用いられる。欠陥情報記憶手段106は、制御手段110に対して欠陥情報を提供する。生成手段(画像信号生成手段)107は、正規化手段105から出力される画像信号に基づいて画像信号を生成する。具体的には、生成手段107は、撮像光学系の射出瞳405(図4(b)参照)の互いに異なる瞳領域408,409(4(b)図参照)をそれぞれ通過する光束にそれぞれ対応する複数の画像信号、即ち、後述するA像信号とB像信号を出力する。画像信号記憶手段108は、正規化手段105から出力される画像信号を一時的に記憶する。画像信号記憶手段108としては、例えばRAM(Random Access Memory)等が用いられる。射出瞳405の互いに異なる瞳領域408,409をそれぞれ通過する光束にそれぞれ対応する画像信号を生成手段107が生成する際に、正規化手段105からの画像信号と、画像信号記憶手段108に一時的に記憶された画像信号とが用いられる。測距手段109は、生成手段107によって生成される複数の画像信号に基づいて、被写体までの距離を算出するための測距演算を行い、フォーカス制御のための距離情報を生成する。
The separation means (image signal separation means) 104 uses the image signal output from the
制御手段110は、本実施形態による撮像装置100全体の制御を司る。制御手段110は、駆動手段102を介して撮像素子101を駆動する。制御手段110は、撮像素子101から出力される画像信号を記録用画像信号と測距用画像信号とに分離させるための制御信号を、分離手段104に対して出力する。また、制御手段110は、画像信号記憶手段108から提供される欠陥情報に基づいて、正規化処理を実行させるための制御信号を正規化手段105に出力する。制御手段110は、測距手段109によって取得される距離情報に基づいて、レンズ駆動手段112を介して撮影レンズ111を駆動する。こうして、フォーカス制御が行われる。
The control means 110 controls the entire
図3は、本実施形態による撮像素子101の構成を示すブロック図である。撮像素子101の受光部には、複数の単位画素403(図4参照)が2次元的、即ち、行列状に配された画素アレイ302が設けられている。垂直走査部301は、画素アレイ302を行単位で走査する。垂直走査部301は、単位画素403から画像信号を読み出すための制御信号を、駆動手段102からの駆動信号に基づいて出力する。垂直走査部301から出力される制御信号に基づいて、単位画素403から画像信号が読み出される。AD変換部(ADコンバータ)303は、各々の列に設けられている。AD変換部303は、各々の単位画素403から出力信号線508,509(図5参照)を介して順次出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。AD変換部303は、コンパレータ(電圧比較器)とカウンタとを備えている。コンパレータの一方の入力端子には、単位画素403からのアナログの画像信号が入力され、コンパレータの他方の入力端子にはランプ信号が入力される。コンパレータの出力が反転した際のカウンタ値に基づいて、デジタルの画像信号(画素信号)が得られる。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
ラインメモリ304は、AD変換部303から出力されるデジタルの画像信号を一時的に記憶する。加算部305は、ラインメモリ304に記憶された画像信号に対して加算処理(合成処理)を行う。水平走査部306は、加算部305において加算処理を行うことによって得られる画像信号を、順次読み出す。こうして、画像信号が画素アレイ302から行単位で水平走査部306によって読み出される。水平走査部306は、画素アレイ302から行単位で読み出される画像信号を順次出力する。出力部307は、水平走査部306から出力される画像信号を、例えば、低電圧差動伝送(LVDS:Low Voltage Differential Signaling)技術等を用いて、撮像素子101の外部に出力する。低電圧差動伝送技術を用いることによって、撮像装置100の消費電力を抑えることができる。
The
図4は、撮像光学系と単位画素とを示す図である。図4(a)は、単位画素403を示す平面図である。図4(a)は、画素アレイ302に設けられた複数の単位画素403のうちの1つの単位画素403を抜き出して示している。図4(b)は、撮影光学系の射出瞳405と単位画素403との関係を示す側面図である。図4(b)に示すように、各々の単位画素403上には、カラーフィルタ406とマイクロレンズ404とが設けられている。各々の単位画素403には、光電変換部401と光電変換部402とが形成されている。即ち、各々の単位画素403は、光電変換部401を有する分割画素410と、光電変換部402を有する分割画素411とを有している。光電変換部401,402は、入射光を電荷に変換するものであり、例えば、フォト・ダイオードによってそれぞれ構成されている。なお、ここでは、2つの光電変換部401,402が各々の単位画素403に設けられている場合を例に説明するが、2つを超える数の光電変換部が各々の単位画素403にそれぞれ設けられていてもよい。
FIG. 4 is a diagram showing an imaging optical system and a unit pixel. FIG. 4A is a plan view showing the
撮像光学系の射出瞳405を通過する光束の中心と光軸407とは一致している。射出瞳405を通過した光束は、光軸407を中心として単位画素403に入射する。撮像光学系の射出瞳405には、互いに異なる瞳領域408,409が位置している。瞳領域408を通過する光束は、マイクロレンズ404を介して、光電変換部401によって受光される。一方、瞳領域409を通過する光束は、マイクロレンズ404を介して、光電変換部402によって受光される。このように、光電変換部401,402は、撮像光学系の射出瞳405の別個の瞳領域408,409からの光をそれぞれ受光する。このため、光電変換部401,402によってそれぞれ得られる画像信号を比較することによって、位相差方式の焦点検出を行うことが可能となる。
The center of the luminous flux passing through the
図5は、本実施形態による撮像素子101の一部を示す回路図である。図5には、画素アレイ302に設けられた複数の単位画素403のうちの4つの単位画素403が抜き出して示されている。具体的には、第0番目の行Line0、第1番目の行Line1、第2番目の行Line2、第3番目の行Line3にそれぞれ位置する単位画素403が図5に示されている。抜き出して示されたこれら4つの単位画素403は、画素アレイ302において同じ列に位置している。これら4つの単位画素403は、いずれも同じ構造を有しているため、同じ符号が適宜用いられている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a part of the
光電変換部401,402は、入射される光(光学像)を光電変換し、露光量に応じた電荷を発生する。フローティングディフュージョン領域(FD部)503は、光電変換部401,402において発生する電荷を一時的に蓄積しておくための蓄積領域である。各々の転送スイッチ501のゲートに転送パルスpTX0_A,pTX1_A,pTX2_A,pTX3_Aを適宜印加することによって、光電変換部401において発生した電荷がFD部503に適宜転送される。各々の転送スイッチ502のゲートに転送パルスpTX0_B,pTX1_B,pTX2_B,pTX3_Bを適宜印加することによって、光電変換部402において発生した電荷がFD部503に適宜転送される。本明細書では、光電変換部401に入射される光学像をA像と称することとし、光電変換部401において発生する電荷に応じた画像信号をA像信号と称することとする。また、本明細書では、光電変換部402に入射される光学像をB像と称することとし、光電変換部402において発生する電荷に応じた画像信号をB像信号と称することとする。
The
リセットスイッチ504のドレインは電源ライン506に接続されており、リセットスイッチ504のソースはFD部503に接続されている。各々のリセットスイッチ504のゲートにリセットパルスpRES0,pRES1,pRES2,pRES3を適宜印加することによって、FD部503に蓄積された電荷が適宜除去される。光電変換部401,402の電荷をリセットする場合には、転送スイッチ501,502とリセットスイッチ504の両方をオン状態にすることにより、FD部503を経由して、光電変換部401,402をリセットする。FD部503は、増幅トランジスタ505のゲートに接続されており、増幅トランジスタ505のゲートの電位は、光電変換部401,402から転送される電荷量に応じた電位となる。増幅トランジスタ505のドレインは、電源ライン506に接続されている。増幅トランジスタ505のソースは、選択スイッチ507及び出力信号線508,509を介して図示しない電流源に接続される。増幅トランジスタ505と電流源とによって、ソースフォロワ回路が構成される。選択スイッチ507のゲートに選択パルスpSEL0,pSEL1,pSEL2,pSEL3を適宜印加することによって、増幅トランジスタ505のゲート電位に応じた画像信号が出力信号線508,509を介してそれぞれ出力される。
The drain of the
転送スイッチ501のゲートは、転送パルスpTX0_A,pTX1_A,pTX2_A,pTX3_Aをそれぞれ供給する信号線に行単位でそれぞれ接続されている。転送スイッチ502のゲートは、転送パルスpTX0_B,pTX1_B,pTX2_B,pTX3_Bをそれぞれ供給する信号線に行単位でそれぞれ接続されている。リセットスイッチ504のゲートは、リセットパルスpRES0,pRES1,pRES2,pRES3をそれぞれ供給する信号線に行単位でそれぞれ接続されている。選択スイッチ507のゲートは、選択パルスpSEL0,pSEL1,pSEL2,pSEL3をそれぞれ供給する信号線に行単位でそれぞれ接続されている。これらの信号線は、垂直走査部301にそれぞれ接続されており、これらのパルス信号は、垂直走査部301から行単位で供給される。従って、これら転送スイッチ501,502、リセットスイッチ504、及び、選択スイッチ507は、垂直走査部301によって行単位で選択走査される。こうして、各々の単位画素403によって取得される画像信号が出力信号線508,509を介して出力される。第0番目の行Line0と第1番目の行Line1とに位置する単位画素403から出力される画像信号は、出力信号線508を介して出力される。一方、第2番目の行Line2と第3番目の行Line3とに位置する単位画素403から出力される画像信号は、出力信号線509を介して出力される。
The gate of the
画素アレイ302から画像信号を読み出す際には、垂直走査部301によって走査が行われ、複数の単位画素403からの出力信号が行単位で順次読み出される。各々の単位画素403から出力される電気信号、即ち、アナログの画像信号は、出力信号線508,509を介して画素アレイ302から出力される。出力信号線508,509を介して画素アレイ302から出力される画像信号は、加算部305において加算される。例えば、第0番目の行Line0に位置する単位画素403から出力される画像信号が、出力信号線508を介して読み出され、第2番目の行Line2に位置する単位画素403から出力される画像信号が、出力信号線509を介して読み出される。そして、これらの画像信号が加算部305において加算される。即ち、1画素おきに加算処理が行われる。例えばカラーフィルタ406がベイヤ配列で配列されている場合には、このようにすることによって、同じ色のカラーフィルタ406が配された単位画素403からの画像信号を加算(合成)することが可能となる。加算部305は、出力信号線508を介して画素アレイ302から出力されるA像信号と、出力信号線509を介して画素アレイ302から出力されるA像信号とを合成することにより、A像についての合成信号を生成する合成手段として機能し得る。また、加算部305は、出力信号線508を介して出力されるA+B像信号と、出力信号線509を介して出力されるA+B像信号とを合成することにより、A+B像についての合成信号を生成する合成手段として機能し得る。
When reading an image signal from the
次に、本実施形態による撮像装置100の動作について図2を用いて説明する。図2は、本実施形態による撮像装置100の動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
ステップS201では、駆動手段102からの駆動信号に基づいて撮像素子101が駆動され、これにより、画像信号の取得が撮像素子101によって行われる。
In step S201, the
ステップS202では、加算読み出し(合成読み出し)の対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれているか否かを、欠陥情報記憶手段103から供給される欠陥情報に基づいて駆動手段102が判定する。加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれていない場合、即ち、加算読み出しの対象となる複数の行がすべて正常行である場合には(ステップS202においてNO)、ステップS203に移行する。一方、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合には(ステップS202においてYES)、ステップS204に移行する。 In step S202, the driving means 102 determines whether or not a defective row is included in the plurality of rows to be additionally read (composite read) based on the defect information supplied from the defect information storage means 103. To do. If no defective row is included in the plurality of rows to be added and read, that is, if all of the plurality of rows to be added and read are normal rows (NO in step S202), step S203. Move to. On the other hand, if a defective row is included in the plurality of rows to be additionally read (YES in step S202), the process proceeds to step S204.
