(57)【要約】【課題】焦点検出画素の集光量を増加させつつ解像度の劣化を低減させる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、光軸中心に対して第一の方向に偏心した第一の遮光部を備え、第一の分光感度特性を有する第一の焦点検出画素と、光軸中心に対して第一の方向とは反対の第二の方向に偏心した第二の遮光部を備え、第一の分光感度特性を有する第二の焦点検出画素と、第二よび第三の分光感度特性を有する全開口の複数の撮像画素と、第一および第二の焦点検出画素からの信号に基づいて焦点検出を行う焦点検出部と、複数の撮像画素からの信号に基づいて画素補間処理を行う補間処理部とを有し、補間処理部は、第一の焦点検出画素、第二の焦点検出画素、および、第二の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの信号を用いて、第一の焦点検出画素の位置に対応する第四の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの信号を推定する。【選択図】図１
2015049352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸中心に対して第一の方向に偏心した第一の遮光部を備え、第一の分光感度特性を有する第一の焦点検出画素と、
前記光軸中心に対して前記第一の方向とは反対の第二の方向に偏心した第二の遮光部を備え、前記第一の分光感度特性を有する第二の焦点検出画素と、
第二の分光感度特性および第三の分光感度特性を有する全開口の複数の撮像画素と、
前記第一の焦点検出画素および前記第二の焦点検出画素からの信号に基づいて焦点検出を行う焦点検出部と、
画素補間処理を行う補間処理部と、を有し、
前記補間処理部は、前記第一の焦点検出画素、前記第二の焦点検出画素、および、前記第二の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの信号を用いて、前記第一の焦点検出画素の位置に対応する第四の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの信号を推定する、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補間処理部は、
前記第一の焦点検出画素および前記第二の焦点検出画素からの信号を用いて、該第一の焦点検出画素の前記位置に対応した前記第一の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第一の信号を推定する第一の推定手段と、
前記第一の焦点検出画素の前記位置に対応した前記第二の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第二の信号を推定する第二の推定手段と、
前記第一の信号から前記第二の信号を減算することにより、第四の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第三の信号を推定する第三の推定手段と、を有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】
前記第一の分光感度特性は、前記第二の分光感度特性と前記第四の分光感度特性との和であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第一の分光感度特性は黄色、前記第二の分光感度特性は緑色、前記第三の分光感度特性は青色、および、前記第四の分光感度特性は赤色の特性であ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。
【請求項５】
前記第一の分光感度特性はシアン色、前記第二の分光感度特性は緑色、前記第三の分光感度特性は赤色、および、前記第四の分光感度特性は青色の特性であ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。
【請求項６】
前記第一の焦点検出画素の前記第一の遮光部および前記第二の焦点検出画素の前記第二の遮光部は、光軸中心に関して互いに対称な位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第一の焦点検出画素の前記第一の遮光部および前記第二の焦点検出画素の前記第二の遮光部の開口の大きさは互いに等しく、
前記第一の遮光部および前記第二の遮光部の前記開口の大きさの和は、前記撮像画素の開口の大きさに等しいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記補間処理部からの信号の画像処理を行って外部記録装置へ出力する画像処理部を更に有す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。
