(57)【要約】【課題】焦点検出精度を向上させることが可能な撮像装置およびその撮像装置の制御方法を提供すること。【解決手段】１つのマイクロレンズを通過した光束を受光する複数の光電変換素子を備える画素が複数配列されている撮像素子と、複数の画素のうち、複数の光電変換素子のうち少なくとも１つが飽和している画素に飽和情報を付加する付加手段と、複数の画素のうち、欠陥を有する画素からの信号を補正するとともに、補正の対象である欠陥画素に付加された飽和情報を除去する補正手段と、複数の画素のうち飽和情報が付加された画素を除く画素からの信号に基づいて光学系のデフォーカス量を算出する算出手段と、を有する。【選択図】図１
2019121974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのマイクロレンズを通過した光束を受光する複数の光電変換素子を備える画素が複数配列されている撮像素子と、
前記複数の画素のうち、複数の光電変換素子のうち少なくとも１つが飽和している画素に飽和情報を付加する付加手段と、
前記複数の画素のうち、欠陥を有する欠陥画素からの信号を補正するとともに、補正の対象である欠陥画素に付加された前記飽和情報を除去する補正手段と、
前記複数の画素のうち、前記飽和情報が付加された画素を除く画素からの信号に基づいて光学系のデフォーカス量を算出する算出手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像素子は、前記複数の光電変換素子のうちの１つの光電変換素子から出力された第１信号と、前記複数の光電変換素子のうちの他の１つの光電変換素子から出力された第２信号を出力し、
前記補正手段は、前記第１信号を出力する光電変換素子のうち欠陥を有する第１欠陥画素の位置情報、および前記第２信号を出力する光電変換素子のうち欠陥を有する第２欠陥画素の位置情報を取得し、前記第１欠陥画素の位置情報および前記第２欠陥画素の位置情報の両方に含まれる画素に付加された飽和情報を除去することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記第１欠陥画素の位置情報および前記第２欠陥画素の位置情報の一方にのみ含まれる画素に付加された飽和情報を除去しないことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、前記複数の光電変換素子から出力された第１信号と、前記複数の光電変換素子のいずれか１つの光電変換素子から出力された第２信号を出力し、
前記補正手段は、欠陥画素の位置情報を取得し、前記欠陥画素の位置情報に含まれる画素に付加された飽和情報を除去することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記付加手段は、前記第１信号および前記第２信号の少なくとも１つの信号の値が所定値より大きい画素に飽和情報を付加すること特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記付加手段は、前記第１信号または前記第２信号の一部を飽和情報に置き換えることで、画素に飽和情報を付加することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
１つのマイクロレンズを通過した光束を受光する複数の光電変換素子を備える画素が複数配列されている撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記複数の画素のうち、複数の光電変換素子の少なくとも１つが飽和している画素に飽和情報を付加する付加工程と、
前記複数の画素のうち、欠陥を有する欠陥画素からの信号を補正するとともに、補正の対象である欠陥画素に付加された前記飽和情報を除去する補正工程と、
前記複数の画素のうち、前記飽和情報が付加された画素を除く画素からの信号に基づいて光学系のデフォーカス量を算出する算出工程と、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つのマイクロレンズを通過した光束を受光する複数の光電変換素子を備える画素が複数配列されている撮像素子から取得される２つの瞳分割像の位相差に基づいて焦点検出を行う撮像装置およびその撮像装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つのマイクロレンズを通過した光束を受光する複数の光電変換素子を備える画素が複数配列されている撮像素子により取得される２つの瞳分割像の位相差に基づいて焦点検出を行う撮像装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、飽和に達した光電変換素子から同一マイクロレンズに対応する別の光電変換素子に電荷が漏れ込む画素構造を有し、同一マイクロレンズに対応した光電変換素子の出力を加算したときのリニアリティを良好にする光電変換装置が開示されている。また、特許文献１では、焦点検出領域に含まれる複数の焦点検出ラインの加算相関量を算出して焦点検出を行う場合、高精度な焦点検出のために、飽和信号を有する画素や、飽和信号の割合が多い飽和ラインの相関量を除外する必要があることも開示されている。