ステップS203では、所定の読み出し処理、即ち、通常通りの読み出し処理が行われる。図6は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図6は、画素アレイ302から画像信号を読み出す際におけるタイムチャートを示しており、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれていない場合に対応している。ここでは、加算読み出しの対象となる複数の行が第0番目の行Line0と第2番目の行Line2であり、これらの行Line0,Line2のいずれもが正常行であるものとして説明する。これらの行Line0,Line2に位置する単位画素403から画像信号を読み出す際の動作が図6に示されている。
In step S203, a predetermined read process, that is, a normal read process is performed. FIG. 6 is a time chart showing the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment. FIG. 6 shows a time chart when reading an image signal from the
まず、第0番目の行Line0と第2番目の行Line2とにそれぞれ位置する選択スイッチ507のゲートにそれぞれ印加する選択パルスpSEL0,pSEL2をHighレベルにする。これにより、これらの行Line0,Line2からの画像信号の読み出しが可能となる。次に、第0番目の行Line0と第2番目の行Line2とにそれぞれ位置するリセットスイッチ504のゲートにHighレベルのリセットパルスpRES0,pRES2をそれぞれ印加する。これにより、これらの行Line0,Line2において、FD部503がリセットされる。
First, the selection pulses pSEL0 and pSEL2 applied to the gates of the selection switches 507 located in the 0th row Line0 and the 2nd row Line2, respectively, are set to the High level. This makes it possible to read the image signals from these lines Line0 and Line2. Next, high-level reset pulses pRES0 and pRES2 are applied to the gates of the reset switches 504 located in the 0th row Line0 and the 2nd row Line2, respectively. As a result, the
次に、第0番目の行Line0と第2番目の行Line2とにそれぞれ位置する転送スイッチ501のゲートにHighレベルの転送パルスpTX0_A,pTX2_Aをそれぞれ印加する。これにより、これらの行Line0,Line2において、光電変換部401からFD部503への電荷の転送が行われる。第0番目の行Line0に位置するFD部503は、第0番目の行Line0に位置する増幅トランジスタ505のゲートに接続されている。このため、第0番目の行Line0に位置するFD部503の電位、即ち、第0番目の行Line0に位置する増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた出力信号が、出力信号線508を介して出力される。第2番目の行Line2に位置するFD部503は、第2番目の行Line2に位置する増幅トランジスタ505のゲートに接続されている。このため、第2番目の行Line2に位置するFD部503の電位、即ち、第2番目の行Line2に位置する増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた出力信号が、出力信号線509を介して出力される。出力信号線508,509を介してそれぞれ出力される出力信号は、加算部305において加算される。即ち、第0番目の行Line0のA像信号(第1の信号)と第2番目の行Line2のA像信号(第1の信号)とが加算部305において加算され、A像についての合成信号(第1の画像信号)が得られる。このように、駆動手段102は、加算読み出しの対象となる複数の行にそれぞれ位置する単位画素403からの複数のA像信号を合成することによってA像についての合成信号が生成されるように、撮像素子101を駆動する。このように、駆動手段102は、欠陥を含む行である欠陥行が加算対象となる複数の行のうちに含まれていない場合には、第1の態様(第1のモード)で撮像素子101を駆動する。即ち、駆動手段102は、かかる場合には、加算読み出しの対象となる複数の行にそれぞれ位置する単位画素403からの複数のA像信号を合成することによってA像についての合成信号が生成されるように撮像素子101を駆動する第1の態様の駆動を行う。こうして、同じ色のカラーフィルタ406が配された単位画素403によってそれぞれ生成される複数のA像信号が合成され、A像についての合成信号(加算信号)が得られる。
Next, high-level transfer pulses pTX0_A and pTX2_A are applied to the gates of the transfer switches 501 located in the 0th row Line0 and the 2nd row Line2, respectively. As a result, in these lines Line0 and Line2, the electric charge is transferred from the
次に、第0番目の行Line0と第2番目の行Line2とにそれぞれ位置する転送スイッチ502のゲートにHighレベルの転送パルスpTX0_B,pTX2_Bをそれぞれ印加する。これにより、これらの行Line0,Line2において、光電変換部402からFD部503への電荷の転送が行われる。光電変換部401からFD部503に既に転送されたA像に対応する電荷がFD部503において保持されているため、A像に対応する電荷とB像に対応する電荷とがFD部503において加算される。本明細書では、A像に対応する電荷とB像に対応する電荷とを加算することにより得られる合成電荷に応じた画像信号を、A+B像信号と称することとする。また、本明細書では、光電変換部401と光電変換部402とを含む単位画素403に入射される光学像を、A+B像と称することとする。A+B像信号は、記録用画像信号として用い得る。また、A+B像信号からA像信号を減算することによってB像信号を得ることが可能である。FD部503は増幅トランジスタ505のゲートに接続されており、増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた出力信号が、出力信号線508,509を介してそれぞれ出力される。即ち、A+B像信号が、A像信号と同様に、出力信号線508,509を介してそれぞれ出力される。出力信号線508,509を介して出力されるA+B像信号は、A像信号と同様に、加算部305において加算される。即ち、第0番目の行Line0のA+B像信号(第2の信号)と第2番目の行Line2のA+B像信号(第2の信号)とが加算部305において加算され、A+B像についての合成信号(第2の画像信号)が得られる。このように、駆動手段102は、加算読み出しの対象となる複数の行にそれぞれ位置する単位画素403からの複数のA+B像信号を合成することによってA+B像についての合成信号が生成されるように、撮像素子101を駆動する。こうして、同じ色のカラーフィルタ406が配された単位画素403によってそれぞれ生成される複数のA+B像信号が合成され、A+B像についての合成信号が得られる。この後、選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL0,pSEL2をLowレベルにする。こうして、A像についての合成信号とA+B像についての合成信号とがそれぞれ得られることとなる。
Next, high-level transfer pulses pTX0_B and pTX2_B are applied to the gates of the transfer switches 502 located at the 0th row Line0 and the 2nd row Line2, respectively. As a result, in these lines Line0 and Line2, the electric charge is transferred from the
ステップS204では、欠陥行からのA像信号の読み出しを行うことなく、読み出し処理を行う。図7は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図7は、画素アレイ302から画像信号を読み出す際のタイムチャートを示しており、加算読み出しの対象となる複数行のうちに欠陥行が含まれている場合に対応している。ここでは、加算読み出しの対象となる複数の行が第1番目の行Line1と第3番目の行Line3であり、第1番目の行Line1が欠陥行であり、第3番目の行Line3が正常行であるものとして説明する。例えば、転送パルスpTX1_Aを供給する信号線と転送パルスpTX1_Bを供給する信号線とが短絡している場合には、転送パルスpTX1_Aの印加によって転送スイッチ501をオン状態にすると、転送スイッチ502もオン状態になってしまう。この場合には、転送パルスpTX1_Aを印加しただけでA+B像に対応する電荷がFD部503に転送されてしまい、A像信号を正常に得ることはできない。このような異常が生じてしまうような行を、本明細書では、欠陥行と称することとする。欠陥行ではない行を、本明細書では、正常行と称することとする。欠陥行は、例えば、撮像素子101の製造プロセスにおいて生じ得る。上述したように、ここでは、欠陥行に位置する単位画素403においては、A+B像信号は取得し得るが、A像信号は正常に取得し得ない場合を例に説明する。第1番目の行Line1が欠陥行であり、第3番目の行Line3が正常行であり、これらの行Line1,Line3に位置する単位画素403から画像信号を読み出す際の動作が図7に示されている。
In step S204, the reading process is performed without reading the A image signal from the defective row. FIG. 7 is a time chart showing the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment. FIG. 7 shows a time chart when reading an image signal from the
まず、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3とにそれぞれ位置する選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL1,pSEL3をそれぞれHighレベルにする。これにより、これらの行Line1,Line3から画像信号を読み出すことが可能となる。次に、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3とにそれぞれ位置するリセットスイッチ504のゲートにHighレベルのリセットパルスpRES1,pRES3をそれぞれ印加する。これにより、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3とに位置するFD部503がリセットされる。