【請求項９】
撮影光学系を備えたレンズ装置と、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１０】
光軸中心に対して第一の方向に偏心した第一の遮光部を備え、第一の分光感度特性を有する第一の焦点検出画素と、前記光軸中心に対して前記第一の方向とは反対の第二の方向に偏心した第二の遮光部を備え、前記第一の分光感度特性を有する第二の焦点検出画素と、第二の分光感度特性および第三の分光感度特性を有する全開口の複数の撮像画素と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記第一の焦点検出画素および前記第二の焦点検出画素からの信号を用いて、該第一の焦点検出画素の位置に対応した前記第一の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第一の信号を推定するステップと、
前記第一の焦点検出画素の前記位置に対応した前記第二の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第二の信号を推定するステップと、
前記第一の信号から前記第二の信号を減算することにより、第四の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第三の信号を推定するステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１１】
コンピュータに、請求項１０に記載の撮像装置の制御方法を実行可能に構成されていることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出画素を備えた撮像素子を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、瞳分割位相差方式による焦点検出が可能な撮像素子(像面位相差用撮像素子)が知られている。像面位相差用撮像素子の焦点検出画素は、光軸中心に対して偏心した位置に設けられた開口を有する。このため、通常の撮像画素よりも光の透過率が低く、焦点検出精度を向上させる必要がある。特許文献１には、光の透過率を向上させるため、焦点検出画素が有するカラーフィルタの色を黄色にすることにより、ベイヤー配列の赤、緑、青のカラーフィルタよりも多くの光を透過させる方法が開示されている。
【０００３】
また像面位相差用撮像素子では、撮像画素に対して焦点検出画素を挿入するため、そのまま現像処理を行うと正しい画像を生成することができない。そこで特許文献１には、焦点検出画素の補間方法として、隣接する撮像画素の信号を利用する方法が開示されている。また特許文献２では、補正対象である焦点検出画素を対称関係にある周囲の焦点検出画素を用いて補間することにより、解像度を劣化させることなく画素補間を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０３４９３６号
【特許文献２】特許第５０２３４８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された画素補間方法では、焦点検出画素を周囲の画素を利用して単純に補間を行うため、焦点検出画素周辺の解像度が低下してしまう。また、集光量を増加させるために特許文献２の方法を特許文献１における黄色のカラーフィルタを有する像面位相差用撮像素子に適用しようとすると、同色かつ対称関係にある画素信号から補間を行う処理となる。このため、補間後の画素は黄色の分光感度特性を有する信号値となる。すなわち、ベイヤー配列のような緑、赤、青の配列の中に黄色の感度を有する撮像素子を挿入すると、現像処理などに適した色配列が焦点検出画素の配置によって崩れてしまう。
【０００６】
そこで本発明は、焦点検出画素の集光量を増加させつつ解像度の劣化を低減させる撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての撮像装置は、光軸中心に対して第一の方向に偏心した第一の遮光部を備え、第一の分光感度特性を有する第一の焦点検出画素と、前記光軸中心に対して前記第一の方向とは反対の第二の方向に偏心した第二の遮光部を備え、前記第一の分光感度特性を有する第二の焦点検出画素と、第二の分光感度特性および第三の分光感度特性を有する全開口の複数の撮像画素と、前記第一の焦点検出画素および前記第二の焦点検出画素からの信号に基づいて焦点検出を行う焦点検出部と、前記複数の撮像画素からの信号に基づいて画素補間処理を行う補間処理部とを有し、前記補間処理部は、前記第一の焦点検出画素、前記第二の焦点検出画素、および、前記第二の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの信号を用いて、前記第一の焦点検出画素の位置に対応する第四の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの信号を推定する。