【０００４】
また、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子は、それぞれが光電変換素子を備える複数の画素が２次元的に配列された画素配列を有する。画素配列には、撮像素子全体に均一なレベルの入射光が照射された場合に、特異なレベルの電気信号しか得られない欠陥画素が含まれることが多い。欠陥画素から出力された信号をそのまま用いて画像を得た場合、その画像の画質が劣化する。このような、欠陥画素の中には通常画素に比べて大きな値を出力するものが多く、このような欠陥画素は露光を行うことですぐに飽和レベルに達してしまう。
【０００５】
特許文献２には、工場出荷時にあらかじめ不揮発性メモリに格納された撮像素子の欠陥画素のアドレス等の欠陥画素情報を参照して、欠陥画素を補正する撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−０８４７４２号公報
【特許文献２】特開２０１１−８２６３４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、特許文献１の光電変換装置において、飽和に達した光電変換素子を有する画素が欠陥画素である場合、欠陥の影響によってすぐに飽和レベルに達してしまった場合であっても、特許文献２に開示された技術を用いて欠陥画素を補正することができる。しかしながら、欠陥画素を補正しても飽和レベルに達したことを示す飽和情報は残存するため、その画素は飽和信号を有する画素とみなされてしまう。その結果、焦点検出に用いる画素またはラインが減ってしまい、焦点検出精度が低下してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、焦点検出精度を向上させることが可能な撮像装置およびその撮像装置の制御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】
【０００９】
本発明の一側面としての撮像装置は、１つのマイクロレンズを通過した光束を受光する複数の光電変換素子を備える画素が複数配列されている撮像素子と、前記複数の画素のうち、複数の光電変換素子のうち少なくとも１つが飽和している画素に飽和情報を付加する付加手段と、前記複数の画素のうち、欠陥を有する欠陥画素からの信号を補正するとともに、補正の対象である欠陥画素に付加された飽和情報を除去する補正手段と、前記複数の画素のうち前記飽和情報が付加された画素を除く画素からの信号に基づいて光学系のデフォーカス量を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、１つのマイクロレンズを通過した光束を受光する複数の光電変換素子を備える画素が複数配列されている撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、前記複数の画素のうち、複数の光電変換素子の少なくとも１つが飽和している画素に飽和情報を付加する付加工程と、前記複数の画素のうち、欠陥を有する欠陥画素からの信号を補正するとともに、補正の対象である欠陥画素に付加された前記飽和情報を除去する補正工程と、前記複数の画素のうち、前記飽和情報が付加された画素を除く画素からの信号に基づいて光学系のデフォーカス量を算出する算出工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、焦点検出精度を向上させることが可能な撮像装置およびその撮像装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】カメラシステムのブロック図である（第１の実施形態および第２の実施形態）。
【図２】撮像素子の構成図である。
【図３】光学系から射出された光束が単位画素に入射する概念図である。
【図４】光電変換ユニットの構成と各分割画素に入射する光束の様子を示した図である。
