(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像素子による位相差検出方式の焦点検出精度を改善した撮像装置を提供する。【解決手段】撮像素子は、画像生成用の撮像信号を生成する撮像画素と、瞳分割された画像信号を出力可能な焦点検出画素とを有する。撮層素子の画素部２０１は、焦点検出画素が配置されず撮像用画素のみで構成された撮像行と、焦点検出画素が行方向に配置されている焦点検出行２０８とを備えている。１フレーム中に撮像行を先に読み出した後に焦点検出行を順次読み出す場合に、撮像行に対応した基準黒レベル補正値を記憶し、記憶した撮像行に対応した基準黒レベル補正値を用いて焦点検出行の画素信号を補正する。【選択図】図５
2016213796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が行列状に配置され、第１の画素および第２の画素を含む有効画素領域と、前記有効画素領域と隣接して配置された遮光画素領域とを備えた画素領域と、
前記遮光画素領域の信号から前記有効画素領域の各行に対応した補正値を生成する補正値生成手段と、
前記補正値を用いて前記有効画素領域の信号を行毎に補正する補正手段と、
前記第２の画素が含まれない複数の第１の画素行を先に読み出した後に、前記第２の画素が含まれる複数の第２の画素行を読み出す読み出し手段と、
前記第１の画素行に対応した補正値を用いて前記第２の画素行の信号を補正するように前記補正手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
さらに前記第１の画素行に対応した補正値を記憶する記憶手段を備え、前記記憶手段に記憶された補正値を用いて前記第２の画素行の信号を補正するように前記補正手段を制御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】
前記制御手段は、前記第２の画素行の最も近傍に配置された前記第１の画素行に対応した補正値を用いて前記第２の画素行の信号を補正するように前記補正手段を制御す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】
前記補正手段は、前記有効画素領域の信号の黒レベルを補正す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２の画素は、位相差検出方式による焦点検出用の信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の画素は、距離計測用の信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の画素は、前記第１の画素の信号を補正するための信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に用いられる撮像素子において、行列状に配置された複数の画素の中に、位相差検出方式による焦点検出用の画素を配置する技術が開発されている。特許文献１の撮像素子は、撮像画素と焦点検出画素を備えている。撮像画素は、撮影レンズにより結像される被写体像を光電変換して、画像生成用の信号を生成する。また、焦点検出画素は、撮影レンズの瞳領域を分割して、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成する。
【０００３】
位相差検出方式の焦点検出では、撮影レンズの異なる射出瞳を通過した光束を、それぞれ受光して、その受光量に応じて出力される信号のずれ量、すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出する。これにより、撮影レンズのピントの方向とずれ量を直接求めることができるので、位相差検出方式による焦点検出用の画素を配置した撮像素子は、ライブビューや、動画記録撮影時にも、高速な焦点検出が可能である。
【０００４】
ここで、焦点検出画素は、ライブビューや動画記録撮影の間引き読み出し時に撮像信号を読み出されない行に配置されている。そして、ライブビューや動画記録撮影用の撮像信号を出力する各行を先に間引き走査し、その後、順次、焦点検出画素が配置された各行を走査するように、蓄積及び読み出しを制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１９９５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像素子は、各画素の信号の基準となる信号レベルを得るために、遮光された画素が配置されたオプティカルブラック領域（以下、ＯＢ領域）を備えており、各画素の信号はＯＢ領域の信号を基準黒レベルとして補正演算処理される。このような遮光された画素をオプティカルブラック画素（以下、ＯＢ画素）と呼ぶ。