First, the selection pulses pSEL1 and pSEL3 applied to the gates of the selection switches 507 located in the first row Line1 and the third row Line3, respectively, are set to the High level. This makes it possible to read image signals from these lines Line1 and Line3. Next, high-level reset pulses pRES1 and pRES3 are applied to the gates of the reset switches 504 located in the first row Line 1 and the third row Line 3, respectively. As a result, the
次に、第3番目の行Line3に位置する転送スイッチ501のゲートにHighレベルの転送パルスpTX3_Aを印加する。これにより、第3番目の行Line3において、光電変換部401からFD部503への電荷の転送が行われる。この際、第1番目の行Line1に位置する転送スイッチ501のゲートには、Highレベルの転送パルスpTX1_Aを印加しない。このため、第1番目の行Line1においては、光電変換部401からFD部503への電荷の転送が行われない。第1番目の行Line1に位置する転送スイッチ501のゲートにHighレベルの転送パルスpTX1_Aを印加しないのは、以下のような理由によるものである。即ち、転送パルスpTX1_Aを供給する信号線と転送パルスpTX1_Bを供給する信号線とが短絡しているため、転送パルスpTX1_Aの印加によって転送スイッチ501をオン状態にすると、転送スイッチ502もオン状態になってしまう。この場合には、A+B像に対応する電荷がFD部503に転送されてしまい、A像信号を正常に得ることはできない。このような理由により、第1番目の行Line1に位置する転送スイッチ501のゲートには、Highレベルの転送パルスpTX1_Aを印加しないようにする。FD部503は上述したように増幅トランジスタ505のゲートに接続されており、増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた出力信号が、出力信号線508,509を介して出力される。出力信号線508,509を介して出力される出力信号は、加算部305において加算される。上述したように、第1番目の行Line1は欠陥行であるため、第1番目の行Line1においては、光電変換部401からFD部503への電荷の転送が行われない。従って、第3番目の行Line3に位置する単位画素403から出力されるA像信号が、加算部305において取得される。このように、駆動手段102は、加算対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合には、以下のような第2の態様(第2のモード)で撮像素子101を駆動する。即ち、駆動手段102は、かかる場合には、加算対象となる複数の行のうちの欠陥行以外の行に位置する単位画素403からのA像信号(第1の信号)に基づいてA像についての画像信号が生成されるように撮像素子101を駆動する第2の態様の駆動を行う。
Next, a high level transfer pulse pTX3_A is applied to the gate of the
次に、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3とに位置する転送スイッチ502のゲートにHighレベルの転送パルスpTX1_B,pTX3_Bをそれぞれ印加する。この際、第1番目の行Line1に位置する転送スイッチ501のゲートにも、Highレベルの転送パルスpTX1_Aを印加する。これにより、第1番目の行Line1においては、A像に対応する電荷が転送スイッチ501を介して光電変換部401からFD部503に転送される。また、第1番目の行Line1に位置する単位画素403においては、B像に対応する電荷が転送スイッチ502を介して光電変換部402からFD部503に転送される。従って、第1番目の行Line1においては、A像に対応する電荷とB像に対応する電荷とがFD部503において加算される。こうして、第1番目の行Line1においては、光電変換部401において発生した電荷と光電変換部402において発生した電荷とを加算することにより得られる電荷に応じた信号、即ち、A+B像信号を得ることができる。第1番目の行Line1においては、転送パルスpTX1_Aを供給するための信号線と、転送パルスpTX1_Bを供給するための信号線とが短絡してしまっているが、これらを同時にHighレベルにしてA+B像信号を取得することは可能である。第3番目の行Line3においては、光電変換部401からFD部503に既に転送された、A像に対応する電荷がFD部503において保持されているため、A像に対応する電荷とB像に対応する電荷とがFD部503において加算される。FD部503は上述したように増幅トランジスタ505のゲートに接続されており、増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた出力信号が、出力信号線508,509を介してそれぞれ出力される。即ち、第1番目の行Line1に位置する単位画素403と第3番目の行Line3に位置する単位画素403とのそれぞれにおいて得られたA+B像信号が、出力信号線508,509を介してそれぞれ出力される。出力信号線508,509を介してそれぞれ出力される複数のA+B像信号は、加算部305において加算される。即ち、第1番目の行Line1に位置する単位画素403によって得られたA+B像信号と第3番目の行Line3に位置する単位画素403によって得られたA+B像信号とが加算部305において加算される。これにより、A+B像についての合成信号が得られる。この後、選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL1,pSEL3をLowレベルにする。こうして、A像についての信号と、A+B像についての合成信号とがそれぞれ得られることとなる。
Next, high-level transfer pulses pTX1_B and pTX3_B are applied to the gates of the transfer switches 502 located in the first row Line1 and the third row Line3, respectively. At this time, the high level transfer pulse pTX1_A is also applied to the gate of the
ステップS205では、撮像素子101によって得られた画像信号を、分離手段104が、記録用画像信号と測距用画像信号とに分離する。図8は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図8は、撮像素子101によって得られた画像信号が、記録用画像選択信号に基づいて、記録用画像信号と測距用画像信号とに分離される様子を示している。“A(L0+L2)”は、第0番目の行Line0の単位画素403によって得られるA像信号と第2番目の行Line2の単位画素403によって得られるA像信号とを加算することにより得られるA像についての合成信号を示している。“A+B(L0+L2)”は、第0番目の行Line0の単位画素403によって得られるA+B像信号と第2番目の行Line2の単位画素403によって得られるA+B像信号とを加算することにより得られるA+B像についての合成信号を示している。“A(L3)”は、第3番目の行Line3の単位画素403によって得られるA像信号を示している。“A+B(L1+L3)”は、第1番目の行Line1の単位画素403によって得られるA+B像信号と第3番目の行Line3の単位画素403によって得られるA+B像信号とを加算することにより得られるA+B像についての合成信号を示している。入力画像信号801は、撮像素子101から分離手段104に入力される。記録用画像選択信号802は、記録用画像信号を入力画像信号801のうちから選択するための信号であり、制御手段110から分離手段104に供給される。記録用画像信号803は、図示しない記憶媒体に記録するためのA+B像の画像信号であり、記録用画像選択信号802に基づいて、入力画像信号801のうちから選択される。なお、かかる記憶媒体としては、例えば、着脱可能なメモリカード等が挙げられる。測距用画像信号804は、A像信号とA+B像信号とを含み、正規化手段105に出力される。
In step S205, the separation means 104 separates the image signal obtained by the
ステップS206では、第2の態様の駆動によって取得されたA像信号に対して、即ち、ステップS204において取得されたA像信号に対して、正規化手段105が正規化を行う。ステップS204において第2の態様の駆動によって取得されたA像信号A(L3)は、本来よりも信号レベルが低くなってしまっている。このため、A像信号A(L3)のレベルを調整するための正規化が正規化手段105によって行われる。図9は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図9は、正規化手段105によって行われる正規化処理の様子を示している。入力画像信号901は、分離手段104から正規化手段105に入力される画像信号であり、図8を用いて上述した測距用画像信号804である。正規化制御信号902は、正規化手段105によって正規化が行われる画像信号を入力画像信号901のうちから選択するための信号である。正規化制御信号902は、欠陥情報記憶手段106に記憶されている欠陥情報、具体的には、いずれの行が欠陥行であるかを示す情報に基づいて、制御手段110から正規化手段105に供給される。正規化手段105は、制御手段110から供給される正規化制御信号902に基づいて、入力画像信号901に対して正規化を行う。ここでは、加算読み出しの対象となる複数の行Line1,Line2の数は例えば2つであり、欠陥行の数は例えば1つであり、正常行の数は例えば1つである。このような場合には、第2の態様の駆動によって取得されるA像信号の大きさは、本来得られるべきA像信号の大きさの1/2となる。従って、このような場合には、ステップS204において第2の態様の駆動によって取得されたA像信号A(L3)に対して2を乗算することによって、正規化を行うことができる。このように、正規化手段105は、A像信号に所定の係数を乗算することによってA像信号を正規化する。所定の係数は、上述したように、加算読み出しの対象となる複数の行の行数と、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに含まれている欠陥行の行数とに基づいて設定される。出力画像信号903は、正規化手段105から出力される画像信号である。“A(L3)×2”は、第3番目の行Line3の単位画素403によって取得されるA像信号に2を乗算することによって正規化されたA像信号を示している。なお、正規化手段105は、正規化処理を行う必要のない入力画像信号901に対しては、正規化処理を行うことなくそのまま出力する。このように、正規化手段105は、第2の態様の駆動によってA像信号が生成された場合には、当該A像信号に対して正規化処理を行う。
In step S206, the normalization means 105 normalizes the A image signal acquired by the driving of the second aspect, that is, the A image signal acquired in step S204. The signal level of the A image signal A (L3) acquired by the driving of the second aspect in step S204 is lower than the original signal level. Therefore, normalization for adjusting the level of the A image signal A (L3) is performed by the normalization means 105. FIG. 9 is a time chart showing the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment. FIG. 9 shows a state of the normalization process performed by the normalization means 105. The