【図５】マイクロレンズに入射する光量と画素の出力値との関係図である。
【図６】画像出力波形とその相関像である。
【図７】単位画素の詳細図である。
【図８】第１の実施形態の欠陥画素補正手段の構成図である。
【図９】第１の実施形態の焦点状態検出処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態の欠陥画素補正手段の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態のカメラシステム（撮像装置）１のブロック図である。カメラシステム１は、光学ユニットおよびカメラ本体を有する。光学ユニットは、光学系１０１および光学系駆動手段１０２を有する。光学系１０１は、ズームレンズ、絞りおよびフォーカスレンズのうち少なくとも１つを有する。光学系駆動手段１０２は、ＡＦ制御手段（算出手段）１１３から出力されるフォーカス情報や、光学系駆動情報に応じて光学系１０１を制御する。なお、光学ユニットは、カメラ本体と一体的に構成されていてもよいし、カメラ本体に着脱可能に取り付けられるように構成されていてもよい。
【００１４】
撮像素子１０３は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより構成される。光学系１０１から射出された光束は、撮像素子１０３の受光面上に結像し、撮像素子１０３に複数配列された画素に設けられたフォトダイオードにより、入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、システム制御手段１１４の指令に従って撮像素子駆動手段１０４から出力される駆動パルスに応じて、信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子１０３から順次読み出される。
【００１５】
ここで、図２および図３を参照して、撮像素子１０３について説明する。図２は、撮像素子１０３の構成図である。図３は、光学系１０１から射出された光がマイクロレンズ２０１を通過して撮像素子１０３で受光される様子を光軸（Ｚ軸）に対して垂直方向（Ｙ軸方向）から観察した図である。
【００１６】
マイクロレンズアレイを形成するマイクロレンズ２０１は、単位画素２０２に対応して設けられており、画素に光を集光する。本実施形態では、単位画素２０２は、Ｘ軸方向に沿って、２つの分割画素（光電変換素子）２０１Ａ、２０１Ｂを有する。なお、単位画素の分割方向や分割数はこれに限定されない。分割画素２０１Ａ、２０１Ｂはそれぞれ、光電変換を行うフォトダイオードを有する。
【００１７】
光学系１０１の射出瞳３０１、３０２を通過した光束は、光軸（Ｚ軸）を中心として単位画素２０２に入射する。図３に示されるように、射出瞳３０１を通過した光束はマイクロレンズ２０１を通して分割画素２０１Ａで受光され、射出瞳３０２を通過した光束はマイクロレンズ２０１を通して分割画素２０１Ｂで受光される。したがって、分割画素２０１Ａ、２０１Ｂはそれぞれ、光学系１０１の異なる領域を通過した光束を受光している。
【００１８】
分割画素２０１Ａの出力信号を複数の単位画素２０２から取得し、これらの出力信号群で構成した被写体像（画像）をＡ像とする。同様に、分割画素２０１Ｂの出力信号を複数の単位画素２０２から取得し、これらの出力信号群で構成した被写体像（画像）をＢ像とする。
【００１９】
Ａ像とＢ像に対して相関演算を実施することで、像のずれ量（瞳分割位相差）が検出される。像のずれ量に対して焦点位置と光学系１０１に基づく変換係数を乗じることで、画面内の任意の被写体位置に対応した焦点位置情報を算出することができる。算出された焦点位置情報に基づいて光学系１０１を制御することで、撮像面位相差ＡＦが可能となる。
【００２０】
ここで、図４から図８を参照して、飽和の問題と相関演算について説明する。図４（ａ）は、光電変換ユニット２００の構成図である。単位画素２０２は、分割画素２０１Ａ、２０１Ｂを有する。単位画素２０２に対応して、マイクロレンズ２０１、カラーフィルタ４０２および半導体の配線層４０３が設けられている。本実施形態では、分割画素２０１Ａの出力信号を集めて構成されているＡ像と分割画素２０１Ｂの出力信号を集めて構成されているＢ像との間に視差が生じ、生じた視差は焦点検出やステレオ画像の取得などに利用される。
【００２１】