【０００７】
撮像素子では、画面左側に配置された水平ＯＢ領域（以下、ＨＯＢ）と画面上部に配置された垂直ＯＢ領域（以下、ＶＯＢ）の信号を基準黒レベルとして所定のレベルにクランプすることができる。ＨＯＢのＯＢ画素の信号を用いたクランプ処理を、特にＨＯＢクランプ処理と呼び、ＨＯＢクランプ処理では、暗時の垂直方向（列方向）のシェーディング（以下、Ｖシェーディング）などを補正できる。
【０００８】
ところで、特許文献１に開示された技術では、ライブビューや動画記録撮影用の信号を取得するための垂直読み出し走査と、焦点検出用の信号を取得するための垂直読み出し走査とを１フレームの中で連続して順次走査する。このとき、撮像素子の上の行から下の行へ間引き走査された後、最後に撮像信号が読み出された行から撮像素子面上で離れた焦点検出画素が配置された行へ走査する行が大きく移動する。
【０００９】
そのため、撮像素子のＶシェーディングによって、撮像画素だけで構成された行と焦点検出画素が配置された行の境界で、ＨＯＢの出力信号にオフセット段差が発生してしまう。ＨＯＢクランプ処理では、直近のＨＯＢの出力信号を複数行（例えば８行）に渡って平均化し、その平均レベルを基準黒レベルと比較した差分を補正値として次の行の出力画素信号を補正する。
【００１０】
ここで、上記したようなオフセット段差を考慮せずにＨＯＢクランプ処理を行うと、焦点検出画素が配置された行の出力信号が基準黒レベルに適切にクランプされず、焦点検出画素の信号が誤ったレベルでクランプされ、焦点検出精度の低下を招く可能性がある。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み、撮像素子による位相差検出方式の焦点検出精度を改善した撮像装置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】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複数の画素が行列状に配置され、第１の画素および第２の画素を含む有効画素領域と、前記有効画素領域と隣接して配置された遮光画素領域とを備えた画素領域と、前記遮光画素領域の信号から前記有効画素領域の各行に対応した補正値を生成する補正値生成手段と、前記補正値を用いて前記有効画素領域の信号を行毎に補正する補正手段と、前記第２の画素が含まれない複数の第１の画素行を先に読み出した後に、前記第２の画素が含まれる複数の第２の画素行を読み出す読み出し手段と、前記第１の画素行に対応した補正値を用いて前記第２の画素行の信号を補正するように前記補正手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮像素子による位相差検出方式の焦点検出精度を改善した撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】撮像装置のシステムブロック図である。
【図２】撮像素子の模式図である。
【図３】画素部の模式図である。
【図４】動画撮影と焦点検出の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】動画撮影を行う際のＶシェーディングとＨＯＢクランプ処理の様子を示す模式図である。
【図６】ＨＯＢクランプ処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】ＤＦＥ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】
以下に、本発明の好ましい実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。まず、本実施例の撮像装置の構成について、図１〜３を用いて説明する。
【００１６】