【０００８】
本発明の他の側面としての撮像システムは、撮影光学系を備えたレンズ装置と、前記撮像装置とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、光軸中心に対して第一の方向に偏心した第一の遮光部を備え、第一の分光感度特性を有する第一の焦点検出画素と、前記光軸中心に対して前記第一の方向とは反対の第二の方向に偏心した第二の遮光部を備え、前記第一の分光感度特性を有する第二の焦点検出画素と、第二の分光感度特性および第三の分光感度特性を有する全開口の複数の撮像画素と、を有する撮像装置の制御方法であって、前記第一の焦点検出画素および前記第二の焦点検出画素からの信号を用いて、該第一の焦点検出画素の前記位置に対応した前記第一の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第一の信号を推定するステップと、前記第一の焦点検出画素の前記位置に対応した前記第二の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第二の信号を推定するステップと、前記第一の信号から前記第二の信号を減算することにより、第四の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第三の信号を推定するステップとを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としてのプログラムは、コンピュータに、前記撮像装置の制御方法を実行可能に構成されている。
【００１１】
本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。
【００１２】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、焦点検出画素の集光量を増加させつつ解像度の劣化を低減させる撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各実施例における撮像システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１における撮像素子の単位画素セル（焦点検出画素および撮像画素）の構成を示す図である。
【図３】実施例１における撮像素子の画素配列を示す図である。
【図４】各実施例における補間演算部による画素補間方法の説明図である。
【図５】実施例２における撮像素子の画素配列を示す図である。
【図６】各実施例における補間演算部の回路構成を示すブロック図である。
【図７】各実施例における撮像画素に用いられるカラーフィルタの分光感度特性を示す図である。
【図８】実施例１における焦点検出画素に用いられるカラーフィルタの分光感度特性を示す図である。
【図９】実施例２における焦点検出画素に用いられるカラーフィルタの分光感度特性を示す図である。
【図１０】各実施例における補間処理部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
まず、図１を参照して、本発明の実施例１における撮像システムの概略構成について説明する。図１は、本実施例における撮像システム１００（撮像装置）の概略構成を示すブロック図である。なお、図１において、本実施例の特徴に直接的に関係のないブロックについては省略している。
【００１７】
１０１は、フォーカス制御を行うためのフォーカスレンズを含むレンズ群、シャッター、絞り、および、レンズ制御部などを備えて構成される光学系ユニット（撮影光学系）である。光学系ユニット１０１は、駆動制御部１１０の出力に基づいて駆動される。駆動制御部１１０は、後述の焦点検出部１０６により算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカス駆動を行うための駆動信号（光学系ユニット１０１に含まれるフォーカスレンズを駆動させる信号）を出力する。なお、本実施例の撮像システム１００において、光学系ユニット１０１と撮像素子１０２を備えた撮像装置本体とが一体的に構成されているが、これに限定されるものではない。本実施例は、撮像装置本体と、撮像装置本体に着脱可能な光学系ユニット１０１（レンズ装置）とを備えて構成された撮像システムにも適用可能である。
【００１８】
撮像素子１０２は、単位画素セルが２次元マトリクス状に配列された固体撮像素子である。光学系ユニット１０１に含まれるシャッターを制御することにより、露光量の制御が行われる。