ステップS207では、正規化手段105から出力されるA像信号とA+B像信号とを用いて、生成手段107がB像信号を生成する。B像信号は、以下のようにして生成される。即ち、正規化手段105から出力されるA像信号を、生成手段107が、画像信号記憶手段108に一時的に記憶させておく。そして、正規化手段105からA+B像信号が入力された際に、生成手段107が画像信号記憶手段108からA像信号を読み出し、A+B像信号からA像信号を減算することによって生成手段107がB像信号を生成する。生成手段107は、A像信号とB像信号とを出力する。こうして、瞳領域408を通過する光束に対応するA像信号と、瞳領域409を通過する光束に対応するB像信号とが、生成手段107から測距手段109に出力される。
In step S207, the generation means 107 generates the B image signal by using the A image signal and the A + B image signal output from the normalization means 105. The B image signal is generated as follows. That is, the A image signal output from the normalization means 105 is temporarily stored in the image signal storage means 108 by the generation means 107. Then, when the A + B image signal is input from the normalization means 105, the generation means 107 reads the A image signal from the image signal storage means 108 and subtracts the A image signal from the A + B image signal so that the generation means 107 B. Generate an image signal. The generation means 107 outputs an A image signal and a B image signal. In this way, the A image signal corresponding to the light flux passing through the
ステップS208では、生成手段107から出力されるA像信号とB像信号とに基づいて、測距手段109が測距演算を行う。測距手段109は、A像信号とB像信号との相関を取得する。即ち、測距手段109は、差分絶対値和を算出することにより相関を数値化することによって、相関値を取得する。測距手段109は、かかる相関値に基づいてA像とB像との間のずれ量を算出し、かかるずれ量に基づいて被写体までの距離に関する距離情報を取得する。ステップS209では、制御手段110は、かかる距離情報に基づいて、レンズ駆動手段112を介して撮影レンズ111を駆動する。こうして、フォーカス制御が行われる。
In step S208, the distance measuring means 109 performs the distance measuring calculation based on the A image signal and the B image signal output from the generating means 107. The distance measuring means 109 acquires the correlation between the A image signal and the B image signal. That is, the distance measuring means 109 acquires the correlation value by quantifying the correlation by calculating the sum of the absolute values of the differences. The distance measuring means 109 calculates the amount of deviation between the A image and the B image based on the correlation value, and acquires distance information regarding the distance to the subject based on the amount of deviation. In step S209, the control means 110 drives the photographing
このように、本実施形態では、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合には、当該複数の行のうちの欠陥行以外の行からの読み出しによってA像信号を取得し、かかるA像信号に対して正規化処理を行う。従って、本実施形態によれば、画素アレイ302の一部に欠陥が生じている場合であっても良好なA像信号を得ることができ、ひいては、焦点検出を良好に行い得る撮像装置を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, when a defective row is included in the plurality of rows to be additionally read, the A image is read by reading from a row other than the defective row among the plurality of rows. The signal is acquired, and the normalization process is performed on the A image signal. Therefore, according to the present embodiment, there is provided an image pickup apparatus capable of obtaining a good A image signal even when a part of the
[第2実施形態]
第2実施形態による撮像装置及びその制御方法について図10乃至図12を用いて説明する。図10は、本実施形態による撮像装置を示すブロック図である。図1乃至図9に示す第1実施形態による撮像装置及びその制御方法と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
[Second Embodiment]
The image pickup apparatus according to the second embodiment and the control method thereof will be described with reference to FIGS. 10 to 12. FIG. 10 is a block diagram showing an imaging device according to the present embodiment. The same components as those of the image pickup apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 9 and the control method thereof are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
図10に示すように、撮像素子101と駆動手段102と欠陥情報記憶手段103と正規化手段1002とがワンチップ化された撮像チップ(撮像部、画像取得部)1001を有している。即ち、本実施形態では、撮像素子101と駆動手段102と欠陥情報記憶手段103と正規化手段1002とが同一のパッケージに組み込まれている。換言すれば、本実施形態では、撮像素子101が、欠陥情報記憶手段103と駆動手段102と正規化手段1002とを含む1つのチップとして構成されている。正規化手段1002は、欠陥情報記憶手段103から供給される欠陥情報に基づいて、撮像素子101によって取得される画像信号に対して正規化処理を行う。欠陥情報記憶手段103には、第1実施形態において上述したように、撮像素子101に生じている欠陥についての情報、即ち、欠陥情報が記録されている。
As shown in FIG. 10, the
次に、本実施形態による撮像装置の動作について図11を用いて説明する。図11は、本実施形態による撮像装置の動作を示すフローチャートである。ステップS1101では、第1実施形態において上述したステップS201と同様に、駆動手段102からの駆動信号に基づいて撮像素子101が駆動され、画像信号の取得が撮像素子101によって行われる。
Next, the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment. In step S1101, the
ステップS1102では、第1実施形態において上述したステップS202と同様に、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれているか否かを、欠陥情報記憶手段103から供給される欠陥情報に基づいて駆動手段102が判定する。加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれていない場合、即ち、加算読み出しの対象となる複数の行がすべて正常行である場合には(ステップS1102においてNO)、ステップS1103に移行する。一方、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合には(ステップS1102においてYES)、ステップS1104に移行する。 In step S1102, similarly to step S202 described above in the first embodiment, the defect information storage means 103 supplies whether or not the defect row is included in the plurality of rows to be additionally read. The driving means 102 determines based on the information. When no defective row is included in the plurality of rows to be added and read, that is, when all of the plurality of rows to be added and read are normal rows (NO in step S1102), step S1103 Move to. On the other hand, if a defective row is included in the plurality of rows to be additionally read (YES in step S1102), the process proceeds to step S1104.
