(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、
前記撮像素子の複数の画素間の感度差を補正するための情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている情報を用いて前記撮像素子の前記複数の画素間の感度差を補正する感度差補正手段とを備えた撮像装置であって、
前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、
前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、
前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、
前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、
前記記憶手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の感度に関する情報であって前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から求められた感度に関する情報を記憶し、
前記感度差補正手段は、前記記憶手段に記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報を用いて、前記撮像素子の撮像画像に対応した全体の画素の感度差を補正する撮像装置。
【請求項２】
前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から前記感度に関する情報を検出する検出手段を備え、
前記記憶手段は、前記検出手段によって検出された前記感度に関する情報を記憶する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素における第ｋ画素（ｋは前記特定の回路素子に対する位置を示す１から４までの整数）の前記撮像素子における座標位置をＣ［ｋ］としたとき、
前記検出手段は、前記撮像素子の前記複数の画素に光が照射された光照射状態で、二つ以上の前記基本配列パターンの各々にて、第１画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［１］）、第２画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［２］）、第３画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［３］）、及び第４画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［４］）を取得して、前記二つ以上の基本配列パターンにわたり各第ｋ画素群の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［ｋ］）の平均値Ｓ［ｋ］を感度として算出し、
さらに、第１画素群の出力値の平均値Ｓ［１］、第２画素群の出力値の平均値Ｓ［２］、第３画素群の出力値の平均値Ｓ［３］及び第４画素群の出力値の平均値Ｓ［４］の比を示す情報を前記感度に関する情報として算出する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記出力値の平均値Ｓ［ｋ］（ｋは１から４までの整数）のうちから最大値Ｓｍａｘを抽出し、補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］＝Ｓｍａｘ／Ｓ［ｋ］を前記感度に関する情報として算出する請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記共有構造パターンの２×２画素における第ｋ画素（ｋは前記特定の回路素子に対する位置を示す１から４までの整数）の前記撮像素子における座標位置をＣＣ［ｋ］としたとき、
前記検出手段は、前記撮像素子の前記複数の画素が遮光された遮光状態で、二つ以上の前記共有構造パターンの各々にて、第１画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［１］）、第２画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［２］）、第３画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［３］）、及び第４画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［４］）を取得して、前記二つ以上の共有構造パターンにわたる各第ｋ画素群の出力値ＢＤａｔａ［ｋ］の平均値Ｂ［ｋ］を算出し、
前記記憶手段は、前記検出手段によって得られた平均値Ｂ［ｋ］を黒レベルとして記憶する請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記各共有構造パターンの２×２画素における補正後の出力値をＤａｔａ’（ＣＣ［ｋ］）（ｋは前記特定の回路素子に対する位置を示す１から４までの整数）としたとき、
前記感度差補正手段は、Ｄａｔａ’（ＣＣ［ｋ］）＝Ｄａｔａ（ＣＣ［ｋ］）−Ｂ［ｋ］×Ｇａｉｎ［ｋ］を演算する請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、
前記撮影レンズから前記撮像素子に至る被写体光の光路を開閉することで撮像素子の遮光状態と光照射状態とを切り替える開閉手段と、
前記開閉手段によって前記撮像素子を遮光状態にして前記検出手段に前記撮像素子の黒レベルＢ［ｋ］を検出させるとともに、前記開閉手段によって前記撮像素子を光照射状態にして前記検出手段に前記撮像素子の感度Ｓ［ｋ］を検出させる制御手段と、
を備えた請求項５又は６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、撮像装置の電源オン時に、前記開閉手段が閉じられた遮光状態にて前記検出手段に黒レベルＢ［ｋ］を検出させるとともに、前記開閉手段を開くことで前記撮像素子を光照射状態に切り替え且つ前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定して、前記検出手段に感度Ｓ［ｋ］を検出させる請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、撮像装置の電源オフ時に、前記開閉手段が開かれた光照射状態にて前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定し前記検出手段に感度Ｓ［ｋ］を検出させるとともに、前記撮像素子を遮光状態にして前記検出手段に黒レベルＢ［ｋ］を検出させる請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段を備え、
前記検出手段は、前記撮影指示に従って前記撮像素子で撮像された撮像画像に基づいて、前記感度に関する情報を検出する請求項２から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、前記特定の回路素子に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して、前記感度に関する情報を算出するものであって、前記撮像素子の撮像画像に対応した領域の全体にわたって前記画素の出力値を平均する請求項２から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、前記特定の回路素子に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して、前記感度に関する情報を算出するものであって、前記撮像素子の撮像画像に対応した領域の全体を複数の分割エリアに分割し、分割エリアごとに画素の出力値を平均する請求項２から１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子であって、
前記複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、
前記複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、
前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、
前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在する撮像素子。
【請求項１４】
前記同色正方配列パターンを構成している各カラーフィルタを第ｋの同色フィルタ（ｋは１から４の整数）としたとき、第１の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタと、第２の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタと、第３の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタと、第４の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタとで、色の組み合わせ及び各色ごとの数が同一である請求項１３に記載の撮像素子。
【請求項１５】
前記複数のカラーフィルタは、複数色の各色に注目したとき、それぞれ前記基本配列パターン内において水平方向及び垂直方向の各ラインに１つ以上配置されている請求項１３又は１４に記載の撮像素子。
【請求項１６】
前記複数のカラーフィルタは、水平方向及び垂直方向のそれぞれにおいて、複数色の各色に注目したとき、同色のカラーフィルタが２種類以上の配置間隔で配列されているラインが存在する請求項１３から１５のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項１７】
前記複数のカラーフィルタのうちで、輝度信号を得るために寄与する特定の色のカラーフィルタは、前記基本配列パターン内において、水平方向、垂直方向、斜め方向の各方向に２以上隣接する部分が含まれるように配置されている請求項１３から１５のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項１８】
前記基本配列パターンは、水平方向におけるカラーフィルタの個数と垂直方向におけるカラーフィルタの個数とが同じである請求項１３から１７のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項１９】
前記基本配列パターン内のカラーフィルタ配列は、該基本配列パターンの中心に対して点対称に色配列されている請求項１３から１８のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項２０】
緑色をＧ、赤色をＲ、青色をＢとしたとき、
３×３画素に対応する第１の３×３配列であって、中心と四隅にＧフィルタが配置され、中心のＧフィルタを挟んで上下にＲフィルタが配置されて左右にＢフィルタが配置された第１の３×３配列と、
３×３画素に対応する第２の３×３配列であって、中心と四隅にＧフィルタが配置され、中心のＧフィルタを挟んで上下にＢフィルタが配置されて左右にＲフィルタが配置された第２の３×３配列とが、
交互に水平方向及び垂直方向に配列されて構成されている請求項１３から１９のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項２１】
前記基本配列パターンは、水平方向におけるカラーフィルタの個数及び垂直方向におけるカラーフィルタの個数が奇数であって、同一色の２×２個のカラーフィルタからなる２×２配列パターンを複数含み、
これらの２×２配列パターンは、互いに水平方向及び垂直方向のそれぞれに奇数画素分だけ位置をずらして配置されている請求項１３から１９のいずれか１項に記載の撮像素子。
【請求項２２】
水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子の感度差補正方法であって、
前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、
前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、
前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、
前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、