【００１９】
ここで、図２を参照して、撮像素子１０２の単位画素セルの構造について説明する。図２は、撮像素子１０２の単位画素セル（焦点検出画素および撮像画素）の構造を示す図（正面図および断面図）である。図２（ａ）は左側に開口部を有する単位画素セル１０ａ（第一の焦点検出画素）、図２（ｂ）は右側に開口部を有する単位画素セル１０ｂ（第二の焦点検出画素）、図２（ｃ）は全開口の単位画素セル１０ｃ（撮像画素）をそれぞれ示している。
【００２０】
単位画素セル１０ａ、１０ｂ、１０ｃ（焦点検出画素および撮像画素）は、マイクロレンズ２（ＭＬ）、カラーフィルタ３（ＣＦ）、および、遮光部４ａ、４ｂ、４ｃを備えて構成される。光学系ユニット１０１を介して入射した光は、マイクロレンズ２、および、遮光部４ａ、４ｂ、４ｃを通り、フォトダイオード１ａ、１ｂ、１ｃに蓄積される。図２（ａ）に示されるように、単位画素セル１０ａ（第一の焦点検出画素）の遮光部４ａ（第一の遮光部）は、光軸中心Ｏに対して図中の左側に開口５ａを有する。すなわち単位画素セル１０ａは、光軸中心Ｏに対して左側（第一の方向）に偏心した遮光部４ａ（第一の遮光部）を備えている。また単位画素セル１０ａは、後述のように、第一の分光感度特性（黄色の感度特性）を有する。フォトダイオード１ａに蓄積された信号は、位相差検出を行う際のＡ像画素（Ａ像画素信号）として用いられる。
【００２１】
図２（ｂ）に示されるように、単位画素セル１０ｂ（第二の焦点検出画素）の遮光部４ｂ（第二の遮光部）は、光軸中心Ｏに対して図中の右側に開口５ｂを有する。すなわち単位画素セル１０ｂは、光軸中心Ｏに対して右側（第一の方向とは反対の第二の方向）に偏心した遮光部４ｂ（第二の遮光部）を備えている。また単位画素セル１０ｂは、後述のように、第一の分光感度特性（黄色の感度特性）を有する。本実施例において、遮光部４ｂは、光軸中心Ｏに関して遮光部４ａと対称な位置に配置されていることが好ましい。また、遮光部４ａ、４ｂの開口５ａ、５ｂの大きさは、互いに同一である（等しい）ことが好ましい。フォトダイオード１ｂに蓄積された信号は、位相差検出を行う際のＢ像画素（Ｂ像画素信号）として用いられる。なお、光軸中心Ｏに対して左右に偏った開口を有する遮光部４ａ、４ｂを通過して得られた像が光学的な位相のついた像であることは特許文献１、２に開示されているため、ここでの説明は省略する。
【００２２】
図２（ｃ）に示されるように、単位画素セル１０ｃ（撮像画素）の遮光部４ｃは、可能な限り大きい開口５ｃを有する（全開口の撮像画素である）ように構成されている。また、開口５ｃの大きさは、遮光部４ａ、４ｂの開口５ａ、５ｂの大きさの和に等しいことが好ましい。本実施例において、遮光部４ａ、４ｂ、４ｃの開口の大きさは、以下の式（１）、（２）で表される関係を有することが好ましい。
【００２３】
４ａ＝４ｂ          …（１）
４ａ＋４ｂ＝４ｃ    …（２）
後述のように、複数の撮像画素は、それぞれ、第二の分光感度特性（緑色の感度特性）および第三の分光感度特性（青色の感度特性）を有する。
【００２４】
続いて、図３を参照して、撮像素子１０２の画素配列について説明する。図３は、撮像素子１０２の画素配列を示す図であり、図２（ａ）〜（ｃ）に示される単位画素セル１０ａ、１０ｂ、１０ｃが所定の位置に配置された状態を示している。具体的には、単位画素セル１０ｃ（撮像画素）がベイヤー配列で配置されている。また、単位画素セル１０ａ、１０ｂ（焦点検出画素）が、本来撮像画素として赤（Ｒ）の分光感度特性を有する画素が存在する位置に配置されている。本実施例において、単位画素セル１０ａ、１０ｂ（焦点検出画素）は、黄色（Ｙｅ）の分光感度特性のカラーフィルタを有する。
【００２５】
続いて、図７および図８を参照して、単位画素セル１０ａ、１０ｂ、１０ｃに用いられるカラーフィルタの特性について説明する。図７は、単位画素セル１０ｃ（撮像画素）に用いられるカラーフィルタの（理想的な）分光感度特性を示す図である。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）の分光感度特性をそれぞれ有するカラーフィルタに関し、透過率と波長との関係を示している。
【００２６】
図８は、単位画素セル１０ａ、１０ｂ（焦点検出画素）に用いられる黄色（Ｙｅ）のカラーフィルタの（理想的な）分光感度特性を示す図である。図８に示される黄色のカラーフィルタの分光感度特性（分光感度領域）は、図７（ａ）、（ｂ）に示される緑色および赤色の分光感度特性（分光感度領域）の和と略同一である。ここで略同一とは、厳密な同一だけでなく、互いに同一であると評価できる程度の実質的同一も含む意味である。なお本実施例は、黄色の分光感度特性が緑色および赤色の分光感度特性の単純な和で求められる場合に限定されるものではない。例えば、緑色および赤色の分光感度特性のそれぞれに適切な係数を掛けて黄色の分光感度特性を示すようにしてもよい。ただし、本実施例では、説明を簡便にするため、単純和を利用するものとする。