図５は、マイクロレンズ２０１に入射する光量と画素の出力値との関係図である。横軸はマイクロレンズ２０１に入射する光量、縦軸は画素から出力される画素値（出力値）である。出力特性５０１は、画素（フォトダイオード）を分割しない場合の出力特性であり、飽和レベルに達するまでリニアリティが保たれている。仮に、マイクロレンズ２０１への入射光が分割画素に均等に照射された場合、分割画素を加算することで出力特性５０１と同様の特性が得られる。しかしながら、合焦状態で像高中心の画素に入射する場合を除き、分割画素への入射光は均等にならない。
【００２２】
図４（ｂ）は、不均衡な入射光の説明図であり、像高の高い領域における画素、すなわち画面の周辺画素に光が照射されている様子を示している。画面の周辺画素には光は斜めから入射するため、分割画素２０１Ｂの大部分に光が照射されない状態となり、光の大部分が分割画素２０１Ａに照射する。このため、図４（ｂ）に示される状態では、分割画素２０１Ａの出力値が先に飽和に達する。
【００２３】
図５（ａ）において、出力特性５０３、５０４はそれぞれ、分割画素２０１Ａ、２０１Ｂの出力特性である。出力特性５０２は、分割画素２０１Ａ、２０１Ｂを加算して取得される画素（加算画素）の出力特性である。図４（ｂ）の状態では、分割画素２０１Ａの出力値は分割画素２０１Ｂの出力値よりも先に飽和レベルに達するため、出力特性５０２には画素出力の飽和による影響が早期に出てしまう。そこで、このような画素出力の飽和による影響を低減するため、図５（ｂ）のような出力特性となることが好ましい。本実施形態では、単位画素に含まれる分割画素間に配置された半導体の不純物濃度が、異なる単位画素に含まれる分割画素間に配置された半導体の不純物濃度より低い画素構造を採用している。具体的には、図４（ｂ）の状態において、分割画素２０１Ａの出力値が飽和レベルに達した場合、分割画素２０１Ａで発生した電荷が分割画素２０１Ｂに漏れ込むように構成されている。このような構成により、分割画素２０１Ａ、２０１Ｂの出力値を加算することで、出力特性５０１が得られる。このとき、分割画素２０１Ｂの出力特性は、図５（ｂ）の出力特性５０５のようになる。出力特性５０３が飽和レベルに達した後、出力特性５０５の傾きは出力特性５０４に比べて急になっている。さらに、デフォーカス量に応じてＡ像とＢ像との間に視差が生じるため、Ａ像およびＢ像はボケた画像ではレベルが大きく異なるが、飽和レベルに達した画素から電荷が漏れ込む構成により、ハイライト部分では共に飽和する。
【００２４】
図６（ａ）は、デフォーカスしたＡ像およびＢ像の一部が飽和を起こしている例を示している。デフォーカス量は、Ａ像とＢ像の像ずれ量に基線長で決まる定数を掛けることで算出される。波形６０１はＢ像の波形、波形６０２はＡ像の波形である。Ａ像とＢ像は像ずれを起こしているため、デフォーカス量は算出可能であるはずが、飽和を起こしている部分においては像がずれていない。その影響度が大きいために、Ａ像とＢ像が像ずれしていない位置で最も一致度が高くなってしまう。すなわち、相関演算の結果、像ずれしていないと判断されるため、合焦状態であると誤判断されてしまう。
【００２５】
図６（ｂ）は、Ａ像とＢ像を相関演算して得られる相関像を示している。相関像とは、Ａ像とＢ像を少しずつずらして、ずれ量に応じて得られる相関量を像としたものである。相関量として、ＳＡＤと呼ばれる差の絶対値の総和やＳＳＤと呼ばれる差の絶対値の二乗の総和などが一般的に使用される。図６（ｂ）に示されるように、ずれ量０で相関量が最も小さくなっている。相関量の最も小さくなっている場所は相関の高い場所であり、図６（ｂ）ではずれ量０の部分の像の一致度が最も高い。このように、飽和による電荷漏れが発生すると、実際のデフォーカス量とは無関係にデフォーカス量０に引っ張られてしまうという現象が発生する。
【００２６】
そこで、本実施形態では、後述するように、位相差検出手段１１２を用いて、飽和画素カウント手段１１１から出力される飽和カウント情報に基づいて、出力画像が飽和画素を多く含んでいるかどうかを判定する。飽和画素が多く含むラインを用いて算出される位相差情報の信頼性は低く、合焦状態を誤判断する可能性が高くなるため、本実施形態では飽和画素を多く含むラインを加算相関量の算出時に除外する。
【００２７】