前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の感度に関する情報であって前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から求められた感度に関する情報を記憶デバイスに予め記憶させておき、
前記記憶デバイスに記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報を用いて、前記撮像素子の全ての画素の前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【請求項２３】
水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、
入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、
前記撮影レンズから前記撮像素子に至る被写体光の光路を開閉することで撮像素子の遮光状態と光照射状態とを切り替える開閉手段と、
撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段と、
情報を記憶する記憶デバイスとを備えた撮像装置における前記撮像素子の感度差補正方法であって、
前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、
前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、
前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、
前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、
前記撮像装置の電源オン時に、前記開閉手段が閉じられた遮光状態にて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を黒レベルとして検出するとともに、前記開閉手段によって前記撮像素子を光照射状態にし且つ前記撮影レンズをデフォーカス状態にして、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を感度として検出し、
前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報及び前記黒レベルを記憶デバイスに記憶させ、
前記指示入力手段に撮影指示が入力されたとき、前記記憶デバイスに記憶されている情報を用いて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【請求項２４】
水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、
入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、
前記撮影レンズから前記撮像素子に至る被写体光の光路を開閉することで撮像素子の遮光状態と光照射状態とを切り替える開閉手段と、
撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段と、
情報を記憶する記憶デバイスとを備えた撮像装置における前記撮像素子の感度差補正方法であって、
前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、
前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、
前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、
前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、
前記撮像装置の電源オフ時に、前記開閉手段が開かれた光照射状態にて前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定し、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を感度として検出するとともに、前記開閉手段によって前記撮像素子を遮光状態にして、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を黒レベルとして検出し、
前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報及び前記黒レベルを記憶デバイスに記憶させ、
前記指示入力手段に撮影指示が入力されたとき、前記記憶デバイスに記憶されている情報を用いて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【請求項２５】
水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、
入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、
撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段と、
情報を記憶する記憶デバイスとを備えた撮像装置における前記撮像素子の感度差補正方法であって、
前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、
前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、
前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、
前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、
前記撮影指示が入力されて前記撮像素子によって被写体を撮影したとき、前記撮像素子によって取得された撮影画像に基づいて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで少なくとも前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を感度として検出し、
前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する特性情報を記憶デバイスに記憶させ、
次回の撮影時には、前記記憶デバイスに記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の特性情報を用いて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画素で特定の回路素子を共有する構造を有した撮像装置、撮像素子及び感度差補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor;相補型金属酸化膜半導体）の撮像素子は、低消費電力であり、デジタルカメラ、携帯電話などの各種の携帯型の撮像装置に用いられている。【０００３】
ＣＭＯＳの撮像素子では、基板上に必要なトランジスタの数を減らす技術として、複数画素で１つのアンプを共有する技術が広く使われている（特許文献１，２を参照）。【０００４】
特に、２×２の４画素で１つのアンプを共有する共有構造が、カラーフィルタをベイヤ配列とした場合とのマッチングが良く、また、４画素の中心にアンプを配置して周辺に各画素の読み出しゲートを配置できる関係で、非常に多く使われている。【０００５】
また、特許文献３には、任意の着目画素が該着目画素の色を含む３色と該着目画素の４辺のいずれかにおいて隣接する配列制限条件を満たす３色ランダム配列とした撮像素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−８６８８８号公報
【特許文献２】特開２００６−５４２７６号公報
【特許文献３】特開２０００−３０８０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図１８に示すように、画素９２上のカラーフィルタ９４をベイヤ配列とし、かつ４つの画素９２で１つのアンプ９６を共有する構造では、アンプ共有構造に起因して画像の再現性が劣化する問題と、カラーフィルタ配列がベイヤ配列であることに起因して画像の再現性が劣化する問題とが混在しており、確実に感度差を補正して良好な色再現性を確保することは困難であった。【０００８】
まず、アンプ共有構造では、アンプ９６を共有した画素９２のアンプ９６に対する位置関係に応じて、同色の画素９２間でも出力差が生じてしまう。つまり、アンプ９６に対する位置が異なる画素９２間で、下地のレイアウトの違い等に因り感度がばらつくために、画像の再現性に悪影響を与えるという問題があった。この問題は、画素サイズの微細化に伴って、より顕在化していた。【０００９】
また、ベイヤ配列では、緑（Ｇ）画素を市松模様（チェッカー盤柄）状に配置し、赤（Ｒ）、青（Ｂ）を線順次に配置しているため、各色の再現帯域を越えた高周波信号の折り返りと各色の位相のずれにより低周波の色付き（色モアレ）が発生するという問題があった。【００１０】
例えば、図１９（Ａ）部分に示すような白黒の縦縞模様（高周波画像）が、図１９（Ｂ）部分に示すベイヤ配列の撮像素子に入射した場合、これをベイヤの色配列に振り分けて色ごとに比較すると、図１９（Ｃ）部分から（Ｅ）部分に示すように、Ｒは薄い平坦、Ｂは濃い平坦、Ｇは濃淡のモザイク状の色画像となり、本来、ＲＧＢ間に濃度差（レベル差）は起きない白黒画像が、色配列と入力周波数によっては色が付いた状態となってしまう。【００１１】
また、図２０（Ａ）部分に示すような斜めの白黒の高周波画像が、図２０（Ｂ）部分に示すベイヤ配列の撮像素子に入射した場合、これをベイヤの色配列に振り分けて色ごとに比較すると、図２０（Ｃ）部分から（Ｅ）部分に示すように、ＲとＢは薄い平坦、Ｇは濃い平坦の色画像となり、仮に黒の値を０、白の値を２５５とすると、斜めの白黒の高周波画像は、Ｇのみ２５５となるため、緑色になってしまう。このようにベイヤ配列では、斜めの高周波画像を正しく再現することができない。【００１２】
特許文献１、２には、アンプ共有構造に起因した問題については記載されているが、ベイヤ配列に起因した問題については何も記載されておらず、両方の問題を容易に解決可能な構成を示唆する記載もない。また、ベイヤ配列を前提とした感度差の補正については記載されているが、ベイヤ配列以外のカラーフィルタ配列とした場合には実際には応用できない。また、特許文献１はハードウェアの調整手段を開示しているのみであり、特許文献１に記載の構成ではレンズ交換や経時変化や環境変化に対応することが困難である。特許文献２にはベイヤ配列且つ２画素共有を前提した解決手法が記載されているのみである。【００１３】
また、従来のベイヤ配列では、アンプ共有構造の繰り返し周期（２×２）と、カラーフィルタの基本配列（ＧＢ／ＲＧ）の繰り返し周期（２×２）とが同じなので、単に４つの位置別に補正すればよいが、特許文献３に記載のように、カラーフィルタの配列をランダム化すると、感度差の補正処理が複雑化するという新たな問題が生じる。また、敢えて複雑な処理を行おうとしても、カラーフィルタの配色のランダム性に因り、色再現性を確実かつ十分に確保することは困難である。さらには、カラーフィルタの配色のランダム性に因り、同時化処理が複雑になるという別の問題もある。【００１４】
したがって、特許文献１〜３の記載事項を組み合わせることにより、ランダムな色配列のカラーフィルタを備え、同色の画素間で感度差を検出して補正する構成にしてみても、処理負荷の問題が生じる上に、実際には色再現性を十分に確保することも困難であると考えられる。【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数の画素で特定の回路素子を共有する構造に起因した感度差を低負荷且つ高精度で補正するとともに、良好な色再現性を実現することで、高画質の画像を得ることができる撮像装置、撮像素子及び感度差補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記目的を達成するために、本発明は、水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、前記撮像素子の複数の画素間の感度差を補正するための情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている情報を用いて前記撮像素子の前記複数の画素間の感度差を補正する感度差補正手段とを備えた撮像装置であって、前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、前記記憶手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から求められた感度に関する情報を記憶し、前記感度差補正手段は、前記記憶手段に記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報を用いて、前記撮像素子の全ての画素の感度差を補正する撮像装置を提供する。【００１７】