【００２７】
図１において、Ａ／Ｄ変換部１０３は、撮像素子１０２から出力されたアナログ電気信号に対して、不図示のアナログ信号処理部によりアナログ信号処理を行うことにより、デジタル電気信号（画素信号）に変換する。Ａ／Ｄ変換部１０３により変換されたデジタル電気信号は、キャプチャー部１０４に出力される。本実施例において、アナログ信号処理部は、伝送路上のノイズを除去するＣＤＳ回路や非線形増幅回路などである。キャプチャー部１０４は、焦点検出画素からの画像信号を焦点検出部１０６へ出力する。またキャプチャー部１０４は、撮像画素および焦点検出画素のそれぞれの画像信号（画素値）と、水平画素および垂直画素のそれぞれの出力カウンタ値とを補間処理部１０７へ出力する。
【００２８】
焦点検出部１０６は、第一の焦点検出画素（Ａ像画素）および第二の焦点検出画素（Ｂ像画素）からの信号に基づいて焦点検出を行う。具体的には、焦点検出部１０６は、Ａ像画素（Ａ像画素信号）およびＢ像画素（Ｂ像画素信号）の位相差を求めるため、像をずらしながら相関演算を行う。そして焦点検出部１０６は、相関演算結果からデフォーカス量を求め、デフォーカス量を駆動制御部１１０に出力する。なお、位相のついたＡ像画素およびＢ像画素からデフォーカス量を求める手法については特許文献１、２に開示されているため、ここでの詳しい説明は省略する。
【００２９】
補間処理部１０７は、焦点検出画素の位置に対応する画素信号（画素値）を推定して画素補間処理を行う。すなわち、補間処理部１０７は、第一の焦点検出画素（単位画素セル１０ａ）、第二の焦点検出画素（単位画素セル１０ｂ）、および、第二の分光感度特性（緑色の感度特性）を有する全開口の撮像画素（単位画素セル１０ｃ）からの信号を取得する。そして補間処理部１０７は、これらの信号を用いて、第一の焦点検出画素の位置に対応する第四の分光感度特性（赤色の感度特性）を有する全開口の撮像画素からの信号を推定する。画素補間処理の結果は、画像処理部１０８に出力される。
【００３０】
ここで図１０を参照して、補間処理部１０７の構成について説明する。図１０は、補間処理部１０７の構成を示すブロック図である。補間処理部１０７は、補間演算部１０００および焦点検出画素位置判定部１００１を有する。補間処理部１０７は、入力された画素値と補間演算部１０００の出力値とを焦点検出画素位置判定部１００１の出力に応じて選択し、選択された一方の出力値を出力する。
【００３１】
焦点検出画素位置判定部１００１は、予め、不図示の不揮発性メモリに記憶された焦点検出画素位置に関する情報に応じて、入力された画素値が焦点検出画素の画素値であるか否かを判定する。すなわち焦点検出画素位置判定部１００１は、入力された画素値が焦点検出画素または撮像画素のいずれの画素値であるかを判定する。そして、入力された画素値が撮像画素の画素値である場合、補間処理部１０７は入力された画素値をそのまま出力する。一方、入力された画素値が焦点検出画素の画素値である場合、補間処理部１０７は補間演算部１０００の出力値を出力する。例えば、本実施例の画素配列において、奇数行かつ奇数列に位置する画素は焦点検出画素であるため、入力された水平画素と垂直画素のカウンタ値との比較を行うことにより、焦点検出画素または撮像画素のいずれの画素であるかを判定することが可能である。
【００３２】
続いて、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、補間演算部１０００の具体的処理（画素補間方法）について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は、補間演算部１０００による画素補間方法の説明図である。図４（ａ）は、本実施例の撮像素子１０２において、焦点検出画素を中心として画素補間を行う際に必要となる参照画素範囲を切り抜いた概念図である。図４（ａ）の上部および左部に記載の英数字（１〜５、Ａ〜Ｅ）は、参照画素範囲内の画素位置の座標を示している。図４（ｂ）は、具体的な画素補間の説明図である。
【００３３】
まず、座標Ｃ３に存在する焦点検出画素（画素値Ｃ３）の位置に対応する撮像画素値の推定方法について説明する。本実施例では、焦点検出画素の存在する位置（座標Ｃ３）には、本来、撮像画素として赤色の分光感度特性を有するカラーフィルタが存在するため、赤色の推定を行う。座標Ｃ３に存在する焦点検出画素は、左側に開口を有する半開口画素である。
【００３４】
このため補間演算部１０００は、以下の式（３）を用いて、全開口状態の画素値Ｃ３’を推定して生成する。
【００３５】