ステップS1103では、第1実施形態において上述したステップS203と同様に、所定の読み出し処理、即ち、通常通りの読み出し処理を行う。即ち、第1実施形態と同様に、図6に示すようなタイムチャートで撮像素子101を駆動する。これにより、例えば、第0番目の行Line0から読み出されるA像信号と第2番目の行Line2から読み出されるA像信号とが加算部305において加算され、A像についての合成信号が得られる。また、例えば、第0番目の行Line0から読み出されるA+B像信号と第2番目の行Line2から読み出されるA+B像信号とが加算部305において加算され、A+B像についての合成信号が得られる。
In step S1103, a predetermined read process, that is, a normal read process is performed in the same manner as in step S203 described above in the first embodiment. That is, as in the first embodiment, the
ステップS1104では、第1実施形態において上述したステップS204と同様に、欠陥行からのA像信号の読み出しを行うことなく、読み出し処理を行う。即ち、第1実施形態と同様に、第2の態様の駆動によって、図7に示すようなタイムチャートで撮像素子101を駆動する。これにより、A像についての信号と、A+B像についての合成信号とが、第1実施形態の場合と同様に、それぞれ得られることとなる。第1番目の行Line1が欠陥行であり、第3番目の行Line3が正常行である場合には、第3番目の行Line3に位置する単位画素403からの画像信号に基づいて、A像信号が得られる。A+B像についての合成信号は、第1番目の行Line1から読み出されたA+B像信号と、第3番目の行Line3から読み出されたA+B像信号とを加算することによって生成される。
In step S1104, as in step S204 described above in the first embodiment, the reading process is performed without reading the A image signal from the defective row. That is, as in the first embodiment, the
ステップS1105では、第2の態様の駆動によって取得されたA像信号に対して、即ち、ステップS1104において取得されたA像信号に対して、正規化手段1002が正規化を行う。ステップS1104において第2の態様の駆動によって取得されたA像信号A(L3)は、第1実施形態の場合と同様に、本来よりも信号レベルが低くなってしまっている。このため、A像信号A(L3)のレベルを調整するための正規化が正規化手段1002によって行われる。図12(a)は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図12(a)は、正規化手段1002によって行われる正規化処理の様子を示している。入力画像信号1201は、撮像素子101から正規化手段1002に入力される画像信号である。正規化判別信号1202は、正規化手段1002によって正規化が行われる画像信号を入力画像信号1201のうちから選択するための信号である。正規化判別信号1202は、欠陥情報記憶手段103に記憶されている欠陥情報、具体的には、いずれの行が欠陥行であるかを示す情報に基づいて、正規化手段1002において生成される。正規化手段1002は、正規化判別信号1202に基づいて、入力画像信号1201に対して正規化を行う。第1実施形態と同様に、加算読み出しの対象となる複数の行Line1,Line2の数は例えば2つであり、欠陥行の数は例えば1つであり、正常行の数は例えば1つであるものとする。このような場合には、第1実施形態において上述したように、第2の態様の駆動によって取得されるA像信号の大きさは、本来得られるべきA像信号の大きさの1/2となる。従って、このような場合には、ステップS1104において第2の態様の駆動によって取得されたA像信号A(L3)に対して2を乗算することによって、第1実施形態と同様に正規化を行うことができる。出力画像信号1203は、正規化手段1002から出力される画像信号である。“A(L3)×2”は、第3番目の行Line3の単位画素403によって得られるA像信号に2を乗算することによって正規化されたA像信号を示している。なお、正規化手段1002は、正規化処理を行う必要のない入力画像信号に対しては、正規化処理を行うことなくそのまま出力する。正規化手段1002から出力される画像信号、即ち、撮像チップ1001から出力される画像信号は、分離手段104に入力される。
In step S1105, the normalization means 1002 normalizes the A image signal acquired by the driving of the second aspect, that is, the A image signal acquired in step S1104. The signal level of the A image signal A (L3) acquired by driving the second aspect in step S1104 is lower than the original signal level as in the case of the first embodiment. Therefore, normalization for adjusting the level of the A image signal A (L3) is performed by the normalization means 1002. FIG. 12A is a time chart showing the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment. FIG. 12A shows a state of the normalization process performed by the normalization means 1002. The
ステップS1106では、撮像チップ1001によって得られた画像信号を、分離手段104が、記録用画像信号と測距用画像信号とに分離する。図12(b)は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図12(b)は、撮像チップ1001によって得られた画像信号が、記録用画像選択信号に基づいて、記録用画像信号と測距用画像信号とに分離される様子を示している。入力画像信号1204は、撮像チップ1001から出力され、分離手段104に入力される。記録用画像選択信号1205は、記録用画像信号を入力画像信号1204のうちから選択するための信号であり、制御手段110から分離手段104に供給される。記録用画像信号1206は、図示しない記憶媒体に記録するためのA+B像の画像信号であり、記録用画像選択信号1205に基づいて、入力画像信号1204のうちから選択される。測距用画像信号1207は、A像の画像信号とA+B像の画像信号とを含み、生成手段107に出力される。
In step S1106, the separation means 104 separates the image signal obtained by the
ステップS1107では、分離手段104から出力されるA像信号とA+B像信号とを用いて、生成手段107がB像信号を生成する。B像信号は、以下のようにして生成される。即ち、分離手段104から出力されるA像信号を、生成手段107が、画像信号記憶手段108に一時的に記憶させておく。そして、分離手段104からA+B像信号が入力された際には、生成手段107が画像信号記憶手段108からA像信号を読み出し、A+B像信号からA像信号を減算することによって生成手段107がB像信号を生成する。生成手段107は、A像信号とB像信号とを出力する。こうして、瞳領域408を通過する光束に対応するA像信号と、瞳領域409を通過する光束に対応するB像信号とが、生成手段107から測距手段109に出力される。
In step S1107, the generation means 107 generates the B image signal by using the A image signal and the A + B image signal output from the separation means 104. The B image signal is generated as follows. That is, the A image signal output from the separation means 104 is temporarily stored in the image signal storage means 108 by the generation means 107. Then, when the A + B image signal is input from the separation means 104, the generation means 107 reads the A image signal from the image signal storage means 108 and subtracts the A image signal from the A + B image signal so that the generation means 107 B. Generate an image signal. The generation means 107 outputs an A image signal and a B image signal. In this way, the A image signal corresponding to the light flux passing through the
ステップS1108では、第1実施形態におけるステップS208と同様に、生成手段107から出力されるA像信号とB像信号とに基づいて、測距手段109が測距演算を行う。これにより、被写体までの距離に関する距離情報が取得される。ステップS1109では、制御手段110は、かかる距離情報に基づいて、レンズ駆動手段112を介して撮影レンズ111を駆動する。こうして、フォーカス制御が行われる。
In step S1108, similarly to step S208 in the first embodiment, the distance measuring means 109 performs the distance measuring calculation based on the A image signal and the B image signal output from the generating means 107. As a result, distance information regarding the distance to the subject is acquired. In step S1109, the control means 110 drives the photographing
このように、本実施形態では、撮像素子101と駆動手段102と欠陥情報記憶手段103と正規化手段1002とがワンチップ化された撮像チップ1001が備えられている。そして、撮像素子101を駆動する際や画像信号を正規化する際に用いられる欠陥情報は、いずれも撮像チップ1001内に備えられた欠陥情報記憶手段103から供給される。このため、欠陥情報記憶手段103と別個の欠陥情報記憶手段106(図1参照)を、撮像チップ1001の外部に設けることを要しない。このため、本実施形態では、撮像チップ1001の外部において欠陥情報を設定することを要しない。従って、本実施形態によれば、撮像装置100を組み立てる際の欠陥情報の管理を不要とすることができる。しかも、本実施形態によれば、欠陥情報記憶手段103と別個に欠陥情報記憶手段106を設けることを要しないため、低コスト化等に寄与することができる。
As described above, in the present embodiment, the
[第3実施形態]
第3実施形態による撮像装置について図13乃至図18を用いて説明する。図13は、本実施形態による撮像装置を示すブロック図である。図1乃至図12に示す第1又は第2実施形態による撮像装置と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
[Third Embodiment]
The image pickup apparatus according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 13 to 18. FIG. 13 is a block diagram showing an imaging device according to the present embodiment. The same components as those of the image pickup apparatus according to the first or second embodiment shown in FIGS. 1 to 12 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
本実施形態による撮像装置は、加算読み出しの対象となる複数の行においてそれぞれ取得される複数の画像信号を共通の出力信号線において合成するものである。 The image pickup apparatus according to the present embodiment synthesizes a plurality of image signals acquired in each of a plurality of lines to be added and read in a common output signal line.
図13に示すように、本実施形態による撮像装置は、撮像素子1301と駆動手段102と欠陥情報記憶手段103とがワンチップ化された撮像チップ1302を有している。換言すれば、撮像素子1301は、欠陥情報記憶手段103と駆動手段102とを含む1つのチップとして構成されている。撮像素子1301は、撮像光学系によって形成される被写体像を光電変換により電気信号に変換し、画像信号として出力する。図18は、本実施形態による撮像素子1301の構成を示すブロック図である。本実施形態による撮像素子1301には、加算部305(図3参照)が設けられていない。
As shown in FIG. 13, the image pickup apparatus according to the present embodiment has an
図15は、本実施形態による撮像素子1301の一部を示す回路図である。本実施形態による撮像素子1301は、各々の行Line0〜Line3の単位画素403が共通の出力信号線1501に接続されている点が、図5に示す第1実施形態による撮像素子101と相違している。本実施形態では、各々の行Line0〜Line3の単位画素403が共通の出力信号線1501に接続されているため、以下のように動作する。即ち、本実施形態では、複数の行において選択スイッチ507をオン状態にすると、これら複数の行から出力される画像信号が加算平均されて出力信号線1501に出力される。例えば、第0番目の行Line0から出力される画像信号と第2番目の行Line2から出力される画像信号との合成信号を出力したい場合には、以下のようにする。即ち、第0番目の行の選択スイッチ507のゲートに印加される選択パルスpSEL0と、第2番目の行の選択スイッチ507のゲートに印加される選択パルスpSEL2とを、Highレベルにする。これにより、第0番目の行Line0からの画像信号と第2番目の行Line2からの画像信号とが出力信号線1501において加算平均され、出力信号線1501を介して撮像素子1301の外部に出力される。また、第3番目の行Line3に位置する単位画素403によって取得される画像信号のみを出力したい場合には、第3番目の行Line3の選択スイッチ507のゲートに印加される選択パルスpSEL3のみをHighレベルにする。これにより、第3番目の行Line3に位置する単位画素403によって取得された画像信号が、出力信号線1501を介して撮像素子1301の外部に出力される。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a part of the
駆動手段102は、加算読み出しの対象となる複数の行にそれぞれ位置する単位画素403からの複数のA像信号を出力信号線1501において合成することによってA像についての合成信号が生成されるように、撮像素子1301を駆動する。また、駆動手段102は、加算読み出しの対象となる複数の行にそれぞれ位置する単位画素403からの複数のA+B像信号を出力信号線1501において合成することによってA+B像についての合成信号が生成されるように、撮像素子1301を駆動する。駆動手段102は、欠陥を含む行である欠陥行が加算読み出しの対象となる複数の行のうちに含まれていない場合には、以下のような第1の態様で撮像素子1301を駆動する。即ち、駆動手段102は、かかる場合には、加算読み出しの対象となる複数の行にそれぞれ位置する単位画素403からの複数のA像信号を出力信号線1501において合成することによってA像についての合成信号が生成されるような第1の態様の駆動を行う。また、駆動手段102は、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合には、以下のような第2の態様で撮像素子1301を駆動する。即ち、駆動手段102は、かかる場合には、加算読み出しの対象となる複数の行のうちの欠陥行以外の行に位置する単位画素403からのA像信号によってA像についての画像信号が生成されるような第2の態様の駆動を行う。
The drive means 102 generates a composite signal for the A image by synthesizing a plurality of A image signals from the
図14は、本実施形態による撮像装置の動作を示すフローチャートである。ステップS1401では、第1実施形態において上述したステップS201と同様に、駆動手段102からの駆動信号に基づいて撮像素子1301が駆動され、画像信号の取得が撮像素子1301によって行われる。
FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the image pickup apparatus according to the present embodiment. In step S1401, the
ステップS1402では、第1実施形態において上述したステップS202と同様に、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれているか否かを、欠陥情報記憶手段103から出力される欠陥情報に基づいて駆動手段102が判定する。加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれていない場合、即ち、加算読み出しの対象となる複数の行がすべて正常行である場合には(ステップS1402においてNO)、ステップS1403に移行する。一方、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合には(ステップS1402においてYES)、ステップS1404に移行する。 In step S1402, similarly to step S202 described above in the first embodiment, a defect is output from the defect information storage means 103 as to whether or not a defective row is included in the plurality of rows to be added and read. The driving means 102 determines based on the information. When no defective row is included in the plurality of rows to be added and read, that is, when all of the plurality of rows to be added and read are normal rows (NO in step S1402), step S1403 Move to. On the other hand, if a defective row is included in the plurality of rows to be additionally read (YES in step S1402), the process proceeds to step S1404.