即ち、カラーフィルタの基本配列パターンが水平方向及び垂直方向に繰り返し配置された撮像素子を備え、そのカラーフィルタの基本配列パターンには、特定の回路素子を共有した共有構造パターンの２×２画素とマッチングした２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、さらに、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から求められた情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報を用いて、前記撮像素子の全ての画素の感度差を補正する感度差補正手段を備えたので、複数の画素で特定の回路素子を共有する構造に起因した感度差を低負荷な処理で補正して色再現性を確保することができ、高画質の画像を得ることができる。【００１８】
一実施形態では、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から前記感度に関する情報を検出する検出手段を備え、前記記憶手段は、前記検出手段によって検出された前記感度に関する情報を記憶する。例えば、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素における第ｋ画素（ｋは前記特定の回路素子に対する位置を示す１から４までの整数）の前記撮像素子における座標位置をＣ［ｋ］としたとき、前記検出手段は、前記撮像素子の前記複数の画素に光が照射された光照射状態で、二つ以上の前記基本配列パターンの各々にて、第１画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［１］）、第２画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［２］）、第３画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［３］）、及び第４画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［４］）を取得して、前記二つ以上の基本配列パターンにわたり各第ｋ画素群の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［ｋ］）の平均値Ｓ［ｋ］を感度として算出し、さらに、第１画素群の出力値の平均値Ｓ［１］、第２画素群の出力値の平均値Ｓ［２］、第３画素群の出力値の平均値Ｓ［３］及び第４画素群の出力値の平均値Ｓ［４］の比を示す情報を前記感度に関する情報として算出する。即ち、前記検出手段は、前記撮像素子の複数の画素に光が照射された光照射状態で、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで少なくとも前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を取得し、前記特性の回路素子に対する位置（左上、右上、左下、及び右下）ごとに複数の前記同色正方配列パターンにわたり前記２×２画素の各画素の出力値を平均することで、前記特性の回路素子に対する位置ごとの各画素群（左上画素群、右上画素群、左下画素群、及び右下画素群）の感度を求め、これらの画素群間の感度の比を前記感度に関する情報として前記記憶手段に記憶させる。よって、前記特性の回路素子に対する位置の数（２×２）に対応した情報を記憶するだけで済むので、記憶容量が少なくて済むだけでなく、感度検出処理の負荷が極めて低くなる。【００１９】
一実施形態では、入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、前記撮影レンズから前記撮像素子に至る被写体光の光路を開閉することで撮像素子の遮光状態と光照射状態とを切り替える開閉手段と、前記開閉手段によって前記撮像素子を遮光状態にして前記検出手段に前記撮像素子の各画素の黒レベルを検出させるとともに、前記開閉手段によって前記撮像素子を光照射状態にして前記検出手段に前記撮像素子の前記光照射状態での各画素の出力値を検出させる制御手段と、を備えた。【００２０】
一実施形態では、前記制御手段は、撮像装置の電源オン時に、前記開閉手段が閉じられた遮光状態にて前記検出手段に黒レベルを検出させるとともに、前記開閉手段を開くことで前記撮像素子を光照射状態に切り替え且つ前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定して、前記検出手段に感度を検出させる。即ち、電源オン時に感度差補正に必要な特性情報を検出するので、撮像素子の経時変化や撮影環境の変化に対応して適切に感度差を補正することができる。【００２１】
一実施形態では、撮像装置の電源オフ時に、前記開閉手段が開かれた光照射状態にて前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定し前記検出手段に感度を検出させるとともに、前記撮像素子を遮光状態にして前記検出手段に黒レベルを検出させる。即ち、電源オフ時に感度差補正に必要な特性情報を検出するので、電源オン時にはタイムラグなく経時変化に対応して感度差を補正することができる。【００２２】
一実施形態では、撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段を備え、前記検出手段は、前記撮影指示に従って前記撮像素子で撮像された撮像画像に基づいて、前記感度を検出する。即ち、通常の撮影時に感度差補正に必要な特性情報を検出するので、撮影時の撮影環境に対応して感度差を補正することができる。【００２３】
一実施形態では、前記検出手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、前記特定の回路素子に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して特性情報を算出するものであって、前記撮像素子の撮像画像に対応した領域の全体にわたって前記画素の出力値を平均する。即ち、撮像画像に対応した領域の全体にわかって画素の出力値を平均することで感度を検出するので、均一光ではなく被写体光を撮像素子に照射した場合でも感度差を検出することができる。【００２４】
一実施形態では、前記検出手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、前記特定の回路素子に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して特性情報を算出するものであって、前記撮像素子の実効画素領域の全体を複数の分割エリアに分割し、分割エリアごとに画素の出力値を平均する。即ち、分割エリアごとに画素の出力値を平均することで感度を検出するので、撮像素子の回路レイアウトに伴う面内シェーディングにも対応できる。【００２５】
また、本発明は、水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子であって、前記複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在する撮像素子を提供する。【００２６】
また、本発明は水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子の感度差補正方法であって、前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の感度に関する情報であって前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から求められた感度に関する情報を記憶デバイスに予め記憶させておき、前記記憶デバイスに記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報を用いて、前記撮像素子の全ての画素の前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法、を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、複数の画素で特定の回路素子を共有する構造に起因した感度差を低負荷且つ高精度で補正するとともに、良好な色再現性を実現することで、高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る撮像装置の一例の全体構成を示すブロック図
【図２】撮像素子の一部を模式的に示す図
【図３】撮像素子のカラーフィルタ配列の一例を示す図
【図４】基本配列パターンの一例を示す図
【図５】アンプ共有画素の黒レベルと感度の一例を示す図
【図６】撮像素子の実効画素領域を示す図
【図７】感度差補正処理の実施例の流れを示すフローチャート
【図８】特性検出処理の第１実施例の流れを示すフローチャート
【図９】特性検出処理の第２実施例の流れを示すフローチャート
【図１０】通常撮影時に特性検出処理及び感度差補正処理を行う実施例の流れを示すフローチャート
【図１１】画面全体の出力値の平均値を用いて補正ゲインを算出する場合の説明に用いる説明図
【図１２】分割エリアごとの出力値の平均値を用いて補正ゲインを算出する場合の説明に用いる説明図
【図１３】第１実施例のカラーフィルタ配列を示す図
【図１４】第１実施例のカラーフィルタ配列における基本配列パターンの説明に用いる説明図
【図１５】第２実施例のカラーフィルタ配列を示す図
【図１６】第２実施例のカラーフィルタ配列における同色正方配列パターンの説明に用いる説明図
【図１７】第２実施例のカラーフィルタ配列における同色正方配列パターンのバリエーションの説明に用いる説明図
【図１８】アンプ共有構造に起因した課題の説明に用いる説明図
【図１９】ベイヤ配列に起因した課題の説明に用いる第１の説明図
【図２０】ベイヤ配列に起因した課題の説明に用いる第２の説明図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００３０】
［撮像装置の全体構成］
図１は、本発明に係る撮像装置の一例の全体構成を示すブロック図である。ここで撮像装置とは、カメラ単体に限られず、カメラ付き携帯電話、カメラ付きスマートフォン、カメラ付きタブレット型コンピュータ、カメラ付き音楽プレーヤなどの各種の情報機器や電子機器を含みうる。
【００３１】
撮像装置１００は、入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズ１０と、撮影レンズ１０によって結像された被写体像を撮像する撮像素子１２と、撮影レンズ１０から撮像素子１２まで至る被写体光の光路１３を開閉することで撮像素子１２の遮光状態と光照射状態とを切り替えるメカシャッタ１４（開閉手段）と、撮像素子１２から出力されたアナログの画像信号に対して所定のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部１６と、アナログ信号処理部１６から出力された画像信号をアナログからデジタルに変換するＡＤ変換部１８と、デジタルの画像信号を一時記憶する画像メモリ２０と、画像メモリ２０に一時記憶されたデジタルの画像信号に対して所定のデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部２２と、デジタルの画像信号に対する圧縮処理及び伸張処理を行う圧縮伸張処理部２４と、デジタルの画像データの入出力を行う画像入出力部２６と、圧縮されたデジタルの画像信号が画像入出力部２６を介して撮像画像として記録される記録メディア２７と、デジタルの画像信号を撮像画像として表示する表示部２８と、各種の指示が入力される指示入力部２９と、撮影レンズ１０を駆動するドライバ３０と、撮像素子１２を駆動するドライバ３２と、メカシャッタ１４を駆動するドライバ３４を備える。
【００３２】