図１は、本実施例に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、光学系１０１はフォーカスレンズ、ズームレンズ、絞りなどで構成される。撮像素子１０２は、光学系１０１で結像された光学像を受光する。撮像素子１０２は、画像生成用の撮像信号を生成する第１の画素である撮像画素と第２の画素である焦点検出画素とを備えている。焦点検出用画素は、撮影レンズの瞳領域を分割して、分割された瞳領域からの被写体像を光電変換して位相差検出用の信号を生成する。
【００１７】
図２は、本撮像装置における撮像素子１０２の構成を模式的に示す図である。図２に示すように、撮像素子１０２は、画素部２０１、垂直走査部２０２、読み出し部２０３、水平走査部２０４を備えている。画素部２０１は、光学的に遮光された複数の画素が配置されたオプティカルブラック領域（遮光画素領域、以下、ＯＢ領域）と、光学系１０１により結像された光学像を受光する複数の画素が配置された有効画素領域２０７を備えている。このような遮光された画素をオプティカルブラック画素（以下、ＯＢ画素）と呼ぶ。ＯＢ領域は、画面上部に配置された垂直ＯＢ領域（以下、ＶＯＢ）２０５と、画面左側に配置された水平ＯＢ領域（以下、ＨＯＢ）２０６からなる。
【００１８】
画素部２０１において、焦点検出行（第２の画素行）２０８には、瞳分割された画像信号を出力可能な焦点検出画素が行方向に配置されている。以下の説明では、焦点検出画素が配置されず、画像生成用の信号を生成する撮像用画素のみで構成された行を撮像行（第１の画素行）と呼ぶ。なお、図２では、焦点検出行２０８が４行あるものとして図示しているが、実際には適切に行数で配置すれば良く、８行や１６行など、さらに多くてもよい。
【００１９】
垂直走査部２０２は、画素部２０１から画素信号を読み出す行を順に選択し、水平走査部２０４は、画素部２０１から画素信号を読み出す列を順に選択する。読み出し部２０３は、垂直走査部２０２及び水平走査部２０４によって選択される画素の信号を読み出し、読み出した画素信号を後述するアナログフロントエンド（以下、ＡＦＥ）１０４へ出力する。
【００２０】
図１に戻り、ＡＦＥ１０４はＡ／Ｄ変換回路を含み、ＶＯＢ２０５から出力されるアナログ信号を用いた基準黒レベルの調整処理及びアナログ／デジタル変換処理を行う。デジタルフロントエンド（以下、ＤＦＥ）１０５は、各画素のデジタル出力を受けてＨＯＢクランプ処理や画素の並び替え等をデジタル処理している。
【００２１】
各画素の信号はＯＢ領域の信号を基準黒レベルとしてクランプすることで黒レベルが補正される。ＨＯＢ２０６のＯＢ画素の信号を用いたクランプ処理を、ＨＯＢクランプ処理と呼び、ＨＯＢクランプ処理では、暗時の垂直方向のシェーディング（以下、Ｖシェーディング）などを補正することができる。
【００２２】
デジタル信号処理部１０６は、ＤＦＥ１０５から得られた画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス補正、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行い、不図示の記録装置や表示装置に処理後の画像信号を出力する。記憶部１０７は、デジタル信号処理部１０６の作業用メモリとして、あるいは連続撮影等のバッファーメモリとしても使用される。
【００２３】
位相差算出部１０８は、撮像素子１０２から出力される瞳分割された画像信号を用いて、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差評価値（デフォーカス量）を算出する。ＡＦ制御部１０９は、位相差算出部１０８で算出された位相差評価値を基に、光学系１０１のフォーカスレンズ位置を制御するための光学系駆動情報を算出する。
【００２４】
光学系駆動部１０３は、ＡＦ制御部１０９から出力される光学系駆動情報に応じた制御信号により光学系１０１を制御する。このようにして、位相差算出部１０８及びＡＦ制御部１０９により、公知の位相差方式の焦点検出制御が行われる。
【００２５】
なお、撮像装置の構成としては、上記に限定されない。例えば、撮像素子１０２が列毎のＡ／Ｄ変換回路やＡＦＥ１０４の機能を内蔵する構成としてもよい。この場合は、撮像素子１０２が、読み出した画素毎のデジタル信号をＤＦＥ１０５へ出力する。
【００２６】
さらに、撮像素子１０２がＡ／Ｄ変換回路とＤＦＥ１０５の諸機能を、内部に備えた構成であってもよい。この場合は、撮像素子１０２の内部に備えたＤＦＥブロックでＨＯＢクランプ処理が行われ、基準黒レベルにクランプされたデジタル信号が、撮像素子１０２からデジタル信号処理部１０６及び位相差算出部１０８に出力される。
【００２７】