ステップS1403では、第1実施形態において上述したステップS203と同様に、所定の読み出し処理、即ち、通常通りの読み出し処理を行う。即ち、第1実施形態と同様に、図6に示すようなタイムチャートで撮像素子1301を駆動する。これにより、例えば、第0番目の行Line0から読み出されるA像信号と第2番目の行Line2から読み出されるA像信号とが出力信号線1501において合成され、A像についての合成信号が得られる。また、第0番目の行Line0から読み出されるA+B像信号と第2番目の行Line2から読み出されるA+B像信号とが出力信号線1501において合成され、A+B像についての合成信号が得られる。
In step S1403, a predetermined read process, that is, a normal read process is performed in the same manner as in step S203 described above in the first embodiment. That is, as in the first embodiment, the
ステップS1404では、欠陥行からのA像信号の読み出しを行うことなく、読み出し処理を行う。即ち、図16に示すようなタイムチャートで撮像素子1301を駆動する。図16は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図16は、画素アレイ302から画像信号を読み出す際のタイムチャートを示しており、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合に対応している。ここでは、第1番目の行Line1が欠陥行であり、第3番目の行Line3が欠陥行でないものとして説明する。
In step S1404, the reading process is performed without reading the A image signal from the defective row. That is, the
まず、第3番目の行Line3に位置する選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL3をHighレベルにする。これにより、第3番目の行Line3に位置する単位画素403から画像信号を読み出すことが可能となる。一方、第1番目の行Line1に位置する単位画素403から画像信号を読み出さないようにするため、第1番目の行Line1に位置する選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL1はLowレベルのままとする。
First, the selection pulse pSEL3 applied to the gate of the
次に、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3とにそれぞれ位置するリセットスイッチ504のゲートにHighレベルのリセットパルスpRES1,pRES3をそれぞれ印加することにより、FD部503をリセットする。
Next, the
次に、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3とにそれぞれ位置する単位画素403に設けられた転送スイッチ501のゲートにHighレベルの転送パルスpTX1_A,pTX3_Aをそれぞれ印加する。第1番目の行Line1においては、転送パルスpTX1_Aを供給する信号線と転送パルスpTX1_Bを供給する信号線とが短絡しているため、以下のようになる。即ち、第1番目の行Line1においては、転送パルスpTX1_Aの印加によって転送スイッチ501をオン状態にすると、ゲートに転送パルスpTX1_Bが供給される転送スイッチ502もオン状態になる。従って、第1番目の行Line1に位置する単位画素403においては、光電変換部401と光電変換部402とのいずれからもFD部503に電荷の転送が行われる。しかし、第1番目の行Line1に位置する選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL1はLowレベルのままである。従って、第1番目の行Line1に位置する単位画素403のFD部503の電位に応じた信号、即ち、第1番目の行Line1に位置する増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた信号は、出力信号線1501に出力されない。一方、第3番目の行Line3においては、転送パルスpTX3_Aを供給する信号線と転送パルスpTX3_Bを供給する信号線とが短絡していない。従って、第3番目の行Line3に位置する単位画素403においては、光電変換部402において生じた電荷をFD部503に転送することなく、光電変換部401において生じた電荷がFD部503に転送される。第3番目の行Line3に位置する選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL3はHighレベルのままである。従って、第3番目の行Line3に位置する単位画素403のFD部503の電位に応じた信号、即ち、第3番目の行Line3に位置する増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた信号が、出力信号線1501に出力される。このように、本実施形態では、第1番目の行Line1の選択スイッチ507をオフにした状態で、FD部503への電荷の転送が行われる。このため、本実施形態では、第1番目の行Line1に位置する単位画素403から画像信号が読み出されることなく、第3番目の行Line3に位置する単位画素403からのA像信号が読み出される。そして、第3番目の行Line3に位置する単位画素403から読み出されたA像信号が、撮像素子1301から出力される。
Next, high-level transfer pulses pTX1_A and pTX3_A are applied to the gates of the transfer switches 501 provided in the
次に、第1番目の行Line1に位置する選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL1を、Highレベルとする。これにより、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3のいずれにおいても、選択スイッチ507がオン状態となる。
Next, the selection pulse pSEL1 applied to the gate of the
次に、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3の転送スイッチ502のゲートにHighレベルの転送パルスpTX1_B,pTX3_Bを印加することによって、光電変換部402からFD部503に電荷を転送する。第1番目の行Line1においては、転送パルスpTX1_Aを供給するための信号線と、転送パルスpTX1_Bを供給する信号線とが短絡してしまっているが、これらを同時にHighレベルにするため、良好なA+B像信号を得ることが可能である。第3番目の行Line3においては、光電変換部401からFD部503に既に転送された、A像に対応する電荷がFD部503において保持されているため、A像に対応する電荷とB像に対応する電荷とがFD部503において加算される。FD部503は上述したように増幅トランジスタ505のゲートに接続されており、増幅トランジスタ505のゲートの電位に応じた出力信号が、出力信号線1501に出力される。このように、第1番目の行Line1の選択スイッチ507と第3番目の行Line3の選択スイッチ507の両方をオンにした状態で、FD部503への電荷の転送が行われる。このため、第1番目の行Line1からのA+B像信号と第3番目の行Line3からのA+B像信号とが出力信号線1501において合成され、A+B像についての合成信号が出力信号線1501を介して出力される。この後、第1番目の行Line1と第3番目の行Line3のそれぞれに位置する選択スイッチ507のゲートに印加する選択パルスpSEL1,pSEL3をLowレベルにする。
Next, charges are transferred from the
ステップS1405では、第1実施形態と同様に、撮像素子1301によって得られた画像信号を、分離手段104が記録用画像信号と測距用画像信号とに分離する。図17は、本実施形態による撮像装置の動作を示すタイムチャートである。図17は、撮像素子1301によって得られた画像信号が、記録用画像選択信号に基づいて、記録用画像信号と測距用画像信号とに分離される様子を示している。入力画像信号1701は、撮像素子1301から出力され、分離手段104に入力される。“{A(L0)+A(L2)}/2”は、第0番目の行Line0の単位画素403によって得られるA像信号と第2番目の行Line2の単位画素403によって得られるA像信号との加算平均によって得られるA像信号を示している。“{A+B(L0)+A+B(L2)}/2”は、第0番目の行Line0の単位画素403によって得られるA+B像信号と第2番目の行Line2の単位画素403によって得られるA+B像信号との加算平均によって得られるA+B像信号を示している。“A(L3)”は、第3番目の行Line3の単位画素403によって得られるA像信号を示している。“{A+B(L1)+A+B(L3)}/2”は、第1番目の行Line1の単位画素403によって得られるA+B像信号と第3番目の行Line3の単位画素403によって得られるA+B像信号との加算平均によって得られるA+B像信号を示している。記録用画像選択信号1702は、記録用画像信号を入力画像信号1701のうちから選択するための信号であり、制御手段110から分離手段104に供給される。記録用画像信号1703は、図示しない記憶媒体に記録するためのA+B像の画像信号であり、記録用画像選択信号1702に基づいて、入力画像信号1701のうちから選択される。測距用画像信号1704は、A像信号とA+B像信号とを含み、生成手段107に出力される。ステップS1406〜S1408は、第2実施形態において上述したステップS1107〜S1109と同様であるため、説明を省略する。
In step S1405, the separation means 104 separates the image signal obtained by the
このように、本実施形態では、加算読み出しの対象となる複数の行においてそれぞれ取得される複数の画像信号を共通の出力信号線1501において合成する。加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合には、欠陥行に位置する選択スイッチ507をオフにした状態で読み出しを行う。このため、本実施形態によれば、加算読み出しの対象となる複数の行のうちに欠陥行が含まれている場合であっても、良好なA像信号を得ることができる。従って、本実施形態においても、画素アレイ302の一部に欠陥が生じている場合であっても良好なA像信号を得ることができ、ひいては、焦点検出を良好に行い得る撮像装置を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, the plurality of image signals acquired in each of the plurality of lines to be added and read are combined on the common
[変形実施形態]
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
[Modification Embodiment]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.