撮像素子１２は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子によって構成されている。撮像素子１２のうちの一部である特定の２×２画素分の構造を図２に模式的に示す。この撮像素子１２は、水平方向ｘ及び垂直方向ｙの二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素６２上に、複数のカラーフィルタ６４がそれぞれ配置されて構成されている。また、複数の画素６２は、２×２画素単位で特定の回路素子としてアンプ６６（増幅素子）を共有している。複数のカラーフィルタ６４は、図３に示すように、３色以上（本例ではＲ，Ｇ、Ｂの３色）の各色のカラーフィルタ６４を混在させて配列した６×６画素の基本配列パターンＢＰを、水平方向ｘ及び垂直方向ｙに繰り返し配置したものである。基本配列パターンＢＰ内には共有構造の２×２画素にそれぞれ対応する２×２個のカラーフィルタであって同一色（本例ではＧ）の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくとも１つ含まれている。この基本配列パターンＢＰについては、後に詳説する。
【００３３】
撮影レンズ１０によって撮像素子１２に結像された被写体像は、撮像素子１２の画素６２を構成している光電変換素子によって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各光電変換素子に蓄積された信号電荷は、制御部５０の指令に従ってドライバ３２から与えられる駆動パルスに基づいて、信号電荷の量に応じた電圧信号（画像信号）として撮像素子１２から順次読み出される。撮像素子１２から読み出される画像信号は、撮像素子１２のカラーフィルタ配列に対応したＲ，Ｇ，Ｂの画像信号である。
【００３４】
撮像素子１２から読み出されたアナログの画像信号は、アナログ信号処理部１６によってアナログ信号処理を施された後、ＡＤ変換部１８によってデジタルの画像信号に変換され、画像メモリ２０に一時記憶される。この一時記憶されたデジタルの画像信号には、デジタル信号処理部２２によって、感度差補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、輝度信号及び色差信号の生成、輪郭補正、色補正等、各種のデジタル信号処理が施される。このようなデジタル信号処理が施された画像信号は、圧縮伸張処理部２４によって、ＪＰＥＧ規格等に準拠した圧縮処理が施された後、画像入出力部２６によってメモリカード等の記録メディア２７に記録される。また、デジタルの画像信号は、液晶モニタ等の表示部２８に表示出力される。
【００３５】
また、撮像装置１００は、撮像素子１２の実効画素領域の全域にわたる複数の画素間の感度差を補正するための情報(特性情報)を記憶する特性情報記憶部４０と、前記特性情報を検出する特性情報検出部４２と、撮像装置１００の各部を制御する制御部５０を備える。特性情報検出部４２は、撮像素子１２の複数の画素に光が照射された光照射状態で、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで少なくとも同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の各画素の出力値を感度として検出する。また、特性情報検出部４２は、前記撮像素子の複数の画素が遮光された遮光状態で、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで共有構造パターンＣＰを構成している２×２画素の各画素の出力値を黒レベルとして検出する。
【００３６】
本例の特性情報記憶部４０は、不揮発性のメモリによって構成されている。特性情報記憶部４０は、感度差補正のための特性情報として、アンプ６６を共有することに起因する画素間の感度差を補正するための特性情報であって、図３に示す基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみに関する特性情報を記憶する。
【００３７】
制御部５０は、撮像素子１２の黒レベル検出及び感度検出の制御を行う。制御部５０は、黒レベル検出制御では、メカシャッタ１４によって光路１３を閉じる（遮蔽する）ことで、撮像素子１２を遮光状態にして、特性情報検出部４２に撮像素子１２の同色正方配列パターンＧＰに対応した各画素の黒レベルを検出させて、その各画素の黒レベルを特性情報記憶部４０に記憶させる。また、制御部５０は、感度検出制御では、メカシャッタ１４によってを光路１３を開く（開放する）ことで、撮像素子１２を光照射状態にして、特性情報検出部４２に撮像素子１２の同色正方配列パターンＧＰに対応した各画素の感度を検出させて、その各画素の感度を特性情報記憶部４０に記憶させる。そして制御部５０は、同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の各画素の感度及び黒レベルに基づいて、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素の各画素に対する補正値を求める。
【００３８】
また、制御部５０は、デジタル信号処理部２２（感度差補正手段）に、特性情報記憶部４０に記憶されている感度差補正のための特性情報を用いて、撮像素子１２の実効画素領域の全域にわたり複数の画素間の感度差を補正させる。具体的には、デジタル信号処理部２２は、図３に示す基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの特性情報を用いて、撮像素子１２の実効画素領域の全域にわたり、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する。尚、感度差補正の証左は、後に詳説する。
【００３９】
［カラーフィルタの配列の基本構成］
図３は、撮像素子１２に設けられているカラーフィルタ６４の配列（以下「カラーフィルタ配列」という）の一例を示している。各画素上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のカラーフィルタのうちのいずれかが配置される。
【００４０】
尚、図３にて、光電変換素子からなる画素６２はカラーフィルタ６４で隠れており、アンプ６６も本来は同様にカラーフィルタ６４で隠れて見えないが、アンプ６６の共有構造が判別できるようにアンプ６６を透視して描いた。
【００４１】
図３に示すカラーフィルタ配列は、下記の第１〜第３の特徴を有している。
【００４２】
（第１の特徴）
図３に示すカラーフィルタ配列は、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の各色のカラーフィルタ６４を混在させて正方配列（本例では水平方向に６個、垂直方向に６個）配列した基本配列パターンＢＰ（太枠で示したパターン）を、水平方向ｘ及び垂直方向ｙに繰り返し配置したものである。即ち、このカラーフィルタ配列は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のフィルタ（Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ）が所定の周期性をもって配列されている。
【００４３】
このようにＲフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタが所定の周期性をもって配列されているため、撮像素子から読み出されるＲ、Ｇ、Ｂ信号の同時化（補間）処理（デモザイク処理とも言う）等を行う際に、繰り返しパターンに従って処理を行うことができる。
【００４４】
（第２の特徴）  基本配列パターンＢＰの配置の周期（６×６）は、アンプ６６及び２×２画素からなる共有構造ＣＰの配置の周期（２×２）と比較して、水平方向ｘ及び垂直方向ｙのいずれでも３倍である。基本配列パターンＢＰ内にはアンプ共有構造の２×２画素（共有正方配列パターン）にそれぞれ対応する２×２個のカラーフィルタ６４であって同一色の２×２個のカラーフィルタ６４からなる同色正方配列パターンＧＰが少なくとも１つ含まれている。即ち、基本配列パターンＢＰ内に、アンプ共有構造の２×２画素に水平方向ｘ及び垂直方向ｙの両方で位置が一致する２×２個のカラーフィルタ（同色正方配列パターンＣＰのカラーフィルタ）が含まれている。
【００４５】
このように基本配列パターンＢＰ内に、共有構造の２×２画素に水平方向ｘ及び垂直方向ｙの両方で位置が一致する同色正方配列パターンＧＰのカラーフィルタを含んでいるので、アンプ共有構造に起因した感度差を、同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の出力値に基づいて、容易に検出することが可能となる。
【００４６】
［感度差の検出及び補正の原理］
次に、アンプ共有構造に起因した画素間の感度差の検出及び補正の原理について、図４、図５及び図６を用いて説明する。
【００４７】
図４は、ひとつの基本配列パターンＢＰを示す。カラーフィルタと画素（光電変換素子）とは一対一で配置されているので、図４は、ひとつの基本配列パターンＢＰに対応した６×６画素を示しているともいえる。つまり、図中、「Ｇ」は緑（Ｇ）のカラーフィルタ付きの画素、「Ｒ」は赤（Ｒ）のカラーフィルタ付きの画素、「Ｂ」は青（Ｂ）のカラーフィルタ付きの画素として見ることで、主として画素６２、カラーフィルタ６４及びアンプ６６からなる撮像素子１２の基本的な構成を容易に理解できる。
【００４８】
また、図中、基本配列パターンＢＰの左側には垂直方向ｙにおける配列位置を示す数字１〜６を付し、上側には水平方向ｘにおける配列位置を示す英字ａ〜ｆを付した。符号「Ｇ」の画素（ａ−１、ｃ−１、ｄ−１、ｂ−２、ｅ―２・・・等）は、全て同一色（Ｇ）のカラーフィルタ付きであるため、同じ感度及び同じ黒レベルであることが望まれる。同様に、符号「Ｒ」の画素（ｂ−１、ｄ−２、ｆ−２、ｂ−３、ｅ―４・・・等）は、全て同一色（Ｒ）のカラーフィルタ付きであるため、同じ感度及び同じ黒レベルであることが望まれる。同様に、符号「Ｂ」の画素（ｅ−１、ａ−２、ｃ−２、ｅ−３、ｂ―４・・・等）は、全て同一色（Ｂ）のカラーフィルタ付きであるため、同じ感度及び同じ黒レベルであることが望まれる。
【００４９】
しかし、実際の撮像素子１２は、図中に破線で示す通り、２×２の４画素で１つのアンプ６６を共有する構造であり、アンプ６６に対する位置関係（左上、右上、左下、右下）に応じて同一色の画素間（例えばａ−１とｂ−２）で異なる構造（レイアウト）となっているため、同一色の画素間でも微小な特性差が生じる。つまり、本来は同一の出力値となるべき同一色の画素間で微小な出力差（感度差）が生じることに起因して、撮像画像上に周期的なパターンの幾何学的なノイズが発生する場合がある。
【００５０】
このような微小な特性差を補正するひとつの方法として、従来のベイヤ配列のＣＭＯＳイメージセンサで行い得るように、全体の画素群をアンプ６６に対する位置関係（左上、右上、左下、右下）に応じて４組の画素群（左上画素群、右上画素群、左下画素群、右下画素群）に分けて特性差の検出及び補正を行うことが考えられる。しかし、図３に示したように基本配列パターンＢＰを繰り返し配置したカラーフィルタ配列では、４組の画素群に分けて特性差の検出及び補正を行うことが困難である。特に、感度差は、４組の画素群に分けて各画素群で平均しても、適切な値を求めることができない。つまり、従来のベイヤ配列では、いずれの共有構造パターンＣＰに対してもＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタの配置及び各色の混在割合が同一であるが、図３のカラーフィルタ配列では、共有構造パターンＣＰによってＲ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタの配置及び各色の混在割合が異なるため、基本配列パターンＢＰの配列数と同じ６×６＝３６組の画素群に分けないと、感度差の適切な検出及び補正を行うことができない。そうすると、必要な特性情報の記憶容量が増えるだけではなく、検出及び補正の処理の負荷が増大してしまうという問題がある。
【００５１】
そこで、本発明では、図２〜図４に示したように、基本配列パターンＢＰ内に、共有構造パターンＣＰの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタ６４であって同一色の２×２個のカラーフィルタ６４からなる同色正方配列パターンＧＰが少なくともひとつ存在する構造を採用している。また、同色正方配列パターンＧＰに対応した４画素（図４のｃ−２、ｄ−３、ｃ−４、ｄ−４）のみに注目し、これらの４画素に対応する４組の画素群のそれぞれで、感度の平均及び黒レベルの平均を特性情報として算出する。尚「感度差」は、画素間の感度の比（又は差）で表すことができる。
【００５２】