図３は、画素部２０１における有効画素領域２０７の構成を模式的に示す図である。図３では、説明を簡単にするために一部を切り出して示しているが、実際にはこのような画素がさらに複数配置されて画素部２０１が構成される。
【００２８】
画素部２０１の画素配列は、２×２のベイヤー配列を基本としており、図中に記載されているＧ、Ｒ、Ｂ、の記号は、それぞれ緑、赤、青のカラーフィルタを示している。さらにベイヤー配列された撮像素子１０２の一部に、焦点検出画素が配置されている。
【００２９】
図３において、撮像画素３０１は、フォトダイオード（以下、ＰＤ）３０２を含む。ＰＤ３０２は、光学系１０１で結像されて撮像画素３０１に入射した光を受光し、その受光量に応じた電気信号を生成する光電変換部として機能する。画素毎に生成された信号は、読み出し部２０３に読み出された後、ＡＦＥ１０４へ出力される。
【００３０】
焦点検出画素３０３、３０５は、各々ＰＤ３０４、３０６を含む。ＰＤ３０４とＰＤ３０５は、各画素に配置された不図示のマイクロレンズの光軸に対して、ＰＤを偏心させることで、光学系１０１のそれぞれ異なる瞳面の光を受光するように構成されている。なお、焦点検出画素３０３、３０５のＰＤの一部分を遮光部材で遮光することによって、光学系１０１のそれぞれ異なる瞳面の光を受光するように構成してもよい。
【００３１】
ここで、本実施例の撮像素子の垂直走査部２０２による垂直走査の方法について、説明する。静止画撮影などにおいて、有効画素領域２０７の全画素の信号を読み出す場合には、垂直走査部２０２は、Ｖ０〜Ｖ２２行の画素を順次選択するように駆動し、読み出しを行う。ここで、図３において、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ３〜Ｖ７、Ｖ９〜Ｖ１３、Ｖ１５〜Ｖ１９、Ｖ２１、Ｖ２２の各行は、撮像行である。また、Ｖ２、Ｖ８、Ｖ１４、Ｖ２０の各行は、焦点検出行である。
【００３２】
ライブビュー表示や動画記録撮影を行う場合などにおいては、３０フレーム／秒といった所定のフレームレートで画像表示を更新して、滑らかな動画を得る必要がある。なお、以下の説明では、ライブビュー表示、動画記録、動画撮影などの動作モードを総称して、動画撮影とする。そのため、動画撮影を行う場合には、画素数を間引いて画素信号を読み出すことが行われる。
【００３３】
図３には、動画撮影を行う場合に、撮像行を３行毎の間引き（飛び越し）走査で読み出した後、焦点検出行をさらに走査する例を図示している。すなわち、動画撮影を行う場合には、撮像行Ｖ０、Ｖ３、Ｖ６、・・・、Ｖ１８、Ｖ２１の各行を順次選択し、選択された行から画素信号が読み出される。このように読み出された画素信号は、画像生成用の撮像信号としてデジタル信号処理されて、表示・動画記録に用いられる。
【００３４】
その後、焦点検出行Ｖ２、Ｖ８、Ｖ１４、Ｖ２０の各行が順次選択されて、選択された行から焦点検出用の信号が読み出される。位相差算出部１０８では、それぞれ異なる瞳面から得られた、焦点検出行の出力信号を相関演算により比較することで、位相差検出方式の焦点検出を行うための位相差評価値（デフォーカス量）を算出する。
【００３５】
ここで、撮像行Ｖ２１の画素信号を読み出した後、焦点検出行Ｖ２への飛び越し走査の際に、撮像素子の出力信号にＶシェーディングがあると、撮像行と焦点検出行の読み出しの境界で、ＨＯＢ２０６の出力信号にオフセット段差が発生してしまう。このオフセット段差を考慮せずにＨＯＢクランプを行うと、焦点検出画素が配置された行の基準黒レベルへのクランプ処理動作が間に合わず、焦点検出画素の信号が誤ったレベルでクランプされてしまい、焦点検出精度の低下を招く可能性がある。
【００３６】
そこで、本実施例の撮像装置では、このような課題に対して、焦点検出行のＨＯＢクランプの補正値を、焦点検出行に隣接する撮像行の補正値で代用して補正することにより、焦点検出画素の出力信号を適切な基準黒レベルでクランプ処理することができる。
【００３７】
例えば、図３の焦点検出行Ｖ２のクランプ処理においては、隣接する撮像行Ｖ３の補正値を代用する。このように、焦点検出行Ｖ８、Ｖ１４、Ｖ２０の各行の出力信号に対するクランプ処理を行う際には、それぞれ隣接する撮像行Ｖ９、Ｖ１５、Ｖ２１の補正値が各々用いられることになる。
【００３８】