飽和画素検出手段（付加手段）１０５は、撮像素子１０３から出力される複数の画像信号に基づいて飽和画素を検出する。撮像素子１０３から出力された直後の処理前の画像信号に基づいて飽和画素の検出を行うことで、飽和画素情報の精度を向上させ、相関演算の信頼判定を正確に行うことができる。本実施形態では、飽和画素検出手段１０５は、画素値がシステム制御手段１１４によりＩＳＯ感度や絞り等の撮影条件に応じて設定される所定値より大きいかどうかを判定することで、飽和画素を検出する。画素値が所定値より大きい場合、画素に飽和状態であることを示すフラグ（飽和情報）を付加する。例えば、画素から出力される信号に１ｂｉｔのフラグを付加してもよい。具体的には、画素値が所定値より大きい場合、‘１’を付加し、画素値が所定値より小さい場合、‘０’を付加する。画素値が所定値と等しい場合、どちらの情報を付加するかは任意である。また、画素から出力される信号の一部（特定のｂｉｔ）を飽和フラグで置き換えてもよい。
【００２８】
以下、図７を参照して、画素欠陥の原因について説明する。図７は、単位画素の詳細図である。単位画素２０２は、Ａ像用のＰＤ７０２およびＢ像用のＰＤ７０３を有する。Ａ像用のＰＤ７０２およびＢ像用のＰＤ７０３は、素子分離領域７０４により分離されている。転送ゲート７０５、７０６はそれぞれ、Ａ像用のＰＤ７０２およびＢ像用のＰＤ７０３の転送ゲートである。転送ゲート７０５、７０６を制御することで、Ａ像用のＰＤ７０２およびＢ像用のＰＤ７０３の電荷を読み出し回路へ転送する。
【００２９】
欠陥画素の発生原因は、２種類存在する。第１の発生原因は、例えば、不純物のＰＤへの混入や、転送ゲートの異常である。第２の欠陥画素は、例えば、素子分離領域の異常により発生する。なお、欠陥画素の発生原因は、上述した原因に限らない。
【００３０】
第１の発生原因に起因する欠陥画素（第１欠陥画素）では、Ａ像、およびＡ像とＢ像とを加算したＡ＋Ｂ像はともに欠陥を含んでいる。第２の発生原因に起因する欠陥画素（第２欠陥画素）では、Ａ像およびＢ像は、互いに隣接するＰＤの電荷が混入するため、欠陥を含んでいる。しかしながら、Ａ像とＢ像とを加算したＡ＋Ｂ像の電荷としては異常にはならず、Ａ像とＢ像とを加算したＡ＋Ｂ像は欠陥を含まない。
【００３１】
欠陥画素補正手段１０６は、不図示のＦｌａｓｈ−ＲＯＭからＡ像およびＢ像に含まれる欠陥画素のアドレス情報（欠陥アドレス情報）を取得し、システム制御手段１１４を介して欠陥画素に対して欠陥フラグを付加する。Ａ像およびＢ像の欠陥アドレス情報は、撮像素子１０３の検査工程においてＡ像およびＢ像を評価して抽出された欠陥画素のアドレス情報（位置情報）である。なお、本実施形態では、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭを用いて、欠陥アドレス情報が欠陥画素補正手段１０６に出力されているが、アクセス速度が十分に速くて動作上問題ないレベルのメモリであれば、他のメモリを適用することも可能である。
【００３２】
以下、図８を参照して、欠陥画素補正手段１０６について説明する。図８は、欠陥画素補正手段１０６の構成図である。欠陥画素補正手段１０６は、欠陥指定回路８０１、飽和フラグリセット回路８０３および欠陥補正回路８０４を有する。欠陥指定回路８０１は、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭを介してシステム制御手段１１４からＡ像の欠陥アドレス情報８０５およびＢ像の欠陥アドレス情報８０６を取得し、欠陥アドレスに該当する画素に欠陥画素であることを示す欠陥フラグを付加する。また、欠陥指定回路８０１は、同一アドレス判定回路８０２を有する。同一アドレス判定回路８０２は、Ａ像の欠陥アドレス情報８０５とＢ像の欠陥アドレス情報８０６を比較し、２つのアドレスが同一アドレスの場合、飽和フラグリセット回路８０３に飽和フラグをリセット（除去）するためのリセット信号を出力する。すなわち、飽和フラグが付加されている画素の位置情報がＡ像の欠陥アドレス情報８０５とＢ像の欠陥アドレス情報８０６に含まれている場合にリセット信号が出力される。飽和フラグリセット回路８０３は、リセット信号を受けて画素に付加された１ｂｉｔの飽和フラグをリセットする。欠陥補正回路８０４は、Ａ像信号とＢ像信号のそれぞれにおいて、入力された画素に欠陥フラグが付加されている場合、同じ色のカラーフィルタに対応する周辺画素の画素値を使用して画素値の補間（欠陥補正）を行う。
【００３３】
なお、同一アドレス判定回路８０２は、飽和フラグが付加されている画素の位置情報がＡ像の欠陥アドレス情報８０５とＢ像の欠陥アドレス情報８０６の一方にしか含まれていない場合には、リセット信号を出力しない。これは、後段の欠陥補正回路８０４において飽和フラグが付加された画素のＡ像信号とＢ像信号の一方の画素値のみが補正の対象になったとしても、他方の信号は飽和による影響が残存しており、これらの画素値は相関演算には用いないほうが望ましいためである。
【００３４】