図５は、ひとつの同色正方配列パターンＧＰに対応したひとつの共有構造パターンＧＰ内におけるアンプ共有画素の感度と黒レベルの一例を示す。図中、４画素（ｃ−３、ｄ−３、ｃ−４、ｄ−４）間の感度差は、特定の位置（ｃ−３）の画素の感度を基準（「１００」）とした相対値である。４画素間の黒レベル差も同様に、特定の位置（ｃ−３）の画素の黒レベルを基準（「１０２４」）とした相対値である。このように同色正方配列パターンＧＰの４画素の特性情報を注目する。
【００５３】
図６は、撮像素子１２の実効画素領域７０の全域を示す。実効画素領域７０は、撮像素子１２の画素６２が形成された全領域のうちで画像信号として出力可能且つ感度差補正が保証される領域である。本例では、撮像素子１２の有効画素領域（画像信号として出力可能な領域）のうちで、基本配列パターンＢＰの画素数（水平方向ｘに画素数Ｉ、垂直方向における画素数Ｊ）と基本配列パターンＢＰの繰り返し数（水平方向ｘの繰り返し数Ｍ、垂直方向ｙの繰り返し数Ｎ）とに対応した画素数（（Ｉ×Ｍ）×（Ｊ×Ｎ）画素）の領域が実効画素領域７０である。
【００５４】
実効画素領域７０の左上を原点（０，０）とし、ｍを０から（Ｍ−１）までの整数、ｎを０から（Ｎ−１）までの整数とする。また、アンプ６６の位置を基準に、ｃ−３画素を左上画素（第１画素）、ｄ−３画素を右上画素（第２画素）、ｃ−４画素を左下画素（第３画素）、ｄ−４画素を右下画素（第４画素）とする。そうすると、例えば、左上画素のＮ×Ｍ個（第１画素群）にわたって、感度（光照射状態での画素の出力値）の平均値を算出する。同様に、右上画素のＮ×Ｍ個（第２画素群）にわたって、感度の平均値を算出する。同様に、左下画素のＮ×Ｍ個（第３画素群）にわたって、感度の平均値を算出する。同様に、右下画素のＮ×Ｍ個（第４画素群）にわたって、感度の平均値を算出する。即ち、４つの画素群のそれぞれで、感度の平均値を算出する。
【００５５】
黒レベル（遮光状態での画素の出力値）についても、感度と同様に、４つの画素群のそれぞれで、黒レベルの平均値を算出する。
【００５６】
以上のように、本発明では、各基本配列パターンＢＰ内に、共有構造パターンＣＰに対応した同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンＧＰが少なくともひとつ存在しているので、基本配列パターンＢＰのうちで同色正方配列パターンＧＰのみに対応した２×２の４組の画素群に分けて、感度差を精度よく検出及び補正することができる。即ち、アンプ６６の共有構造に起因した感度差を、容易、且つ、精度良く、検出及び補正することができる。
【００５７】
［感度差の検出及び補正の基本的な具体例］
次に、共有構造に起因した感度差の検出及び補正の基本的な例について、説明する。
【００５８】
図６に示した撮像素子１２の実効画素領域７０において、水平方向をｘ、垂直方向をｙとして、左上を原点（０，０）とする。また、基本配列パターンＢＰ（Ｉ×Ｊ個のカラーフィルタからなる）の水平方向ｘにおける繰り返し数をＭ、垂直方向ｙにおける繰り返し数をＮとし、Ｍ×Ｎ個の基本配列パターンＢＰのうちの各基本配列パターンＢＰを示す指標をｍ、ｎ（ｍは０からＭ−１までの整数、ｎは０からＮ−１までの整数）とする。また、基本配列パターンＢＰの左上座標（Ｉ×ｍ，Ｉ×ｎ）を基準とした同色正方配列パターンＧＰの左上画素（基準画素）の相対座標を（ａ，ｂ）とする。そうすると、各基本配列パターンＢＰ内の同色正方配列パターンＧＰに対応したアンプ共有の同色２×２画素における第ｋ画素（ｋは１から４までの整数）の座標位置Ｃ［ｋ］は、次式で表される。
【００５９】
第１画素（左上画素）の座標Ｃ［１］＝（Ｉ×ｍ＋ａ、Ｊ×ｎ＋ｂ）
第２画素（右上画素）の座標Ｃ［２］＝（Ｉ×ｍ＋ａ＋１，Ｊ×ｎ＋ｂ）
第３画素（左下画素）の座標Ｃ［３］＝（Ｉ×ｍ＋ａ，Ｊ×ｎ＋ｂ＋１）
第４画素（右下画素）の座標Ｃ［４］＝（Ｉ×ｍ＋ａ＋１，Ｊ×ｎ＋ｂ＋１）
図４の基本配列パターンＢＰでは、Ｉ＝Ｊ＝６、ａ＝ｂ＝２であるから、第ｋ画素の座標位置Ｃ［ｋ］は、実際には次式となる。
【００６０】
第１画素（左上画素）の座標Ｃ［１］＝（６×ｍ＋２，６×ｎ＋２）
第２画素（右上画素）の座標Ｃ［２］＝（６×ｍ＋３，６×ｎ＋２）
第３画素（左下画素）の座標Ｃ［３］＝（６×ｍ＋２，６×ｎ＋３）
第４画素（右下画素）の座標Ｃ［４］＝（６×ｍ＋３，６×ｎ＋３）
次に、特性情報検出部４２による感度検出の一例を説明する。
【００６１】
撮像素子１２の少なくとも実効画素領域７０に均一な光を照射した状態（光照射状態）における第ｋ画素の出力値をＤａｔａ（Ｃ［ｋ］）とする。
【００６２】
特性情報検出部４２は、光照射状態で、Ｍ×Ｎの基本配列パターンＢＰのうちで少なくとも二つ以上の基本配列パターンの各々にて、第１画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［１］）、第２画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［２］）、第３画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［３］）、及び第４画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［４］）を画像メモリ２０から取得し、前記二つ以上の基本配列パターンＢＰにわたる各第ｋ画素群の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［ｋ］）の平均値Ｓ［ｋ］を感度として算出する。
【００６３】
例えばＭ×Ｎ個の基本配列パターンＢＰで平均した場合の感度Ｓ［ｋ］は次の通り。
【００６４】
第１画素群の感度Ｓ［１］＝ΣＤａｔａ（６×ｍ＋２，６×ｎ＋２）／（Ｍ×Ｎ）
第２画素群の感度Ｓ［２］＝ΣＤａｔａ（６×ｍ＋３，６×ｎ＋２）／（Ｍ×Ｎ）
第３画素群の感度Ｓ［３］＝ΣＤａｔａ（６×ｍ＋２，６×ｎ＋３）／（Ｍ×Ｎ）
第４画素群の感度Ｓ［４］＝ΣＤａｔａ（６×ｍ＋３，６×ｎ＋３）／（Ｍ×Ｎ）
ここで、Σは、ｍを０からＭ−１まで、ｎを０からＮ−１まで、それぞれ変化させて、出力値Ｄａｔａ（ｘ，ｙ）を積算することを示す。尚、Ｍ×Ｎ個で出力値を平均した場合を例に説明したが、Ｍ×Ｎ個の全ての出力値を平均しなくてもよい。
【００６５】
このようにして、特性情報検出部４２は、前記撮像素子の複数の画素に光が照射された光照射状態で、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の各画素の出力値の平均値を感度として検出する。
【００６６】
また、特性情報検出部４２は、感度Ｓ［１］〜Ｓ［４］のうちから最大値Ｓｍａｘを抽出し、共有構造パターンＣＰを構成している２×２画素の各々の出力値Ｄａｔａ(ＣＣ［ｋ］)に対応する補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］＝Ｓｍａｘ／Ｓ［ｋ］を算出する。補正ゲインはＧａｉｎ［ｋ］は、次式の通り。
【００６７】
第１画素の補正ゲインＧａｉｎ［１］＝Ｓｍａｘ／Ｓ［１］
第２画素の補正ゲインＧａｉｎ［２］＝Ｓｍａｘ／Ｓ［２］
第３画素の補正ゲインＧａｉｎ［３］＝Ｓｍａｘ／Ｓ［３］
第４画素の補正ゲインＧａｉｎ［４］＝Ｓｍａｘ／Ｓ［４］
尚、図６の撮像素子１２の実効画素領域７０における共有構造パターンＣＰの水平方向ｘにおける繰り返し数をＧ、垂直方向ｙにおける繰り返し数をＨとし、共有構造パターンＣＰのＧ×Ｈ個のうちの各共有構造パターンＣＰを示す指標をｇ、ｈ（ｇは０からＧ−１までの整数、ｈは０からＨ−１までの整数）とする。各共有構造パターンＣＰを構成している２×２画素における第ｋ画素（ｋは１から４までの整数）の座標ＣＣ［ｋ］は、次式の通りである。
【００６８】
第１画素（左上画素）の座標ＣＣ［１］＝（２×ｇ，２×ｈ）
第２画素（右上画素）の座標ＣＣ［２］＝（２×ｇ＋１，２×ｈ）
第３画素（左下画素）の座標ＣＣ［３］＝（２×ｇ，２×ｈ＋１）
第４画素（右下画素）の座標ＣＣ［４］＝（２×ｇ＋１，２×ｈ＋１）
このようにして、特性情報検出部４２は、均一光照射時の基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの出力値に基づいて、撮影時の実効画素領域７０の全域における各画素の出力値Ｄａｔａ（ｘ，ｙ）を補正するための補正ゲインＧａｉｎ［１］〜［４］を算出する。
【００６９】
次に、特性情報検出部４２による黒レベル検出の一例を説明する。
【００７０】
図６に示す実効画素領域７０において、共有構造パターンＣＰの水平方向ｘにおける繰り返し数をＧ、垂直方向ｙにおける繰り返し数をＨとし、共有構造パターンＣＰのＧ×Ｈ個のうちの各共有構造パターンを示す指標をｇ、ｈ（ｇは０からＧ−１までの整数、ｈは０からＨ−１までの整数）とし、撮像素子１２を遮光状態にしたときの各共有構造パターンＣＰにおける第ｋ画素の出力値をＢＤａｔａ（ＣＣ［ｋ］）とする。
【００７１】
特性情報検出部４２は、撮像素子１２の少なくとも実効画素領域７０が遮光された遮光状態で、Ｇ×Ｈ個の共有構造パターンＣＰのうちで二つ以上の共有構造パターンＣＰの各々にて、第１画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［１］）、第２画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［２］）、第３画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［３］）、及び第４画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［４］）を取得し、前記二つ以上の共有構造パターンＣＰにわたる各第ｋ画素群の出力値の平均値Ｂ［ｋ］を算出する。例えばＧ×Ｈ個の共有構造パターンＣＰで平均した場合の平均値Ｂ［ｋ］は次の通り。
【００７２】
第１画素群の平均値Ｂ［１］＝ΣＫ（２×ｇ＋２，２×ｈ＋２）／（Ｇ×Ｈ）
第２画素群の平均値Ｂ［２］＝ΣＫ（２×ｇ＋３，２×ｈ＋２）／（Ｇ×Ｈ）
第３画素群の平均値Ｂ［３］＝ΣＫ（２×ｇ＋２，２×ｈ＋３）／（Ｇ×Ｈ）
第４画素群の平均値Ｂ［４］＝ΣＫ（２×ｇ＋３，２×ｈ＋３）／（Ｇ×Ｈ）
ここで、Σは、ｇを０からＧ−１まで、ｈを０からＨ−１まで、それぞれ変化させて、出力値ＢＤａｔａ（ｘ，ｙ）を積算することを示す。尚、Ｇ×Ｈ個で黒レベルを平均した場合を例に説明したが、Ｇ×Ｈ個の全ての黒レベルを平均しなくてもよい。
【００７３】
このようにして、特性情報検出部４２は、撮像素子１２の少なくとも実効画素領域７０が遮光された遮光状態で、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで共有構造パターンＣＰを構成している２×２画素の各画素の出力値の平均値を黒レベルとして検出する。
【００７４】
次に、制御部５０及びデジタル信号処理部２２による感度差補正の一例を説明する。
【００７５】
制御部５０は、デジタル信号処理部２２に、Ｄａｔａ’（ＣＣ［ｋ］）＝Ｄａｔａ（ＣＣ［ｋ］）−Ｂ［ｋ］×Ｇａｉｎ［ｋ］を演算させる。
【００７６】
ここで、ｋは１〜４の整数であり、Ｄａｔａ（ＣＣ［ｋ］）は実効画素領域７０における各共有構造パターンＣＰ内の第ｋ画素の補正前の出力値であり、Ｄａｔａ’（ＣＣ［ｋ］）は実効画素領域７０における各共有構造パターンＣＰ内の第ｋ画素の補正後の出力値である。
【００７７】
このように制御部５０は、デジタル信号処理部２２に、同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの特性情報を用いて、実効画素領域７０の全域における基本配列パターンＢＰごとに各基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正させる。
【００７８】
［予め特性情報を記憶しておく場合の感度差補正処理例］
図７は、感度差補正処理の実施例の流れを示す概略フローチャートである。本処理は、図１の制御部５０の制御によってプログラムに従って実行される。
【００７９】
尚、撮像素子１２の同色正方配列パターンＧＰに対応した同色２×２画素のみの感度差を示す特性情報（補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］及び黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］）は、予め特性情報記憶部４０に記憶されているものとする。
【００８０】
ステップＳ２〜Ｓ６の感度差補正処理は、いずれのときに行ってもよい。例えば、指示入力部２９に撮影指示が入力されたときの撮影処理内で行ってもよいし、記録メディア２７に記憶された撮像画像を読み出して行ってもよい。
【００８１】