なお、本実施例では、動画撮影を行う場合に撮像行を３行毎の飛び越し走査で読み出す例について説明したが、必要な解像度、あるいは必要なフレームレートに応じて、例えば、５行毎や７行毎の間引き走査としても良い。また、動画撮影を行う場合に、読み出される焦点検出行が撮像行に隣接していない場合には、画素部２０１において焦点検出行から上方向に最も近い或いは近傍に配置された撮像行の補正値を焦点検出行のＨＯＢクランプ処理に用いればよい。または、下方向に最も近い或いは近傍に配置された撮像行の補正値を焦点検出行のＨＯＢクランプ処理に用いてもよい。
【００３９】
次に、本実施例の撮像装置による、動画撮影と焦点検出時の処理の流れを、図４のフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００４０】
ステップＳ４００では、不図示のボタン等の操作によりユーザが撮影開始を指示する。
【００４１】
ステップＳ４０１において、光学系１０１の絞り値や撮像素子１０２の蓄積時間、ＩＳＯ感度などの撮影条件が設定される。撮影条件は、不図示の操作部をユーザが操作することで設定される。また、不図示の測光センサーによって撮像装置が自動的に撮影条件を設定するようにしてもよい。
【００４２】
ステップＳ４０２において、ＡＦ制御部１０９は、光学系１０１を駆動して被写体にレンズの焦点を合わせる。但し、撮影開始直後には焦点検出がまだ行われておらず、フォーカスレンズの駆動量を取得できないため、フォーカスレンズを駆動させなくてもよい。
【００４３】
ステップＳ４０３において、撮像素子１０２を駆動し、電荷蓄積及び信号の読み出しを行う。より詳しくは、撮像素子１０２が光学系１０１によって結像された光を受光し、各撮像画素３０１のＰＤ３０２及び各焦点検出画素３０３、３０５のＰＤ３０４、３０６では、入射した光量に応じた電荷が蓄積される。
【００４４】
そして、垂直走査部２０２は、図３に示したように、撮像行の間引き走査を行った後、焦点検出行の走査を順次行う。読み出し部２０３には各画素からの信号が読み出され、各画素のアナログ信号がＡＦＥ１０４へ出力される。
【００４５】
ステップＳ４０４において、ＤＦＥ１０５は、撮像素子１０２から読み出されてＡＦＥ１０４でＡＤ変換されたＨＯＢ画素のデジタル信号を用いて撮像画素の出力信号に対するＨＯＢクランプ処理を行う。ＨＯＢクランプ処理により、各行のＨＯＢ２０６の信号レベルに基づいてＶシェーディングが補正される。なお、詳細な説明については、図５〜７を用いて後述する。
【００４６】
次に、ステップＳ４０４においてＨＯＢクランプ処理が施された画像信号のうち、焦点検出行の信号は、光学系１０１のフォーカスレンズ位置を制御する光学系駆動情報を算出するために、位相差算出部１０８へと出力される。一方、撮像行の信号は、不図示の記録装置や表示装置に画像信号を出力するために、デジタル信号処理部１０６へと出力される。
【００４７】
ステップＳ４０５において、位相差算出部１０８は、各焦点検出画素３０３、３０５の出力信号を用いて、公知の位相差検出方式による焦点検出処理を行う。前述したステップＳ４０２では、ステップＳ４０５において位相差算出部１０８が算出した位相差評価値に基づいて、ＡＦ制御部１０９がフォーカスレンズを駆動する。
【００４８】
ステップＳ４０６において、デジタル信号処理部１０６は、ＤＦＥ１０５によりＨＯＢクランプ処理された画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス補正、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行う。
【００４９】
ステップＳ４０７において、各種処理を施された動画１フレーム分の画像データを、不図示の記録装置や表示装置に出力する。
【００５０】
ステップＳ４０８において、動画撮影を継続するか終了するかの判断を行う。不図示の操作部から、ユーザが撮影終了の指示を出した場合には、動画撮影の処理を終了する。何も操作がなされなければステップＳ４０１に戻り、動画撮影と焦点検出処理が継続される。
【００５１】
次に、本実施例の撮像装置における動画撮影を行う際の、ＨＯＢクランプ処理について、図５〜図７を用いて詳細に説明する。本実施例の撮像装置は、焦点検出行のＨＯＢクランプの補正値を焦点検出行に隣接する撮像行の補正値で代用することに特徴がある。
【００５２】
図５（ａ）は、本実施例の撮像装置における、動画撮影を行う際の垂直読み出し走査順序を示す模式図である。垂直走査部２０２は、動画撮影を行う際に間引き走査を行うことで、撮像素子全体の撮像行の信号が読み出される。その後、垂直走査部２０２は、焦点検出行を順次選択することで、焦点検出画素の信号が読み出される。