加算信号分離手段１０７は、欠陥画素補正手段１０６から欠陥補正が行われたＡ像信号およびＢ像信号（一対の像信号）を取得し、Ａ像信号とＢ像信号とを足し合わせたＡ＋Ｂ像信号（画像信号）をカメラ信号処理手段１０８に出力する。
【００３５】
カメラ信号処理手段１０８は、加算信号分離手段１０７から取得したＡ＋Ｂ像信号に対し、例えば、色変換やホワイトバランス等の画像処理を行う。
【００３６】
圧縮手段１０９は、カメラ信号処理手段１０８により画像処理が行われた画像信号を圧縮符号化する。
【００３７】
記録手段１１０は、圧縮符号化された画像信号を記録媒体に記録する。記録媒体は、カメラ本体に対して着脱可能であってもよいし、カメラ本体に内蔵されていてもよい。
【００３８】
飽和画素カウント手段１１１は、加算信号分離手段１０７からＡ像とＢ像を取得し、飽和画素検出手段１０５により付加された飽和フラグの数をカウントし、カウントした結果をシステム制御手段１１４に出力する。飽和フラグの数は、システム制御手段１１４を介して位相差検出手段１１２に入力される。
【００３９】
位相差検出手段１１２は、飽和画素カウント手段１１１から取得した２つの瞳分割像から位相差焦点検出を行うための位相差評価値を算出する。
【００４０】
ＡＦ制御手段１１３は、位相差評価値に基づいて、光学系１０１に含まれるフォーカスレンズのフォーカス位置を制御するためのフォーカス情報を算出する。
【００４１】
システム制御手段１１４は、カメラシステム１全体を制御する。システム制御手段１１４は、撮影シーン、撮影モードおよび被写体検出などから得られる撮影情報に基づいて、光学系駆動手段１０２にズームや絞りなどの光学系１０１の駆動情報を、撮像素子駆動手段１０４に露光時間などの撮像素子１０３の駆動情報を出力する。
【００４２】
図９は、本実施形態の焦点状態検出処理を示すフローチャートである。
【００４３】
ステップＳ９０１では、システム制御手段１１４は、光学系１０１のＡＦに使用する撮像パラメータ情報を取得する。撮影パラメータとは、絞り情報や撮像素子１０３にかかっているセンサゲインなどのカメラシステム１の構成に応じて必要な情報である。
【００４４】
ステップＳ９０２では、システム制御手段１１４は、撮像画面の焦点検出範囲内から、焦点状態検出を行う焦点検出位置の設定／配置を行う。被写体検出可能な構成を有する場合、例えば、顔を検出した位置を焦点検出位置として設定すればよい。
【００４５】
ステップＳ９０３では、システム制御手段１１４は、ステップＳ９０１で取得された撮影パラメータおよびステップＳ９０２で設定／配置された焦点検出位置に基づいて、撮像面位相差ＡＦ用の１対の像信号を生成する範囲（像データ生成範囲）を設定する。なお、後述するステップＳ９０４からステップＳ９０９までの処理は、像データ生成範囲の各走査ラインに対して行われる。
【００４６】
ステップＳ９０４では、位相差検出手段１１２は、ステップＳ９０３で設定された像データ生成範囲に含まれる画素からＡＦ用の１対の像信号を取得する。
【００４７】
ステップＳ９０５では、飽和画素カウント手段１１１は、飽和している画素の数（飽和画素数）を数える。飽和している画素とは、具体的には、分割画素２０１Ａ、２０１Ｂの少なくとも１つが所定値より大きい光量の光束を受光し、位相差検出に用いることができない画素である。
【００４８】
ステップＳ９０６では、位相差検出手段１１２は、ステップＳ９０４において取得された一対の像信号間の相関量を算出する。
【００４９】
ステップＳ９０７では、位相差検出手段１１２は、ステップＳ９０６において算出された相関量から相関変化量を算出する。
【００５０】
ステップＳ９０８では、位相差検出手段１１２は、ステップＳ９０７において算出された相関変換量から像ずれ量を算出する。
【００５１】
ステップＳ９０９では、位相差検出手段１１２は、ステップＳ９０８において算出された像ずれ量がどれだけ信頼できるのかを表す信頼性を算出する。
【００５２】
ステップＳ９１０では、ＡＦ制御手段１１３は、ステップＳ９０８で算出された像ずれ量に対して換算係数を掛けることで像ずれ量をデフォーカス量に変換する。変換されたデフォーカス量は、システム制御手段１１４に出力される。システム制御手段１１４は、取得されたデフォーカス量に基づいて、光学系駆動手段１０２を介してフォーカスレンズを制御する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態では、飽和に達した分割画素を含む単位画素に対して飽和フラグを付加し、その後、単位画素から出力される一対の像の欠陥アドレスが同一である場合に飽和フラグをリセットする。これにより、飽和画素を減らすことができる。飽和画素を減らすことで飽和ラインを減らすことができるため、焦点検出の低輝度限界を向上させることが可能になる。