Ｃ３’＝Ｃ３＋（Ａ３＋Ｃ１＋Ｃ５＋Ｅ３）÷４  …（３）
ここで、Ａ３、Ｃ１、Ｃ５、Ｅ３はそれぞれの座標に対応する画素値である。この様子を、図４（ｂ）の上段に示している。座標Ａ３、Ｃ１、Ｃ５、Ｅ３に存在する焦点検出画素は、全て、右側に開口を有する半開口画素である。このため、画素値Ｃ３と、画素値Ａ３、Ｃ１、Ｃ５、Ｅ３の加算値を４で除算した値と、を加算することにより、全開口状態の画素値Ｃ３’（黄色の成分値）を推定することができる。
【００３６】
続いて補間演算部１０００は、座標Ｃ３の位置に対応する緑色の成分値（画素値Ｃ３Ｇ）を、以下の式（４）を用いて推定する。
【００３７】
Ｃ３Ｇ＝（Ｂ３＋Ｃ２＋Ｃ４＋Ｄ３）÷４  …（４）
この様子を、図４（ｂ）の中段に示している。本実施例において、補間演算部１０００は、座標Ｃ３に最も近い位置にある４つの緑色の撮像画素の平均値を、画素値Ｃ３Ｇとして推定する。
【００３８】
図７および図８を参照して説明したように、黄色の分光感度特性は赤色と緑色の分光感度特性の和で生成される。このため、座標Ｃ３に存在する赤色の成分値（画素値Ｃ３Ｒ）は、以下の式（５）で表されるように減算を行うことで求めることができる。
【００３９】
Ｃ３Ｒ＝Ｃ３’−Ｃ３Ｇ  …（５）
この様子を、図４（ｂ）の下段に示している。
【００４０】
このように補間演算部１０００は、順次、焦点検出画素に対して補間演算を行う。なお本実施例では、黄色の分光感度特性を、赤色と緑色の単純和によって求めているが、これに限定されるものではなく、例えば各々に係数を掛けて黄色の分光感度特性を求めてもよい。この場合、式（５）の赤色および緑色に係数を掛けて等式を求めることができる。
【００４１】
続いて、図６を参照して、補間演算部１０００の回路構成について説明する。図６は、補間演算部１０００の回路構成を示すブロック図である。補間演算部１０００は、複数のディレイライン６００、フリップフロップ６０１、および、加算器６０２を有する。ディレイライン６００は、１ライン分の遅延量を有する遅延素子である。フリップフロップ６０１は、１画素分の遅延を有する遅延素子である。
【００４２】
６１２は、焦点検出画素の全開口画素値を推定する推定手段（第一の推定手段）であり、例えば、式（３）の演算を行う。すなわち、推定手段６１２は、第一の焦点検出画素および第二の焦点検出画素からの信号を用いて、第一の焦点検出画素の位置に対応した第一の分光感度特性を有する全開口の撮像画素からの第一の信号を推定する。具体的には、推定手段６１２は、入力画素に対して２画素遅延を行った信号６０３、２ライン遅延を行った信号６１５、２ラインおよび４画素遅延を行った信号６０８、４ライおよび２画素遅延を行った信号６１０を加算し、２ｂｉｔ右シフト処理を行う。そして推定手段６１２は、２ｂｉｔ右シフト処理により得られた、補間対象である焦点検出画素の逆開口側の値に対し、入力画素から２ラインおよび２画素遅延させた位置に存在する補間対象である焦点検出画素の値（信号６０６）を加算する。これにより、全開口画素の画素値が推定される。
【００４３】
６１１は、焦点検出画素の位置に対応する緑色の成分値を推定する推定手段（第二の推定手段）であり、例えば、式（４）の演算を行う。すなわち推定手段６１１は、第一の焦点検出画素の位置に対応した第二の分光感度特性（緑色の感度特性）を有する全開口の撮像画素からの第二の信号を推定する。具体的には、推定手段６１１は、入力画素に対して１ラインおよび２画素遅延を行った信号６０４、２ラインおよび１画素遅延を行った信号６０５、２ラインおよび３画素遅延を行った信号６０７、３ラインおよび２画素遅延を行った信号６０９を加算する。そして推定手段６１１は、２ｂｉｔ右シフト処理を行う。このように推定手段６１１は、補間対象である焦点検出画素の値の上下左右に位置する緑の画素値から焦点検出画素の位置の緑色の成分値を推定する。
【００４４】
６１４は、焦点検出画素の位置に存在する赤色の成分値を推定する推定手段（第三の推定手段）であり、例えば、式（５）の演算を行う。すなわち推定手段６１４は、第一の信号から第二の信号を減算することにより、第四の分光感度特性（青色の感度特性）を有する全開口の撮像画素からの第三の信号を推定する。具体的には、推定手段６１４は、推定手段６１２の出力値から推定手段６１１の出力値を減算する。減算して得られた結果は、補間演算結果として、焦点検出画素位置判定部１００１の出力に応じて画像処理部１０８に出力される。このような補間処理を用いて、焦点検出画素の値に基づいて撮像画素の値を推定するため、焦点検出画素の近傍において解像度の劣化を低減（抑制）することが可能となる。
【００４５】