まず、特性情報記憶部４０から黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］を取得する（ステップＳ２）。ここで、ｋは１〜４の整数である。即ち、Ｂ［ｋ］は、同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の黒レベルを示す数値であり、本例では複数の基本配列パターンＢＰにわたる黒レベルの平均値（第ｋ画素群の黒レベルの平均値）である。
【００８２】
次に、特性情報記憶部４０から補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］を取得する（ステップＳ４）。ここで、ｋは１〜４の整数である。即ち、Ｇａｉｎ［ｋ］は、同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の画素間の感度差を示す数値であるとともに、撮像素子１２の実効画素領域の全域における各基本配列パターンＢＰ内の各共有構造パターンＣＰの画素間の感度差を補正するための補正係数である。
【００８３】
次に、補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］及び黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］を用いて、撮像素子１２の実効画素領域の全域における各画素の出力値Ｄａｔａ（ｘ，ｙ）を補正する。ここで、ｋは１〜４の整数であり、（ｘ、ｙ）は図６に示した撮像素子１２の実効画素領域の全域における画素のｘｙ座標である。
【００８４】
このように本実施例では、予め補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］及び黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］を測定及び記憶しておくことで、感度差補正時における処理時間を短縮できるとともに、感度差補正処理を簡素化できる。さらに、予め好ましい測定環境で正確に測定しておくことが可能なので補正精度を高めることができる。
【００８５】
［特性検出処理の第１実施例］
図８は、特性検出処理の第１実施例の流れを示す概略フローチャートである。本処理は、図１の制御部５０の制御によってプログラムに従って実行される。
【００８６】
撮像装置１００の電源がオンされたか否かの判定を行い（ステップＳ１２）、電源がオンされたときには、特性検出処理（ステップＳ１４〜２２）を実行する。
【００８７】
尚、メカシャッタ１４は既に閉じられており、撮像素子１２は遮光状態であるものとする。
【００８８】
メカシャッタ１４を閉じて撮像素子１２を遮光状態にし、撮像（遮光撮影）を行い（ステップＳ１４）、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの各画素の出力値を黒レベルとして検出し、複数の基本配列パターンＢＰにわたる黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］算出して、特性情報記憶部４０に記憶させる（ステップＳ１６）。
【００８９】
メカシャッタ１４を開いて撮像素子１２を光照射状態にし（ステップＳ１８）、且つ撮影レンズ１０をデフォーカス状態にして撮像（デフォーカス露光撮影）を行い（ステップＳ２０）、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの各画素の出力値を検出し、補正ゲインＧ［ｋ］を算出して特性情報記憶部４０に記憶させる（ステップＳ２２）。
【００９０】
尚、指示入力部２９に撮影指示が入力されたときには、図７を用いて説明したように、特性情報記憶部４０に記憶されている情報（Ｂ［ｋ］及びＧａｉｎ［ｋ］）を用いて、基本配列パターンＢＰごとに基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する。
【００９１】
このように特性検出処理の第１実施例では、撮像装置１００の電源オンごとに、補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］及び黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］を測定して記憶して事で、特性の経時変化や撮影環境（温度や撮影時のレンズ）に合致した情報を得ることができる。
【００９２】
［特性検出処理の第２実施例］
図９は、特性検出処理の第２実施例の流れを示す概略フローチャートである。本処理は、図１の制御部５０の制御によってプログラムに従って実行される。
【００９３】
電源オフスイッチＯＮか否かの判定、即ち撮像装置１００の指示入力部２９に電源オフ指示が入力されたか否かの判定を行い（ステップＳ４２）。電源オフ指示が入力されたときには、特性検出処理（ステップＳ１４〜５４）を実行する。
【００９４】
尚、メカシャッタ１４は既に開かれており、撮像素子１２は光照射状態であるものとする。
【００９５】
撮影レンズ１０をデフォーカス状態にして撮像（デフォーカス露光撮影）を行い（ステップＳ４４）、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの各画素の出力値を検出し、補正ゲインＧ［ｋ］を算出して特性情報記憶部４０に記憶させる（ステップＳ４６）。
【００９６】
メカシャッタ１４を閉じて撮像素子１２を遮光状態にし（ステップＳ４８）、撮像（遮光撮影）を行い（ステップＳ５０）、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの各画素の出力値を黒レベルとして検出し、複数の基本配列パターンＢＰにわたる黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］算出して、特性情報記憶部４０に記憶させる（ステップＳ５２）。その後、撮像装置１００の電源をオフする（ステップＳ５４）。
【００９７】
このように特性検出処理の第２実施例では、撮像装置１００の電源オフ時に、黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］及び補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］を検出して記憶デバイスに記憶させる。
【００９８】
その後、撮像装置１００の電源がオンされて指示入力部２９に撮影指示が入力されたときには、図７を用いて説明したように、特性情報記憶部４０に記憶されている情報（Ｂ［ｋ］及びＧａｉｎ［ｋ］）を用いて、基本配列パターンＢＰごとに基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する。
【００９９】
特性検出処理の第２実施例では、撮像装置１００の電源オフごとに、補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］及び黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］を測定しておくので、第１実施例のように電源オンごとに測定する場合と比較して、電源オンから撮影可能となるまでの時間の増加を無くすことができる。
【０１００】
［通常撮影時に特性検出処理及び感度差補正処理を行う実施例］
図１０は、通常撮影時に特性検出処理及び感度差補正処理を行う実施例の流れを示す概略フローチャートである。本処理は、図１の制御部５０の制御によってプログラムに従って実行される。
【０１０１】
尚、撮像装置１００は既に電源オンされており、且つ、メカシャッタ１４は既に閉じられている（撮像素子１２は遮光状態である）ものとする。
【０１０２】
撮影ボタンが入力されたか否かの判定、即ち撮影指示が入力されたか否かの判定を行い（ステップＳ６２）、撮影指示が入力されたときには、特性検出処理（ステップＳ６４〜６８）を実行する。
【０１０３】
撮影レンズが被写体にフォーカスした状態の撮像（フォーカス露光撮影）を行い（ステップＳ６４）、基本配列パターンＢＰに対応したＩ×Ｊ画素のうちで同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素のみの各画素の出力値を検出し、補正ゲインＧ［ｋ］を算出して特性情報記憶部４０に記憶させる（ステップＳ６６）。
【０１０４】
黒レベルの平均値Ｂ［ｋ］は特性情報記憶部４０から取得する（ステップＳ６８）。
【０１０５】
出力値Ｄａｔａ（ｘ、ｙ）を補正する（ステップＳ７０）。
【０１０６】
尚、図１０を用いて撮影指示が入力されたときに特性検出処理を行う例を説明したが、撮影指示に限らず、ユーザからの指示に応じて、特性検出を行うようにしてもよい。
【０１０７】
［特性情報の検出領域］
次に、特性情報の検出領域について説明する。
【０１０８】
まず、画面全体の平均値を用いて補正ゲインを算出する場合について、説明する。
【０１０９】
特性情報検出部４２は、同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、アンプ６６に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して、補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］を算出する際に、図１１に示すように撮像素子１２の実効画素領域７０の全体にわたって、画素の出力値を平均する。つまり、光照射状態での第ｋ画素の出力値を実効画素領域７０の全体にわたって平均することで感度Ｓ［ｋ］を算出し、その感度Ｓ［ｋ］を用いて補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］（＝Ｓｍａｘ／Ｓ［ｋ］）を算出する。
【０１１０】
次に、画面全体を複数のエリアに分割し、エリアごとに補正ゲインを算出する場合について、説明する。
【０１１１】
特性情報検出部４２は、同色正方配列パターンＧＰに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、アンプ６６に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］を算出する際に、図１２に示すように撮像素子１２の実効画素領域７０を複数の分割エリアに分割し、分割エリアごとに、各画素（第ｋ画素）の出力値を平均する。つまり、光照射状態での第ｋ画素の出力値を分割エリアごとに平均することで感度Ｓ［ｋ］を算出し、その感度Ｓ［ｋ］を用いて補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］（＝Ｓｍａｘ／Ｓ［ｋ］）を算出する。
【０１１２】
本例では、分割エリアごとに画素の出力値を平均して、感度差補正のための補正ゲインを求めるため、シェーディングに対応することができる。
【０１１３】
［カラーフィルタ配列の各種の実施例］
以下では、カラーフィルタ配列の各種の実施例を詳細に説明する。
【０１１４】
（カラーフィルタ配列の第１実施例）
第１実施例のカラーフィルタ配列を図１３に示す。このカラーフィルタ配列は、図３に示したカラーフィルタ配列と同じである。ただし、図１３では、図３を用いて既に説明した第１の特徴（各色ごとの水平方向及び垂直方向の周期性）及び第２の特徴（一以上の同色正方配列パターンの存在）以外の特徴を説明するため、（ｘ、ｙ）座標を示す数字を付してある。以下では、第１〜第２の特徴を省略して、第３〜第６の特徴について説明する。
【０１１５】
第３の特徴について説明する。図１３にて、基本配列パターンＢＰでは、複数色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各色に注目したとき、各色がそれぞれ基本配列パターンＢＰ内において水平方向ｘ及び垂直方向ｙの各ラインに１つ以上配置されている。例えば、「Ｇ」のカラーフィルタ（以下では単に「Ｇ」という）が、基本配列パターンＢＰ内において、水平方向ではｘ＝０〜５の各ラインに１個以上、垂直方向ｙではｙ＝０〜５の各ラインに１個以上、それぞれ配置されている。同様に、「Ｒ」のカラーフィルタ（以下では単に「Ｒ」という）が、基本配列パターンＢＰ内において、水平方向ｘではｘ＝０〜５の各ラインに１個以上、垂直方向ｙではｙ＝０〜５の各ラインに１個以上、配置されている。同様に、「Ｂ」のカラーフィルタ（以下では単に「Ｂ」という）が、基本配列パターンＢＰ内において、水平方向ｘではｘ＝０〜５の各ラインに１個以上、垂直方向ｙではｙ＝０〜５の各ラインに１個以上、配置されている。このような特徴により、色モワレ（偽色）の発生を抑制することができる。
【０１１６】