【００５４】
本実施形態では、撮像素子１０３はＡ像およびＢ像を出力し、ＲＯＭにはＡ像およびＢ像の欠陥アドレス情報が保存されているが、本発明はこれに限定されない。撮像素子１０３はＡ像およびＡ＋Ｂ像を出力し、ＲＯＭにはＡ像およびＡ＋Ｂ像の欠陥アドレス情報が保存されていてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、ＲＯＭに保存された欠陥アドレス情報に従って欠陥フラグは付加されるが、本発明はこれに限定されない。入力データに対してメディアンフィルタを用いて着目画素の画素値とメディアンの画素値との差分が所定値より大きい場合に着目画素を欠陥画素とみなして欠陥フラグを付加する欠陥画素の検出手段を用いてもよい。
［第２の実施形態］
本実施形態では、欠陥画素補正手段が第１の実施形態とは異なる。本実施形態のカメラシステムの構成は、図１に示される第１の実施形態のカメラシステムの構成と同様である。
【００５６】
第１の実施形態で説明したように、欠陥画素の発生原因は２種類存在する。第１の発生原因に起因する欠陥画素と第２の発生原因に起因する欠陥画素の両方の画素値を補正する場合、不揮発性メモリの容量を圧迫してしまう。
【００５７】
本実施形態では、不揮発性メモリの容量を圧迫させないために、第１の発生原因に起因する欠陥画素のみの画素値を補正する。すなわち、Ａ像とＡ＋Ｂ像に対して１つの欠陥アドレス情報で欠陥画素補正を行う。
【００５８】
以下、図１０を参照して、欠陥画素補正手段１０６０について説明する。図１０は、本実施形態の欠陥画素補正手段１０６０の構成図である。欠陥画素補正手段１０６０は、欠陥指定回路１００１、飽和フラグリセット回路１００２および欠陥補正回路１００３を有する。欠陥画素補正手段１０６０には、Ａ像信号とＡ＋Ｂ像信号が入力される。欠陥指定回路１００１は、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭを介してシステム制御手段１１４からＡ＋Ｂ像の欠陥アドレス情報１００４を取得し、欠陥アドレスに該当する画素に欠陥画素であることを示す欠陥フラグを付加する。すなわち、Ａ像とＡ＋Ｂ像には同一のアドレスに欠陥フラグが付加されている。飽和フラグリセット回路１００２は、欠陥フラグが付加されている画素を検出し、検出したら画素に付けた１ｂｉｔの飽和フラグをリセットする。本実施形態では、第１の実施形態と異なり、欠陥画素の画素値に対する補正がＡ像とＡ＋Ｂ像の一方にのみ行われることはなく、Ａ像とＡ＋Ｂ像の両方に対して行われる。そのため、欠陥フラグが付加されている全ての画素に対して、飽和フラグをリセットすることができる。欠陥補正回路１００３は、入力された画素に欠陥フラグが付加されていた場合、同じ色のカラーフィルタに対応する周辺画素の画素値を使用して画素値の補間（欠陥補正）を行う。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、飽和に達した分割画素を含む単位画素に対して飽和フラグを付加し、１つの欠陥アドレス情報に基づいて飽和フラグをリセットすることで飽和画素を減らすことができる。飽和画素を減らすことで飽和ラインを減らすことができるため、焦点検出の低輝度限界を向上させ、焦点検出精度を向上させることが可能になる。本実施形態では、同時に、不揮発性メモリの容量の圧迫を抑制することが可能になる。
【００６０】
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ず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１                  カメラシステム（撮像装置）
１０３              撮像素子
１０５              飽和画素検出手段（付加手段）
１０６              カメラ信号処理手段（補正手段）
１１３              ＡＦ制御手段（算出手段）
２０１              マイクロレンズ
２０１Ａ、２０１Ｂ  分割画素（光電変換素子）
２０２              単位画素（画素）
【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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