【００５３】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の間引き走査駆動によって読み出された各画素の配置を示す模式図である。また、図５（ａ）の右側には、画素部２０１全体のＶシェーディング５０１を一例として示し、図５（ｂ）の右側には、動画撮影を行う際のＶシェーディング５０２とＨＯＢクランプ処理後の補正されたＶシェーディング５０３、５０４を一例として示している。
【００５４】
本実施例の撮像素子では、動画撮影を行う際においては、撮像行を間引き走査しながら読み出した後、焦点検出行を順次走査する。そのため、撮像素子の出力信号としてみた場合には、図５（ｂ）のように、画像の上部に撮像行が配置され、画像の下部に焦点検出行が配置された画像が出力されることになる。従って、撮像装置の内部では、ＡＦＥ１０４以降の処理では図５（ｂ）のような画像信号が扱われる。
【００５５】
この際、画素部２０１のＶシェーディングが、実際には図５（ａ）のように連続的であっても、図５（ｂ）のように各画素の信号が配置された画像として扱う場合には、オフセット段差を含む不連続なＶシェーディング５０２が表れることになる。
【００５６】
次に、本実施例の撮像装置における、ＨＯＢクランプ処理について説明する。図６は、本実施例におけるＨＯＢクランプ処理の流れを示したフローチャートである。ＨＯＢクランプ処理は、ＤＦＥ１０５に行毎に順次入力されたＨＯＢ画素のデジタル信号を用いて行われる。
【００５７】
ステップＳ６０１では、ＤＦＥ１０５に入力された信号が、焦点検出行の信号であるか、撮像行の信号であるかを判別する。撮像行の信号であると判定された場合、ステップＳ６０２に進む。なお、焦点検出行の信号であると判定された場合の処理については後述する。
【００５８】
ステップＳ６０２では、後述する各行に対応したＨＯＢクランプの補正値を用いて、有効画素領域の出力信号に対し、行毎に一律の演算処理を行うことで補正する。
【００５９】
ステップＳ６０３では、８行分のＨＯＢ画素の出力信号の平均値を用いて、次の行の有効画素領域の出力信号に対して用いる補正値を求めることで、補正値の更新処理が行われる。補正値の更新処理では、直近に入力された８行分のＨＯＢ画素の出力信号の平均値を用いて、現在入力されている行に対して用いられている補正値を更新する。ｎ行目の画素に対する信号補正演算に用いる補正値Ｃ（ｎ）は、以下のように表される。
Ｃ（ｎ）＝Ｃ（ｎ−１）＋｛基準黒レベル―ＡｖｅＨＯＢ（ｎ−８，ｎ−１）｝
・・・式（１）
【００６０】
ここで、ＡｖｅＨＯＢ（ｎ−８，ｎ−１）は、（ｎ−８）行目から（ｎ−１）行目に渡る８行分のＨＯＢ画素の出力信号の平均値である。また、基準黒レベルは、撮像装置として、設定されている所定の信号レベルである。このように、ＨＯＢクランプの補正値Ｃ（ｎ）は、入力された信号の行から直近８行のＨＯＢ画素の出力信号の平均値と、基準黒レベルのとの差分から求められる。
【００６１】
ステップＳ６０４では、現在入力されているｎ行目が焦点検出行に隣接した行であるか否かを判別する。焦点検出画素の隣接行である場合には、ステップＳ６０５に進んで、ｎ行目の補正値Ｃ（ｎ）を後述するメモリに記憶し、ステップＳ６０８に進む。メモリには、１フレームを処理する間、全ての焦点検出行について各々の隣接行の補正値Ｃを記憶しておく。
【００６２】
ステップＳ６０４において、現在入力されているｎ行目が焦点検出行に隣接した行でない場合には、ステップＳ６０８に進む。
【００６３】
ステップＳ６０８では、撮像素子１０２から今回信号が出力された行が最終行であるかどうかを判断し、最終行であると判断された場合にはＨＯＢクランプ処理を終了する。また、最終行ではないと判断された場合には、ステップＳ６０１からの処理を繰り返す。
【００６４】
次に、ステップＳ６０１において、ＤＦＥ１０５に入力されたｎ行目の信号が、焦点検出行の信号であると判定された場合については、ステップＳ６０６に進む。
【００６５】
ステップＳ６０６では、入力された焦点検出行であれば、ステップＳ６０５においてメモリに保存されたｎ行目に隣接した撮像行の補正値Ｃ（ｎ）を読み込む。
【００６６】