第４の特徴について説明する。図１３にて、複数のカラーフィルタでは、水平方向ｘ及び垂直方向ｙのそれぞれにおいて、複数色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各色に注目したとき、同一ライン上に同色のカラーフィルタが２種類以上の配置間隔で配置されているラインが存在する。例えば、ｙ＝０の水平ライン（図中で最も上の水平ライン）で「Ｇ」に注目したとき、座標（０，０）の「Ｇ」と座標（２、０）の「Ｇ」との間隔は２画素分、座標（２，０）の「Ｇ」と座標（３，０）の「Ｇ」との間隔は１画素分である。ｙ＝２、３、５の水平ラインも同様である。ｙ＝１の水平ライン（図中で上から２番目の水平ライン）で「Ｂ」に注目したとき、座標（０，１）の「Ｂ」と座標（２，１）の「Ｂ」との間隔は２画素分、座標（２，１）の「Ｂ」と座標（６，１）の「Ｂ」との間隔は４画素分である。同じｙ＝１の水平ラインで「Ｒ」に注目したとき、座標（３，１）の「Ｒ」と座標（５，１）の「Ｒ」との間隔は２画素分、座標（５，１）の「Ｒ」と座標（９，１）の「Ｒ」との間隔は４画素分である。ｙ＝４の水平ラインも同様である。また、垂直方向のラインを各色ごとに見たときも同様である。このようなラインは、水平方向ｘ及び垂直方向ｙのそれぞれにおいて、少なくとも基本配列パターンＢＰの繰り返し周期（水平方向ｘで６、垂直方向で６）以下の間隔で存在する。このような特徴により、周期的なパターンの幾何学的なノイズの発生が抑制される。
【０１１７】
第５の特徴について説明する。輝度系画素に対応するＧフィルタは、基本配列パターンＰ内において、水平方向、垂直方向、斜め方向（ＮＥ，ＮＷ）の各方向に２以上隣接する部分が含まれるように配置されている。
【０１１８】
輝度系画素に対応するＧフィルタが、カラーフィルタ配列の水平、垂直、及び斜め（ＮＥ，ＮＷ）方向の各ライン内に配置されるため、高周波となる方向によらず高周波領域での同時化処理の再現精度を向上させることができる。
【０１１９】
第６の特徴について説明する。図１３にて、同色正方配列パターンＧＰを構成している各カラーフィルタ６４を第ｋの同色フィルタ（ｋはアンプ６６に対する位置を示す１から４の整数）としたとき、第１の同色フィルタ（アンプ６６に対して左上の「Ｇ」）に隣接する複数のカラーフィルタ（０時の方向から時計回りにＢＲＧＧＧＢＲＧ）と、第２の同色フィルタ（アンプ６６に対して右上の「Ｇ」）に隣接する複数のカラーフィルタ（３時の方向から時計回りにＢＲＧＧＧＢＲＧ）と、第３の同色フィルタ（アンプ６６に対して左下の「Ｇ」）に隣接する複数のカラーフィルタ（６時の方向から時計回りにＢＲＧＧＧＢＲＧ）と、第４の同色フィルタ（アンプ６６に対して右下の「Ｇ」）に隣接する複数のカラーフィルタ（９時の方向から時計回りにＢＲＧＧＧＢＲＧ）とで、色の組み合わせ（ＲＧＢ）及び各色ごとの数（Ｒ２個、Ｇ４個、Ｂ２個）が同一である。本例において、同一の同色正方配列パターン内では、いずれの同色フィルタに注目しても、隣接するカラーフィルタが時計回りにＢＲＧＧＧＢＲＧという順序で配列されている。つまり、いずれの同色フィルタも、同様な色配列で隣接するカラーフィルタに囲まれている。
【０１２０】
図１４は、図１３に示した基本配列パターンＢＰを、３×３画素に４分割した状態に関して示している。図１４に示すように基本配列パターンＢＰでは、実線の枠で囲んだ３×３画素のＡ配列と、破線の枠で囲んだ３×３画素のＢ配列とが、水平、垂直方向に交互に並べられた配列となっていると捉えることもできる。Ａ配列及びＢ配列では、それぞれ輝度系画素であるＧフィルタが４隅と中央に配置され、両対角線上に配置されている。また、Ａ配列では、中央のＧフィルタを挟んでＢフィルタが水平方向に配列され、Ｒフィルタが垂直方向に配列され、一方、Ｂ配列では、中央のＧフィルタを挟んでＲフィルタが水平方向に配列され、Ｂフィルタが垂直方向に配列されている。即ち、Ａ配列とＢ配列とは、ＲフィルタとＢフィルタとの位置関係が逆転しているが、その他の配置は同様になっている。
【０１２１】
また、図１３に示した基本配列パターンＢＰは、その基本配列パターンの中心（４つのＧフィルタの中心）に対して点対称になっている。また、図１４に示すように、基本配列パターン内のＡ配列及びＢ配列も、それぞれ中心のＧフィルタに対して点対称になっており、かつ上下左右が対称（線対称）になっている。さらに、図１３に示すように、撮像素子１２のカラーフィルタ配列では、Ｇフィルタが、カラーフィルタ配列の斜め方向（ＮＥ、ＮＷ）の各ライン内に配置されており、高周波領域での同時化処理の再現精度をより向上させることができるという特徴を有している。
【０１２２】
（カラーフィルタ配列の第２実施例）
図１５は、撮像素子のカラーフィルタ配列の第２実施例を示す。
【０１２３】
図１５に示すように、このカラーフィルタ配列は、７×７画素に対応する正方配列パターンからなる基本配列パターンＢＰ（太枠で示したパターン）を含み、この基本配列パターンＢＰが水平方向及び垂直方向に繰り返し配置されている。即ち、このカラーフィルタ配列は、図１３に示した第１実施例のカラーフィルタ配列と同様、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のフィルタ（Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、Ｂフィルタ）が所定の周期性をもって配列されている（第１の特徴）。
【０１２４】
また、基本配列パターンＢＰ内は、アンプ共有構造の２×２画素に水平方向ｘ及び垂直方向ｙの両方で位置が一致する２×２個のカラーフィルタ（同色正方配列パターンＧＰのカラーフィルタ）を含んでいる（第２の特徴）。
【０１２５】
ただし、本実施例の基本配列パターンＢＰは、水平方向ｘ及び垂直方向ｙにそれぞれ奇数個のカラーフィルタを配置したものである。よって、図１６に示すように、同色Ｇの２×２パターンは、互いに水平方向ｘ及び垂直方向ｙのそれぞれに奇数画素（本例では１画素）分だけ位置をずらして配置されている。
【０１２６】
図１７のように、水平方向ｘ及び垂直方向ｙの両方方向で同色の２×２パターン内の４画素をずらして配置してもよい。即ち、同色の２×２パターン内の４画素が（２ｎ，２ｍ），（２ｎ＋１，２ｍ），（２ｎ，２ｍ＋１），（２ｎ＋１，１ｍ＋１）の４種類の位置に来るようにすればよい。言い換えると、２×２の４つの同色カラーフィルタが、アンプ６６に対して異なる４つの位置に来ればよい。
【０１２７】
このように複数の同色正方配列パターンＧＰが互いに奇数画素分だけずらして配置されているため、各基本配列パターンＢＰ内に、アンプ６６を共有した共有構造パターン（図２のＣＰ）に整合する同色正方配列パターンＧＰが必ず一つ以上存在するようにすることができる。この同色正方配列パターンＧＰの各画素の出力値を測定することで、アンプ６６に対する画素の位置に起因した特性のばらつきを適切に測定及び補正することができる。
【０１２８】
（その他）
上記実施例では、ＲＧＢの３原色のカラーフィルタを有する撮像素子について説明したが、本発明は、これに限らず、図に示すように、ＲＧＢの３原色＋他の色（例えば、エメラルド（Ｅ））の４色のカラーフィルタを有する撮像素子にも適用できる。
【０１２９】
また、本発明は、原色ＲＧＢの補色であるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）に、Ｇを加えた４色の補色系のカラーフィルタを有する撮像素子にも適用できる。
【０１３０】
以上、複数の画素でアンプ（増幅素子）のみを共有した場合を例に説明したが、感度差の原因となる共有構造であれば、他の回路素子の場合でも、本発明を適用できることは、言うまでもない。そのような場合の感度補正も本発明に含まれる。
【０１３１】
また、基本配列パターンＢＰが６×６フィルタ、７×７フィルタの場合のみを図示したが、他のフィルタ数（８×８、９×９、・・・）であってもよいことは、言うまでもない。ただし、同時化処理（デモザイク処理）、動画撮影時の間引き処理等の画像処理の容易さを考えると、Ｉ及びＪは１０以下であることが望ましい。
【０１３２】
本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
【０１３３】
本明細書は、以下の発明を開示している。
【０１３４】
発明１：水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、前記撮像素子の複数の画素間の感度差を補正するための情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されている情報を用いて前記撮像素子の前記複数の画素間の感度差を補正する感度差補正手段とを備えた撮像装置であって、前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、前記記憶手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の感度に関する情報であって前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から求められた感度に関する情報を記憶し、前記感度差補正手段は、前記記憶手段に記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報を用いて、前記撮像素子の撮像画像に対応した全体の画素の感度差を補正する撮像装置。
【０１３５】
発明２：前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から前記感度に関する情報を検出する検出手段を備え、前記記憶手段は、前記検出手段によって検出された前記感度に関する情報を記憶する発明１に記載の撮像装置。
【０１３６】
発明３：前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素における第ｋ画素（ｋは前記特定の回路素子に対する位置を示す１から４までの整数）の前記撮像素子における座標位置をＣ［ｋ］としたとき、前記検出手段は、前記撮像素子の前記複数の画素に光が照射された光照射状態で、二つ以上の前記基本配列パターンの各々にて、第１画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［１］）、第２画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［２］）、第３画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［３］）、及び第４画素の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［４］）を取得して、前記二つ以上の基本配列パターンにわたり各第ｋ画素群の出力値Ｄａｔａ（Ｃ［ｋ］）の平均値Ｓ［ｋ］を感度として算出し、さらに、第１画素群の出力値の平均値Ｓ［１］、第２画素群の出力値の平均値Ｓ［２］、第３画素群の出力値の平均値Ｓ［３］及び第４画素群の出力値の平均値Ｓ［４］の比を示す情報を前記感度に関する情報として算出する発明２に記載の撮像装置。
【０１３７】
発明４：前記検出手段は、前記出力値の平均値Ｓ［ｋ］（ｋは１から４までの整数）のうちから最大値Ｓｍａｘを抽出し、補正ゲインＧａｉｎ［ｋ］＝Ｓｍａｘ／Ｓ［ｋ］を前記感度に関する情報として算出する発明３に記載の撮像装置。
【０１３８】
発明５：前記共有構造パターンの２×２画素における第ｋ画素（ｋは前記特定の回路素子に対する位置を示す１から４までの整数）の前記撮像素子における座標位置をＣＣ［ｋ］としたとき、前記検出手段は、前記撮像素子の前記複数の画素が遮光された遮光状態で、二つ以上の前記共有構造パターンの各々にて、第１画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［１］）、第２画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［２］）、第３画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［３］）、及び第４画素の出力値ＢＤａｔａ（ＣＣ［４］）を取得して、前記二つ以上の共有構造パターンにわたる各第ｋ画素群の出力値ＢＤａｔａ［ｋ］の平均値Ｂ［ｋ］を算出し、前記記憶手段は、前記検出手段によって得られた平均値Ｂ［ｋ］を黒レベルとして記憶する発明２に記載の撮像装置。
【０１３９】
発明６：前記各共有構造パターンの２×２画素における補正後の出力値をＤａｔａ’（ＣＣ［ｋ］）（ｋは前記特定の回路素子に対する位置を示す１から４までの整数）としたとき、前記感度差補正手段は、Ｄａｔａ’（ＣＣ［ｋ］）＝Ｄａｔａ（ＣＣ［ｋ］）−Ｂ［ｋ］×Ｇａｉｎ［ｋ］を演算する発明５に記載の撮像装置。
