[發明專利]像素校正方法及攝像裝置

在審

• 申請號: 201380068759.7
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104885446A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 小柴賢明;菅原一文
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: H04N5/367
• 分類號: H04N5/367;H04N5/369;H04N9/07
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 熊傳芳;蘇卉

技術領域

本發明涉及對根據焦點檢測用的相位差像素的像素信號而生成的缺陷混合像素的像素信號進行校正的像素校正方法及攝像裝置。

背景技術

在數碼相機、監視相機等攝像裝置中，標準地具備自動地進行焦點調節的自動聚焦(AF)功能。該AF功能包括以使像的對比度最大的方式進行焦點調節的對比度AF方式、基于由視差產生的相位差而進行焦點調節的相位差AF方式等。在對比度AF方式中，需要一邊使攝像透鏡移動一邊找出對比度的拐點，但是在相位差AF方式中，在各透鏡位置可知焦點狀態，因此能夠進行迅速的自動聚焦。

在采用了相位差AF方式的攝像裝置中，使用除了具有形成為對稱的結構的像素(以下，稱為普通像素)之外還具有非對稱的結構的多個焦點檢測用的像素(以下，稱為相位差像素)的圖像傳感器(固體攝像裝置)。普通像素為了得到以普通拍攝模式拍攝的圖像(普通圖像)的像素信號(像素值)而使用。相位差像素為了得到用于相位差AF方式的相位差的信息而使用。該相位差像素相對于普通像素將開口的位置左右錯開地形成，選擇性地接受向光電二極管的右側部或左側部入射的光。

在攝像透鏡安設于對焦位置時，從接受右側部的光的右相位差像素組和接受左側部的光的左相位差像素組讀出的2個像素信號的波形一致，不存在相位差。另一方面，在攝像透鏡安設于非對焦位置時，2個像素信號波形出現與焦點的偏移對應的相位差。而且，在前焦點和后焦點，2個像素信號波形的相位的順序產生變化。因此，取出相位差的信息，而將攝像透鏡安設于對焦位置。

在具有相位差像素的圖像傳感器中，當僅利用來自普通像素的像素信號生成普通圖像時，相位差像素的位置成為像素缺失，因此也使用相位差像素生成普通圖像的情況比較普遍。該相位差像素由于其靈敏度等與普通像素不同，因此作為普通圖像的像素信號，無法直接使用從相位差像素得到的像素信號。因此，在生成普通圖像時，將具有來自相位差像素的像素信號的像素作為缺陷像素，對其進行校正處理。例如，在彩色普通圖像的情況下，已知有通過使用了周邊的同色的普通像素的像素信號的插值來生成校正像素信號的方法(以下，稱為插值校正)、將相位差像素的像素信號乘以增益的方法(以下，稱為增益校正)(專利文獻1～3)。

插值校正在被攝體的變化在相位差像素的周邊較小的情況下能夠進行校正痕跡不顯眼的良好的校正。另一方面，增益校正在被攝體的變化在相位差像素的周邊較大的情況下能夠進行良好的校正。因此，在對相位差像素的像素信號進行校正的情況下，根據相位差像素的周邊的被攝體的特征而選擇適當的校正方法。

例如，在專利文獻1中，在相位差像素的周邊檢測被攝體的變化狀況(邊緣)，并考慮之后進行的γ校正處理而分開使用插值校正和增益校正。而且，在專利文獻2中公開了如下情況：在相位差像素的周邊檢測被攝體的變化狀況(方向性)，分開使用插值校正和增益校正，尤其是在對相位差像素的像素信號進行插值校正的情況下，僅使用被攝體產生變化的方向上存在的普通像素。而且，在專利文獻3中，將通過插值校正得到的像素信號和通過增益校正得到的像素信號以預定的比例進行加權后相加，從而作為校正像素信號。該加權的比例根據相位差像素的周邊的被攝體的變化狀況(均勻性)而變化。

另外，在最近的攝像裝置中，已知有除了執行生成普通的高清的普通圖像的普通拍攝模式之外還執行能夠進行低分辨率但高靈敏度的拍攝的像素混合模式的結構(專利文獻4)。該像素混合模式是將多個像素的像素信號進行混合而生成1個混合像素的像素信號的模式。該像素信號的混合被稱為像素相加或像素混合。

在像素混合模式中，按照一定的規則將像素信號混合，由此生成混合圖像。例如，在彩色圖像傳感器中，將接近配置的同色像素中的沿預定方向排列的2個像素的像素信號混合。當對于相位差像素也進行該像素混合時，雖然也受相位差像素的排列的影響，但是產生普通像素與普通像素的混合、普通像素與相位差像素的混合、相位差像素與相位差像素的混合這3個模式。這些像素混合中，除了將普通像素彼此混合的模式之外，在將相位差像素的像素信號相加的2個模式中，通過像素混合而生成的新的混合像素成為缺陷混合像素，因此需要對該像素信號進行校正。即，在具有相位差像素的彩色圖像傳感器中，像素混合模式下的缺陷混合像素的個數比普通圖像中的成為缺陷像素的相位差像素的個數多，因此像素混合模式與普通拍攝模式相比像素信號的校正花費時間。因此，在專利文獻4中，對彩色圖像傳感器中的相位差像素的排列設法改良，同色的相位差像素的像素混合在相位差像素彼此中進行，由此形成為普通像素與普通像素的混合、相位差像素與相位差像素的混合這兩個模式。

專利文獻