[发明专利]像素校正方法及摄像装置

说明书

技术领域

本发明涉及对根据焦点检测用的相位差像素的像素信号而生成的缺陷混合像素的像素信号进行校正的像素校正方法及摄像装置。

背景技术

在数码相机、监视相机等摄像装置中，标准地具备自动地进行焦点调节的自动聚焦(AF)功能。该AF功能包括以使像的对比度最大的方式进行焦点调节的对比度AF方式、基于由视差产生的相位差而进行焦点调节的相位差AF方式等。在对比度AF方式中，需要一边使摄像透镜移动一边找出对比度的拐点，但是在相位差AF方式中，在各透镜位置可知焦点状态，因此能够进行迅速的自动聚焦。

在采用了相位差AF方式的摄像装置中，使用除了具有形成为对称的结构的像素(以下，称为普通像素)之外还具有非对称的结构的多个焦点检测用的像素(以下，称为相位差像素)的图像传感器(固体摄像装置)。普通像素为了得到以普通拍摄模式拍摄的图像(普通图像)的像素信号(像素值)而使用。相位差像素为了得到用于相位差AF方式的相位差的信息而使用。该相位差像素相对于普通像素将开口的位置左右错开地形成，选择性地接受向光电二极管的右侧部或左侧部入射的光。

在摄像透镜安设于对焦位置时，从接受右侧部的光的右相位差像素组和接受左侧部的光的左相位差像素组读出的2个像素信号的波形一致，不存在相位差。另一方面，在摄像透镜安设于非对焦位置时，2个像素信号波形出现与焦点的偏移对应的相位差。而且，在前焦点和后焦点，2个像素信号波形的相位的顺序产生变化。因此，取出相位差的信息，而将摄像透镜安设于对焦位置。

在具有相位差像素的图像传感器中，当仅利用来自普通像素的像素信号生成普通图像时，相位差像素的位置成为像素缺失，因此也使用相位差像素生成普通图像的情况比较普遍。该相位差像素由于其灵敏度等与普通像素不同，因此作为普通图像的像素信号，无法直接使用从相位差像素得到的像素信号。因此，在生成普通图像时，将具有来自相位差像素的像素信号的像素作为缺陷像素，对其进行校正处理。例如，在彩色普通图像的情况下，已知有通过使用了周边的同色的普通像素的像素信号的插值来生成校正像素信号的方法(以下，称为插值校正)、将相位差像素的像素信号乘以增益的方法(以下，称为增益校正)(专利文献1～3)。

插值校正在被摄体的变化在相位差像素的周边较小的情况下能够进行校正痕迹不显眼的良好的校正。另一方面，增益校正在被摄体的变化在相位差像素的周边较大的情况下能够进行良好的校正。因此，在对相位差像素的像素信号进行校正的情况下，根据相位差像素的周边的被摄体的特征而选择适当的校正方法。

例如，在专利文献1中，在相位差像素的周边检测被摄体的变化状况(边缘)，并考虑之后进行的γ校正处理而分开使用插值校正和增益校正。而且，在专利文献2中公开了如下情况：在相位差像素的周边检测被摄体的变化状况(方向性)，分开使用插值校正和增益校正，尤其是在对相位差像素的像素信号进行插值校正的情况下，仅使用被摄体产生变化的方向上存在的普通像素。而且，在专利文献3中，将通过插值校正得到的像素信号和通过增益校正得到的像素信号以预定的比例进行加权后相加，从而作为校正像素信号。该加权的比例根据相位差像素的周边的被摄体的变化状况(均匀性)而变化。

另外，在最近的摄像装置中，已知有除了执行生成普通的高清的普通图像的普通拍摄模式之外还执行能够进行低分辨率但高灵敏度的拍摄的像素混合模式的结构(专利文献4)。该像素混合模式是将多个像素的像素信号进行混合而生成1个混合像素的像素信号的模式。该像素信号的混合被称为像素相加或像素混合。

在像素混合模式中，按照一定的规则将像素信号混合，由此生成混合图像。例如，在彩色图像传感器中，将接近配置的同色像素中的沿预定方向排列的2个像素的像素信号混合。当对于相位差像素也进行该像素混合时，虽然也受相位差像素的排列的影响，但是产生普通像素与普通像素的混合、普通像素与相位差像素的混合、相位差像素与相位差像素的混合这3个模式。这些像素混合中，除了将普通像素彼此混合的模式之外，在将相位差像素的像素信号相加的2个模式中，通过像素混合而生成的新的混合像素成为缺陷混合像素，因此需要对该像素信号进行校正。即，在具有相位差像素的彩色图像传感器中，像素混合模式下的缺陷混合像素的个数比普通图像中的成为缺陷像素的相位差像素的个数多，因此像素混合模式与普通拍摄模式相比像素信号的校正花费时间。因此，在专利文献4中，对彩色图像传感器中的相位差像素的排列设法改良，同色的相位差像素的像素混合在相位差像素彼此中进行，由此形成为普通像素与普通像素的混合、相位差像素与相位差像素的混合这两个模式。

专利文献