ステップＳ６０７では、ステップＳ６０６でメモリから読み込んだ各行に対応した補正値を用いて、有効画素領域の焦点検出行の出力信号を補正するための演算を行う。ここでは、画素部２０７で隣接する行で得られた補正値を用いて、焦点検出行のＨＯＢクランプ処理を実行する。そのため、画素部２０７の上から下に走査された後、最後に読み出された撮像行から撮像素子の面上で離れた位置にある焦点検出行に読み出し走査行が移動する場合でも、適切な基準黒レベルでクランプ処理を実行することができる。
【００６７】
ステップＳ６０８では、撮像素子１０２から今回信号が出力された行が最終行であるかどうかを判断し、最終行であると判断された場合にはＨＯＢクランプ処理を終了する。また、最終行ではないと判断された場合には、ステップＳ６０１からの処理を繰り返す。
【００６８】
図７は、本実施例の撮像装置におけるＤＦＥ１０５の構成を示すブロック図であり、式（１）で表されるＨＯＢクランプ処理を実現するための構成を示している。
【００６９】
加算器７０１は、入力された有効画素領域の画素信号をＨＯＢクランプの補正値Ｃを用いて行毎に一律に補正するための演算処理を実行する。補正値生成手段である補正値算出ブロック７０２は、垂直同期信号及び水平同期信号に応じて、入力されたＨＯＢ画素の信号と基準黒レベルを用いて、ＨＯＢクランプの補正値Ｃを算出／更新する。すなわち、補正値Ｃを生成する。
【００７０】
メモリ７０３には、補正値算出ブロック７０２で算出された補正値Ｃのうち、焦点検出行の隣接行である行の補正値Ｃが記憶される。
【００７１】
選択部７０４は、入力された有効画素領域の画素信号に対してＨＯＢクランプ処理を実行する際に加算器７０１に供給する補正値Ｃを選択する。撮像行に対してＨＯＢクランプ処理を実行する場合には、補正値算出ブロック７０２で行毎に更新される補正値Ｃを選択して加算器７０１に供給する。また、焦点検出行に対してＨＯＢクランプ処理を実行する場合には、メモリ７０３に記憶されている焦点検出行の隣接行から得られた補正値Ｃを選択して加算器７０１に供給する。
【００７２】
メモリコントローラ７０５は、垂直同期信号及び水平同期信号に応じてメモリ７０３の入出力を制御するとともに、撮像行または焦点検出行に応じた適切な補正値が選択されるように選択部７０４へ制御信号を供給する。
【００７３】
以上説明したように、本実施例の撮像装置によれば、位相差検出方式による焦点検出用の画素を撮像素子に配置したことで、ライブビューや動画記録撮影を行う場合にも、焦点検出を行うことができる。そして、焦点検出行のＨＯＢクランプの補正値を、焦点検出行に隣接する撮像行の補正値で代用することにより、適切な基準黒レベルでクランプされた焦点検出画素の信号が得られるため、焦点検出精度を改善することができる。
【００７４】
なお、本実施例の撮像素子１０２は、２種類の焦点検出画素３０３、３０５によって、各画素が光学系１０１の異なる瞳面の光を各々受光するように構成されている。しかし、本実施例の焦点検出画素の一部または全部の代わりに、１つの画素に異なる瞳面の光を受光するように１つのマイクロレンズに対して複数のフォトダイオードを備えた画素を配置してもよい。
【００７５】
また、本実施例では、撮像素子による位相差検出方式の焦点検出が可能な撮像装置を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本実施例の第２の画素として、焦点検出画素の一部または全部の代わりに、Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ方式による距離計測用の信号を出力する画素を配置してもよい。あるいは、本実施例の第２の画素として、焦点検出画素の一部または全部の代わりに、ＯＢ画素を配置して、その信号を撮像行の暗電流やシェーディングなどを補正するために用いてもよい。
【００７６】
さらに、１フレーム期間に複数回の垂直走査によって信号が読み出される撮像素子と、行毎に順次入力された複数行のＨＯＢの信号を参照して、次に入力される行のクランプ補正値が決まるＨＯＢクランプ処理システムを備えた撮像装置に適用可能である。
【００７７】
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０２  撮像素子
１０５  ＤＦＥ
２０６  ＨＯＢ
２０７  有効画素領域
７０１  加算器
７０２  補正値算出ブロック
７０３  メモリ
【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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