例えば、上記実施形態では、加算読み出しの際に2つの行からの画像信号を合成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、3つ以上の行からの画像信号を合成するようにしてもよい。そして、加算読み出しの対象となる複数の行の行数と、加算読み出しの対象となる複数の行に含まれる欠陥行の数とに基づいて、正規化を適宜行えばよい。 For example, in the above embodiment, the case where the image signals from the two rows are combined at the time of additive reading has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, image signals from three or more rows may be combined. Then, normalization may be appropriately performed based on the number of rows of the plurality of rows to be added and read and the number of defective rows included in the plurality of rows to be added and read.
また、第2の態様の駆動によって得られたA像信号を用いることによって得られる第1の距離情報の信頼度は、第1の態様の駆動によって得られたA像信号を用いることによって得られる第2の距離情報の信頼度よりも低い。従って、制御手段110は、第1の距離情報の信頼度と第2の距離情報の信頼度とをそれぞれ考慮することにより得られる距離情報に基づいてフォーカス制御を行うようにしてもよい。例えば、信頼度を加味した加重平均によって得られる距離情報に基づいてフォーカス制御を行うようにしてもよい。 Further, the reliability of the first distance information obtained by using the A image signal obtained by driving in the second aspect is obtained by using the A image signal obtained by driving in the first aspect. It is lower than the reliability of the second distance information. Therefore, the control means 110 may perform focus control based on the distance information obtained by considering the reliability of the first distance information and the reliability of the second distance information, respectively. For example, the focus control may be performed based on the distance information obtained by the weighted average in consideration of the reliability.
また、上記実施形態では、A像信号については正常に取得し得ないけれどもA+B像については正常に取得し得るような欠陥が画素アレイ302に生じている場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、A像信号のみならずA+B像信号をも正常に取得し得ないような欠陥が画素アレイ302に生じている場合にも、本発明を適用し得る。かかる場合には、A像についての画像信号を生成する際のみならず、A+B像についての画像信号を生成する際にも、第2の態様での駆動が行われる。即ち、加算読み出しの対象となる複数の行のうちの欠陥行以外の行に位置する単位画素403からのA+B像信号に基づいて、A+B像についての画像信号が生成される。そして、正規化が適宜行われる。
Further, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施形態では、A像信号を取得した後に、A+B像信号を取得する撮像素子101を例に説明したが、撮像素子101は、このような撮像素子に限定されるものではない。例えば、A像信号を取得した後に、FD部503をリセットし、この後、B像信号を取得するような撮像素子を用いる場合にも、本発明を適用し得る。A像信号は正常に取得し得ないけれどもB像信号については正常に取得し得るような欠陥行がこのような撮像素子に生じている場合において、加算読み出しの対象となる複数の行のうちにかかる欠陥行が含まれている際には、以下のような駆動が行われる。A像についての画像信号を生成する際には、第2の態様での駆動が行われる。即ち、加算読み出しの対象となる複数の行のうちの欠陥行以外の行に位置する単位画素403からのA像信号に基づいて、A像についての画像信号が生成される。一方、B像についての画像信号を生成する際には、第1の態様での駆動が行われる。即ち、加算読み出しの対象となる複数の行にそれぞれ位置する単位画素403からの複数のB像信号を合成することによってB像についての画像信号が生成される。そして、正規化が適宜行われる。A像信号のみならずB像信号をも正常に取得し得ないような欠陥行がこのような撮像素子に生じている場合には、加算読み出しの対象となる複数の行のうちにかかる欠陥行が含まれている際に、以下のような駆動が行われる。A像についての画像信号を生成する際には、第2の態様での駆動が行われる。即ち、加算読み出しの対象となる複数の行のうちの欠陥行以外の行に位置する単位画素403からのA像信号に基づいて、A像についての画像信号が生成される。B像についての画像信号を生成する際にも、第2の態様での駆動が行われる。即ち、加算読み出しの対象となる複数の行のうちの欠陥行以外の行に位置する単位画素403からのB像信号に基づいて、B像についての画像信号が生成される。そして、正規化が適宜行われる。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、第2の態様の駆動によってA像信号が生成された場合に、当該A像信号に対して正規化手段105,1002が正規化処理を行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第2の態様の駆動によってA像信号が生成された場合に、当該A像信号以外の信号に対して正規化手段105,1002が正規化処理を行うようにしてもよい。例えば、第2の態様の駆動によって得られたA像信号A(L3)については係数を乗算せず、当該A像信号A(L3)以外の信号に対して例えば0.5を乗算することによって、正規化を行ってもよい。即ち、A像についての合成信号A(L0+L2)、A+B像についての合成信号A+B(L0+L2),A+B(L1+L3)に対して、正規化を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, when the A image signal is generated by the driving of the second aspect, the case where the normalization means 105 and 1002 perform the normalization process on the A image signal will be described as an example. , Not limited to this. For example, when the A image signal is generated by the driving of the second aspect, the normalization means 105 and 1002 may perform the normalization process on the signals other than the A image signal. For example, the A image signal A (L3) obtained by driving in the second aspect is not multiplied by a coefficient, and signals other than the A image signal A (L3) are multiplied by, for example, 0.5. , Normalization may be performed. That is, the composite signal A (L0 + L2) for the A image, the composite signals A + B (L0 + L2), and A + B (L1 + L3) for the A + B image may be normalized.
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。 The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
101…撮像素子
102…駆動手段
103…欠陥情報記憶手段
104…分離手段
105…正規化手段
106…欠陥情報記憶手段
107…生成手段
108…画像信号記憶手段
109…測距手段
110…制御手段
101 ...
Claims (17)
複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動する駆動手段であって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号に基づいて前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行う駆動手段と、
前記第2の態様の駆動によって前記第1の画像信号が生成された場合には、前記第1の画像信号と前記第2の画像信号とのうちの少なくともいずれかに対して正規化処理を行う正規化手段と
を有し、
前記複数の行のうちの第1の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号は、第1の信号線を介して前記画素アレイから出力され、
前記複数の行のうちの前記第1の行とは異なる第2の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号は、前記第1の信号線とは異なる第2の信号線を介して前記画素アレイから出力され、
前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号とから前記第1の画像信号を合成し、前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号とから前記第2の画像信号を合成する合成手段を、前記撮像素子が更に有する
ことを特徴とする撮像装置。 An image sensor including a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix, and the electric charge generated in the first photoelectric conversion unit is used. An image pickup device that generates a first signal corresponding to the response and a second signal corresponding to at least the electric charge generated in the second photoelectric conversion unit.
A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows, respectively, and the plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows are generated. A defect line, which is a driving means for driving the image pickup device and is a line containing a defect, is included in the plurality of lines so that a second image signal is generated by synthesizing the two signals. If not, the image sensor is driven so that the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of rows. When the driving of the first aspect is performed and the defective row is included in the plurality of rows, the first from the unit pixel located in a row other than the defective row among the plurality of rows. A driving means for driving the second aspect of driving the image pickup device so that the first image signal is generated based on the signal of 1.
When the first image signal is generated by driving the second aspect, normalization processing is performed on at least one of the first image signal and the second image signal. have a normalized means,
The first signal and the second signal obtained by the unit pixel located in the first row of the plurality of rows are output from the pixel array via the first signal line.
The first signal and the second signal obtained by the unit pixel located in the second row different from the first row among the plurality of rows are different from the first signal line. Output from the pixel array via the second signal line
The first signal from the first signal output from the pixel array via the first signal line and the first signal output from the pixel array via the second signal line. The second signal that synthesizes an image signal and is output from the pixel array via the first signal line and the second signal that is output from the pixel array via the second signal line. combining means for combining the second image signal from the a, the imaging apparatus wherein said imaging device is further closed.
前記撮像素子は、前記記憶手段と前記駆動手段と前記正規化手段とのうちの少なくもいずれかを含む1つのチップとして構成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 Further having a storage means in which information about the defect is stored,
Any one of claims 1 to 3 , wherein the image pickup device is configured as one chip including at least one of the storage means, the driving means, and the normalization means. The image sensor according to.
複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を信号線において合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を前記信号線において合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動する駆動手段であって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を前記信号線において合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号によって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行う駆動手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 An image sensor including a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix, and the electric charge generated in the first photoelectric conversion unit is used. An image pickup device that generates a first signal corresponding to the response and a second signal corresponding to at least the electric charge generated in the second photoelectric conversion unit.
A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows in a signal line, and a plurality of the unit pixels located in the plurality of rows are generated. A plurality of defective rows, which are driving means for driving the image pickup device and include defects, so that the second image signal is generated by synthesizing the second signal in the signal line. When it is not included in the line, the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of lines in the signal line. When the defect row is included in the plurality of rows, the drive is performed in the first aspect of driving the image pickup device so as to be performed, and the defect row is not included in the plurality of rows. It is characterized by having a driving means for driving a second aspect of driving the image pickup element so that the first image signal is generated by the first signal from the unit pixel located in a row. Image sensor.
前記撮像素子は、前記記憶手段と前記駆動手段とのうちの少なくもいずれかを含む1つのチップとして構成されていることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 Further having a storage means in which information about the defect is stored,
The image pickup device according to claim 5 , wherein the image pickup device is configured as one chip including at least one of the storage means and the drive means.