図１の画像処理部１０８は、補間処理部１０７からの信号の画像処理を行って外部記録装置１０９へ出力する。すなわち画像処理部１０８は、入力された補間された撮像画素の同時化処理を行うとともに、不図示のノイズリダクションやＪＰＥＧなどの画像圧縮を行い、外部記録装置１０９に出力する。このとき、焦点検出画素の位置の画素データをベイヤー配列に従ったデータ配列に変換して入力を行っている。このため、同時化処理において焦点検出画素のカラーフィルタに依存しない処理を行うことが可能となる。外部記録装置１０９は、画像処理部１０８から出力された画像をＳＤカードなどのメモリカードに記録する。
【００４６】
このように本実施例によれば、焦点検出画素の分光感度特性に対して撮像画素の分光感度特性に基づいて演算を行うことにより、焦点検出画素の集光量を増加させつつも、焦点検出画素周辺の解像度の劣化を低減することができる。
【実施例２】
【００４７】
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１では、焦点検出画素において黄色のカラーフィルタが用いられているが、焦点検出画素の分光感度特性は、撮像画素の分光感度特性を加算して生成されるものであればよい。本実施例は、焦点検出画素に用いられるカラーフィルタとして、シアン色のカラーフィルタを用いる点で、黄色のカラーフィルタを用いる実施例１とは異なる。なお、本実施例における他の構成は実施例１と同様であるため、それらの説明は省略する。
【００４８】
図５を参照して、本実施例における撮像素子１０２の画素配列について説明する。図５は、撮像素子１０２の画素配列を示す図であり、図２（ａ）〜（ｃ）に示される単位画素セル１０ａ、１０ｂ、１０ｃが所定の位置に配置された状態を示している。具体的には、実施例１と同様に、単位画素セル１０ｃ（撮像画素）がベイヤー配列で配置されている。また、単位画素セル１０ａ、１０ｂ（第１の焦点検出画素、第２の焦点検出画素）が、本来撮像画素として青（Ｂ）の分光感度特性を有する画素が存在する位置に配置されている。本実施例において、単位画素セル１０ａ、１０ｂ（第１の焦点検出画素、第２の焦点検出画素）は、シアン色（Ｃｙ）の分光感度特性（第１の分光感度特性）のカラーフィルタを有する。
【００４９】
続いて、図９を参照して、シアン色のカラーフィルタの分光感度特性について説明する。図９は、単位画素セル１０ａ、１０ｂ（第１の焦点検出画素、第２の焦点検出画素）に用いられるシアン色（Ｃｙ）のカラーフィルタの（理想的な）分光感度特性を示す図である。図９に示されるシアン色のカラーフィルタの分光感度特性（分光感度領域）は、図７（ａ）、（ｃ）に示される緑色および青色の分光感度特性（分光感度領域）の和と略同一である。なお本実施例において、第一の分光感度特性はシアン色、第二の分光感度特性は緑色、第三の分光感度特性は赤色、および、第四の分光感度特性は青色の特性である。
【００５０】
このような画素配列においても、実施例１と同様の演算により、焦点検出画素の位置に本来存在する青の分光感度特性を有する撮像画素の信号を得ることができる。これにより、焦点検出画素の集光量を増加させつつ焦点検出画素周辺の解像度の劣化を低減（抑制）することが可能となる。
【００５１】
［その他の実施形態］
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウエア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、撮像装置の制御方法の手順が記述されたコンピュータで実行可能なプログラムおよびそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。
【００５２】
各実施例によれば、焦点検出画素の集光量を増加させつつ解像度の劣化を低減させる撮像装置、撮像システム、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【００５３】
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】
【００５４】
１０ａ  単位画素セル（第一の焦点検出画素）
１０ｂ  単位画素セル（第二の焦点検出画素）
１０ｃ  単位画素セル（撮像画素）
１００  撮像システム
１０６  焦点検出部
１０７  補間処理部
【図３】
2015049352.tif 000003
【図４】
2015049352.tif 000004
【図５】
2015049352.tif 000005
【図１０】
2015049352.tif 000006
【図１】
2015049352.tif 000007
【図２】
2015049352.tif 000008
【図６】
2015049352.tif 000009
【図７】
2015049352.tif 000010
【図８】
2015049352.tif 000011
【図９】
2015049352.tif 000012