【０１４０】
発明７：入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、前記撮影レンズから前記撮像素子に至る被写体光の光路を開閉することで撮像素子の遮光状態と光照射状態とを切り替える開閉手段と、前記開閉手段によって前記撮像素子を遮光状態にして前記検出手段に前記撮像素子の黒レベルＢ［ｋ］を検出させるとともに、前記開閉手段によって前記撮像素子を光照射状態にして前記検出手段に前記撮像素子の感度Ｓ［ｋ］を検出させる制御手段と、を備えた発明５又は６に記載の撮像装置。
【０１４１】
発明８：前記制御手段は、撮像装置の電源オン時に、前記開閉手段が閉じられた遮光状態にて前記検出手段に黒レベルＢ［ｋ］を検出させるとともに、前記開閉手段を開くことで前記撮像素子を光照射状態に切り替え且つ前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定して、前記検出手段に感度Ｓ［ｋ］を検出させる発明７に記載の撮像装置。
【０１４２】
発明９：前記制御手段は、撮像装置の電源オフ時に、前記開閉手段が開かれた光照射状態にて前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定し前記検出手段に感度Ｓ［ｋ］を検出させるとともに、前記撮像素子を遮光状態にして前記検出手段に黒レベルＢ［ｋ］を検出させる発明７記載の撮像装置。
【０１４３】
発明１０：撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段を備え、前記検出手段は、前記撮影指示に従って前記撮像素子で撮像された撮像画像に基づいて、前記感度Ｓ［ｋ］を検出する発明２から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【０１４４】
発明１１：前記検出手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、前記特定の回路素子に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して、前記感度に関する情報を算出するものであって、前記撮像素子の撮像画像に対応した領域の全体にわたって前記画素の出力値を平均する発明２から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【０１４５】
発明１２：前記検出手段は、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素（第ｋ画素）の出力値を、前記特定の回路素子に対する位置が同じである複数の画素（第ｋ画素群）で平均して、前記感度に関する情報を算出するものであって、前記撮像素子の撮像画像に対応した領域の全体を複数の分割エリアに分割し、分割エリアごとに画素の出力値を平均する発明２から１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【０１４６】
発明１３：水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子であって、前記複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在する撮像素子。
【０１４７】
発明１４：前記同色正方配列パターンを構成している各カラーフィルタを第ｋの同色フィルタ（ｋは１から４の整数）としたとき、前記第１の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタと、前記第２の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタと、前記第３の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタと、前記第４の同色フィルタに隣接する複数のカラーフィルタとで、色の組み合わせ及び各色ごとの数が同一である発明１３に記載の撮像素子。
【０１４８】
発明１５：前記複数のカラーフィルタは、前記複数色の各色に注目したとき、それぞれ前記基本配列パターン内において水平方向及び垂直方向の各ラインに１つ以上配置されている発明１３又は１４に記載の撮像素子。
【０１４９】
発明１６：前記複数のカラーフィルタは、水平方向及び垂直方向のそれぞれにおいて、前記複数色の各色に注目したとき、同色のカラーフィルタが２種類以上の配置間隔で配列されているラインが存在する発明１３から１５のいずれか１項に記載の撮像素子。
【０１５０】
発明１７：前記複数のカラーフィルタのうちで、輝度信号を得るために寄与する特定の色のカラーフィルタは、前記基本配列パターン内において、水平方向、垂直方向、斜め方向の各方向に２以上隣接する部分が含まれるように配置されている発明１３から１５のいずれか１項に記載の撮像素子。
【０１５１】
発明１８：前記基本配列パターンは、水平方向におけるカラーフィルタの個数と垂直方向におけるカラーフィルタの個数とが同じである発明１３から１７のいずれか１項に記載の撮像素子。
【０１５２】
発明１９：前記基本配列パターン内のカラーフィルタ配列は、該基本配列パターンの中心に対して点対称に色配列されている発明１３から１８のいずれか１項に記載の撮像素子。
【０１５３】
発明２０：緑色をＧ、赤色をＲ、青色をＢとしたとき、３×３画素に対応する第１の３×３配列であって、中心と四隅にＧフィルタが配置され、中心のＧフィルタを挟んで上下にＲフィルタが配置されて左右にＢフィルタが配置された第１の３×３配列と、３×３画素に対応する第２の３×３配列であって、中心と四隅にＧフィルタが配置され、中心のＧフィルタを挟んで上下にＢフィルタが配置されて左右にＲフィルタが配置された第２の３×３配列とが、交互に水平方向及び垂直方向に配列されて構成されている発明１３から１９のいずれか１項に記載の撮像素子。
【０１５４】
発明２１：前記基本配列パターンは、水平方向におけるカラーフィルタの個数及び垂直方向におけるカラーフィルタの個数が奇数であって、同一色の２×２個のカラーフィルタからなる２×２配列パターンを複数含み、これらの２×２配列パターンは、互いに水平方向及び垂直方向のそれぞれに奇数画素分だけ位置をずらして配置されている発明１３から１９のいずれか１項に記載の撮像素子。
【０１５５】
発明２２：水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子の感度差補正方法であって、前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の感度に関する情報であって前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の出力値から求められた感度に関する情報を記憶デバイスに予め記憶させておき、前記記憶デバイスに記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報を用いて、前記撮像素子の全ての画素の前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【０１５６】
発明２３：水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、前記撮影レンズから前記撮像素子に至る被写体光の光路を開閉することで撮像素子の遮光状態と光照射状態とを切り替える開閉手段と、撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段と、情報を記憶する記憶デバイスとを備えた撮像装置における前記撮像素子の感度差補正方法であって、前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、前記撮像装置の電源オン時に、前記開閉手段が閉じられた遮光状態にて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を黒レベルとして検出するとともに、前記開閉手段によって前記撮像素子を光照射状態にし且つ前記撮影レンズをデフォーカス状態にして、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を感度として検出し、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報及び前記黒レベルを記憶デバイスに記憶させ、前記指示入力手段に撮影指示が入力されたとき、前記記憶デバイスに記憶されている情報を用いて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【０１５７】
発明２４：水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、前記撮影レンズから前記撮像素子に至る被写体光の光路を開閉することで撮像素子の遮光状態と光照射状態とを切り替える開閉手段と、撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段と、情報を記憶する記憶デバイスとを備えた撮像装置における前記撮像素子の感度差補正方法であって、前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、前記撮像装置の電源オフ時に、前記開閉手段が開かれた光照射状態にて前記撮影レンズをデフォーカス状態に設定し、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を感度として検出するとともに、前記開閉手段によって前記撮像素子を遮光状態にして、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を黒レベルとして検出し、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する情報及び前記黒レベルを記憶デバイスに記憶させ、前記指示入力手段に撮影指示が入力されたとき、前記記憶デバイスに記憶されている情報を用いて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【０１５８】
発明２５：水平方向及び垂直方向の二次元で配列された光電変換素子からなる複数の画素上に、複数のカラーフィルタがそれぞれ配置されている撮像素子と、入射した被写体光を被写体像として結像する撮影レンズと、撮影指示の入力を受け付ける指示入力手段と、情報を記憶する記憶デバイスとを備えた撮像装置における前記撮像素子の感度差補正方法であって、前記撮像素子の複数の画素は、２×２画素単位で特定の回路素子を共有し、前記撮像素子の複数のカラーフィルタは、３色以上の各色のカラーフィルタを混在させてＩ×Ｊ個（Ｉは水平方向の個数、Ｊは垂直方向の個数）配列した基本配列パターンを水平方向及び垂直方向に繰り返し配置したものであり、前記基本配列パターンの配置の周期（Ｉ×Ｊ）は、前記特定の回路素子及び前記２×２画素からなる共有構造パターンの配置の周期（２×２）とは異なり、前記基本配列パターン内には前記共有構造パターンの２×２画素上にそれぞれ配置された２×２個のカラーフィルタであって同一色の２×２個のカラーフィルタからなる同色正方配列パターンが少なくともひとつ存在し、前記指示入力手段に撮影指示入力が入力されて前記撮像素子によって被写体を撮影したとき、前記撮像素子によって取得された撮影画像に基づいて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素のうちで少なくとも前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の各画素の出力値を感度として検出し、前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の前記感度に関する特性情報を記憶デバイスに記憶させ、次回の撮影時には、前記記憶デバイスに記憶されている前記同色正方配列パターンに対応した２×２画素の特性情報を用いて、前記基本配列パターンに対応したＩ×Ｊ画素の画素間の感度差を補正する感度差補正方法。
【符号の説明】
【０１５９】
１０…撮影レンズ、１２…撮像素子、１３…光路、１４…メカシャッタ、２２…デジタル信号処理部（感度差補正手段）、４０…特性情報記憶部、４２…特性情報検出部、５０…制御部、６２…画素、６４…カラーフィルタ、６６…アンプ、１００…撮像装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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