前記欠陥行においては、前記第1の転送スイッチのゲートと前記第2の転送スイッチのゲートとが短絡していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の撮像装置。 The unit pixel includes a floating diffusion region for temporarily accumulating charges generated in at least one of the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit, and the first photoelectric conversion unit and the floating diffusion. It includes a first transfer switch provided between the regions and a second transfer switch provided between the second photoelectric conversion unit and the floating diffusion region.
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 7 , wherein in the defective row, the gate of the first transfer switch and the gate of the second transfer switch are short-circuited.
前記第1の画像信号は、同じ色の前記カラーフィルタが配された前記単位画素からの前記複数の第1の信号によって生成され、
前記第2の画像信号は、前記同じ色の前記カラーフィルタが配された前記単位画素からの前記複数の第2の信号によって生成されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image sensor further has a plurality of color filters provided for each of the plurality of unit pixels.
The first image signal is generated by the plurality of first signals from the unit pixel to which the color filter of the same color is arranged.
The second image signal is any one of claims 1 to 8 , characterized in that the second image signal is generated by the plurality of second signals from the unit pixel to which the color filter of the same color is arranged. The imaging apparatus according to.
前記第1の画像信号は、撮像光学系の射出瞳の第1の瞳領域を通過する光束に応じた信号であり、
前記第2の画像信号は、前記第1の瞳領域を通過する前記光束と、前記射出瞳の前記第1の瞳領域とは異なる第2の瞳領域を通過する光束とに応じた信号であり、
前記第2の瞳領域を通過する前記光束に応じた第3の画像信号を前記第1の画像信号と前記第2の画像信号とに基づいて生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。 The image pickup device further has a plurality of microlenses provided for each of the plurality of unit pixels.
The first image signal is a signal corresponding to a light flux passing through the first pupil region of the exit pupil of the imaging optical system.
The second image signal is a signal corresponding to the light flux passing through the first pupil region and the light flux passing through a second pupil region different from the first pupil region of the exit pupil. ,
A claim further comprising a generation means for generating a third image signal corresponding to the light flux passing through the second pupil region based on the first image signal and the second image signal. Item 2. The imaging apparatus according to any one of Items 1 to 9 .
複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動するステップであって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号に基づいて前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行うステップと、
前記第2の態様の駆動によって前記第1の画像信号が生成された場合には、前記第1の画像信号と前記第2の画像信号とのうちの少なくともいずれかに対して正規化処理を行うステップと、
前記複数の行のうちの第1の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号を、第1の信号線を介して前記画素アレイから出力するステップと、
前記複数の行のうちの前記第1の行とは異なる第2の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号を、前記第1の信号線とは異なる第2の信号線を介して前記画素アレイから出力するステップと、
前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号とから前記第1の画像信号を合成し、前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号とから前記第2の画像信号を合成するステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 An image sensor including a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix, and the electric charge generated in the first photoelectric conversion unit is used. A control method for an image pickup device having an image pickup element that generates a first signal corresponding to the response and a second signal corresponding to at least the electric charge generated in the second photoelectric conversion unit.
A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows, respectively, and the plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows are generated. A defect line, which is a step of driving the image pickup device and is a line containing a defect, is included in the plurality of lines so that a second image signal is generated by synthesizing the two signals. If not, the first image sensor is driven so that the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of rows. When the defective row is included in the plurality of rows, the first from the unit pixel located in a row other than the defective row among the plurality of rows is performed. The step of driving the second aspect of driving the image pickup element so that the first image signal is generated based on the signal of
When the first image signal is generated by driving the second aspect, normalization processing is performed on at least one of the first image signal and the second image signal. and the step,
A step of outputting the first signal and the second signal obtained by the unit pixel located in the first row of the plurality of rows from the pixel array via the first signal line.
The first signal and the second signal obtained by the unit pixel located in the second row different from the first row among the plurality of rows are different from the first signal line. A step of outputting from the pixel array via the second signal line,
The first signal from the first signal output from the pixel array via the first signal line and the first signal output from the pixel array via the second signal line. The second signal that synthesizes an image signal and is output from the pixel array via the first signal line and the second signal that is output from the pixel array via the second signal line. And the step of synthesizing the second image signal from
A method for controlling an imaging device, which comprises.
複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を信号線において合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を前記信号線において合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動するステップであって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を前記信号線において合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号によって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行うステップ
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 An image sensor including a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix, and the electric charge generated in the first photoelectric conversion unit is used. A control method for an image pickup device having an image pickup element that generates a first signal corresponding to the response and a second signal corresponding to at least the electric charge generated in the second photoelectric conversion unit.
A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows in a signal line, and a plurality of the unit pixels located in the plurality of rows are generated. The step of driving the image sensor so that the second image signal is generated by synthesizing the second signal in the signal line, and the defect row is a plurality of defect rows. When it is not included in the row, the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of rows in the signal line. When the defective row is included in the plurality of rows, the row other than the defective row among the plurality of rows is driven so as to drive the image pickup element. An image pickup apparatus comprising: driving a second aspect of driving the image pickup element so that the first image signal is generated by the first signal from the unit pixel located in. Control method.
コンピュータに、
複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動するステップであって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号に基づいて前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行うステップと、
前記第2の態様の駆動によって前記第1の画像信号が生成された場合には、前記第1の画像信号と前記第2の画像信号とのうちの少なくともいずれかに対して正規化処理を行うステップと、
前記複数の行のうちの第1の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号を、第1の信号線を介して前記画素アレイから出力するステップと、
前記複数の行のうちの前記第1の行とは異なる第2の行に位置する前記単位画素によって得られる前記第1の信号及び前記第2の信号を、前記第1の信号線とは異なる第2の信号線を介して前記画素アレイから出力するステップと、
前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第1の信号とから前記第1の画像信号を合成し、前記第1の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号と、前記第2の信号線を介して前記画素アレイから出力される前記第2の信号とから前記第2の画像信号を合成するステップと、
を実行させるためのプログラム。 An image sensor including a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix, and the electric charge generated in the first photoelectric conversion unit is used. A program for controlling an image pickup device having an image pickup element that generates a first signal corresponding to the response and a second signal corresponding to at least the electric charge generated in the second photoelectric conversion unit.
On the computer
A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows, respectively, and the plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows are generated. A defect line, which is a step of driving the image pickup device and is a line containing a defect, is included in the plurality of lines so that a second image signal is generated by synthesizing the two signals. If not, the first image sensor is driven so that the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of rows. When the defective row is included in the plurality of rows, the first from the unit pixel located in a row other than the defective row among the plurality of rows is performed. The step of driving the second aspect of driving the image pickup element so that the first image signal is generated based on the signal of
When the first image signal is generated by driving the second aspect, normalization processing is performed on at least one of the first image signal and the second image signal. and the step,
A step of outputting the first signal and the second signal obtained by the unit pixel located in the first row of the plurality of rows from the pixel array via the first signal line.
The first signal and the second signal obtained by the unit pixel located in the second row different from the first row among the plurality of rows are different from the first signal line. A step of outputting from the pixel array via the second signal line,
The first signal from the first signal output from the pixel array via the first signal line and the first signal output from the pixel array via the second signal line. The second signal that synthesizes an image signal and is output from the pixel array via the first signal line and the second signal that is output from the pixel array via the second signal line. And the step of synthesizing the second image signal from
A program to execute.
コンピュータに、
複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第1の信号を信号線において合成することによって第1の画像信号が生成され、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの複数の前記第2の信号を前記信号線において合成することによって第2の画像信号が生成されるように、前記撮像素子を駆動するステップであって、欠陥を含む行である欠陥行が前記複数の行のうちに含まれていない場合には、前記複数の行にそれぞれ位置する前記単位画素からの前記複数の第1の信号を前記信号線において合成することによって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第1の態様の駆動を行い、前記複数の行のうちに前記欠陥行が含まれている場合には、前記複数の行のうちの前記欠陥行以外の行に位置する前記単位画素からの前記第1の信号によって前記第1の画像信号が生成されるように前記撮像素子を駆動する第2の態様の駆動を行うステップ
を実行させるためのプログラム。 An image sensor including a pixel array in which a plurality of unit pixels including a first photoelectric conversion unit and a second photoelectric conversion unit are arranged in a matrix, and the electric charge generated in the first photoelectric conversion unit is used. A program for controlling an image pickup device having an image pickup element that generates a first signal corresponding to the response and a second signal corresponding to at least the electric charge generated in the second photoelectric conversion unit.
On the computer
A first image signal is generated by synthesizing a plurality of the first signals from the unit pixels located in the plurality of rows in a signal line, and a plurality of the unit pixels located in the plurality of rows are generated. The step of driving the image sensor so that the second image signal is generated by synthesizing the second signal in the signal line, and the defect row is a plurality of defect rows. When it is not included in the row, the first image signal is generated by synthesizing the plurality of first signals from the unit pixels located in the plurality of rows in the signal line. When the defective row is included in the plurality of rows, the row other than the defective row among the plurality of rows is driven so as to drive the image pickup element. A program for executing a step of driving a second aspect of driving the image sensor so that the first image signal is generated by the first signal from the unit pixel located in.
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